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    无线传(chuán)感(gǎn)器(qì)网络中路由的选择方式解读

    作者:管(guǎn)理员 发布(bù)于:1/11/2017 11:54:28 AM

        所有的机器人(rén)导航(háng)都需要解决这样的一个问(wèn)题:机器人如何获知通往目(mù)的地(dì)的道路。在无线传感器网络中,无(wú)线节点(diǎn)之间(jiān)的信息通(tōng)信路由也是一个(gè)首先(xiān)要解决的问(wèn)题。如前所(suǒ)述,由(yóu)于地理信息固定,在(zài)WiME中空间路径规划(huá)和信息通信路由完(wán)全可(kě)以以相同的方式(shì)工作。因此下面以路径规(guī)划来说明这样一个路由存储和查询方式的选择问题。
      在(zài)无线传(chuán)感器网络中(zhōng),无线节点由于能量受限(xiàn),采用的是低(dī)功耗嵌入式(shì)处理器,其计算能(néng)力和存(cún)储(chǔ)空间都有(yǒu)限。WiME也不例外(wài),一般无法直(zhí)接存储路径(jìng)信(xìn)息或者将地(dì)图信息存储(chǔ)在节点上从而在需要时计算(suàn)出最优路径。为此,首先考虑下面(miàn)的4种方法(fǎ)。
      方法1:作为一种常(cháng)用的(de)方法,可以(yǐ)查询(xún)整个地图的路径信息。由于房(fáng)间数n众多(认为n不小于1000),路径数据巨大(dà)(存在(zài)n(n-1)/2条路径),这样的地(dì)图可以由1台或多台主(zhǔ)服务器(qì)提供。任何一个无线节点(diǎn)或邻近(jìn)的有(yǒu)限多个节点都满足(zú)不了(le)这样的存储量。一个(gè)自然的(de)方(fāng)法是将全局地图存储到(dào)服(fú)务(wù)器上,机器人终端在必要时从服务器上下载路径信息。这类似(sì)于GPS设备(bèi)的工作方式。
      方法2:根据使用的广(guǎng)播(bō)式无线路由(yóu)通信协议,建立一条到目标点(diǎn)的无线通(tōng)信链(liàn)路,并利用(yòng)建立的这条(tiáo)通信线路(lù)作为地理(lǐ)导航线(xiàn)路。
      方法(fǎ)3:利用动态路径规(guī)划的(de)思想(xiǎng),每(měi)个节点(diǎn)存储与自身(shēn)相关(guān)的一定范围(wéi)内的地理信息,并生成最优路径信息。
      方(fāng)法4:每个(gè)节点存储(chǔ)全局(jú)节(jiē)点分布的地理信息和连接关系,在需(xū)要时与临近的节点协同计算出最(zuì)优(yōu)路径。这是借(jiè)鉴了计算机网络(luò)中分布式(shì)计算的概念(niàn)。
      每种方(fāng)法各有其优劣。第1种方(fāng)法修改容易,增加或删除节点只需(xū)要在主服务器(qì)端(duān)更新。第2种方法(fǎ)不需(xū)要事(shì)先知(zhī)道节点的地(dì)理位置信息,整个(gè)路(lù)径信息是(shì)动态建立和修改的。第(dì)3种方法可以(yǐ)随着道(dào)路情(qíng)况动态调(diào)整最优路径。由于节点能(néng)够实时(shí)观(guān)察到道路信息,可以引入参数来反映(yìng)当前(qián)周(zhōu)边道路状(zhuàng)况,比如道(dào)路的(de)堵塞程度,并由此动态维护这(zhè)样(yàng)一(yī)个包含(hán)自身(shēn)及临近区(qū)域的最优路(lù)径表。但是这3种方法都是(shì)在多跳通信的情(qíng)况下完成的,返回完整(zhěng)的路径信(xìn)息需要较(jiào)多的通信带宽和(hé)较长的通信延(yán)时,这对通信协议的鲁(lǔ)棒性(xìng)提(tí)出了(le)挑(tiāo)战(zhàn)。第4种方法的存(cún)储(chǔ)量相对要小,与节点(diǎn)个数(shù)同数(shù)量(liàng)级,但是多节点协同的最优(yōu)路径的实时分布式计(jì)算对于无线传感器节点无疑是(shì)一(yī)个困难的问题(tí)。毕竟当前的分布(bù)式计算仍然(rán)局限在(zài)计(jì)算机网络领域。如(rú)何(hé)将分布式计(jì)算(suàn)和最新的网格计算(suàn)的思想运用(yòng)到无线传感器(qì)网络上,可能会(huì)成(chéng)为嵌入式(shì)系统领(lǐng)域的下一个方向。

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