1、毕业设计（论文）外文翻译原文题目ROUTINGPROTOCOLSFORWIRELESSSENSORNETWORKS无线传感器网络路由协议摘要本文提出了一种对信息的ADHOC路由无线传感器网络实现的改进功能。提高每个传感器节点的使用可以提高网络的定位和节能能力的协议。此外，使用更有效的算法将改善整个网络在功率效率方面的整体效益。使用新的创造性的计划，以便获得从源到目的地的路由节点的最短路径的信息，我们已经实施办法来限制传感器网络的路由信息传输协议的使用效率低下的问题。一、导言ADHOC无线传感器网络有能力彻底改变当代的技术领域。提供更方便的通信手段，这种基础设施网络的想法可以减少包括军事战略的转
2、变，家庭安全，信息传输，环境监测，监视等许多应用。这个概念可以启动无线互动浪潮，世界上还没有出现过。A、ADHOC无线传感器网络一个特设无线传感器网络是一个动态的无线节点的自组织网络拓扑随机系统。这曾使互联网在通信基础设施领域一度不存在1。这些网络节点可以与邻国合作，以执行诸如路由，定位，时间同步的功能，以及资料整合。然而，这些网络有许多需要解决之前，这种创新的想法得来的，如节能和本地化等复杂的问题。B、多跳无线网络多跳无线网络是一个特设的无线网络类型。这个术语是指信息被转移到有更多的一个位置，通过旅行到达其最终目的地的想法。基于其网络的算法，方案一多跳无线网络可以在电力方面昂贵。此外，利奇在
3、无线网络中的单个节点通常需要一些复杂的计划来管理它的定位。本地化的想法，每个节点可以通过使用近似算法来找到自己从邻国距离它的位置。对节能和本地化这些问题复杂化的设计了许多伯克利微尘算法的编码方案。C、伯克利莫茨近年来，加州大学的伯克利已经成为一个在ADHOC无线传感器网络的技术进步的领导者。加州大学伯克利分校的研究人员开发了这些微粒，它们是一对无线传感器网络的物理解释。一个例子是一个MOTE如图所示1。事实上，加州大学伯克利分校开发出一种试验台，其中这些微尘的尼龙网能感应周围的许多其他环境。此外，微尘已经看到了在过去几年的许多进步。图2显示，因为他们已经从MICA1微粒进化到MICA2DOT的
4、。该MICA2DOT的规模已下降到接近四分之一。该传感器板，在附录所示，给予其感应功能的刺。这些微粒板也使用的程序，与图3所示的刺相似。董事会是连接到计算机使用串行和并行端口。他们不仅计划的微尘，但也使用户能够收听到整个网络。这些微粒所使用的系统是完全写在TINYOS的，开放源码的嵌入式操作系统的无线传感器网络设计的。2004年这项工作得到了国家科学基金会计划在暑期大学生在伯克利的信息技术工程研究（高超IT）。、图1、一个样本的刺图2、这个数字显示了伯克利进化微粒图3、这个数字显示了一个编程板的BERKELEY78。D、TINYOSTINYOS是一个事件驱动的操作系统资源有限的传感器网络目的。
5、在TINYOS系统中，库和应用程序都写在NESC上的，一个新的语言嵌入式系统编程。NESC是C版本，被设计来处理结构和TINYOS的执行。在NESC中，方案是建立在，其中有“有线”在一起，形成整体方案的组成部分。这些组件的行为是指定的接口上。这些接口是双向的，他们指定了一组函数被他们的提供者和使用者实施。这些组件是由它们的接口连接在一起。NESC的预期，代码会生成整个程序编译器和已在运行到完成任务和中断处理程序可能中断任务和对方的。为了帮助在NESC的斗争，TINYOS的模拟器，它提供了一个现实世界的现象，如抽象位错误2。E、TOSSIMTOSSIM是一种离散事件模拟TINYOS传感器网络。而
6、不是编制TINYOSAPPLICATIONFOR尘粒,用户可以在TOSSIM编译的时候,在PC上面运行。建立TOSSIM直接从TINYOSCODE。这允许用户调试、检测和分析对算法在控制环境。TOSSIM捕捉TINYOS的行为在非常低的水平上。网络模拟在比特水平,模拟每个ADC捕捉到的、每一个中断的实现。然而,尽管TOSSIM捕捉TINYOS行为以很低的水平,是在一模拟的代码运行一个不可能在真正的加指责的。虽然TOSSIM次中断确切地说,它不执行模型时间。TOSSIM也不模型也不是无线电波传播模型或消耗能量。相反,它提供了无线电抽象独立的位误差节点和可调整增加标示的组件,消费能力提供了信息,当
7、他们的功率状态的改变,例如开启或关闭3。TOSSIM也有许多应用程序可以使用准确地模仿这种尘粒。F、TINYVIZTINYVIZ允许TOSSIM模拟有一个可扩展的图形用户界面,设想、调试和互动。TINYVIZ可以很容易的微量的执行设置断点采购,TINYOS无线电信息时,观想和处理虚拟的位置和无线连接尘粒的4。同时,TINYVIZ允许你写你的独立的模块设想的数据或相互作用,其运行仿真。在许多其他部分,TOSSIM也使用示波器,传感器网络拓扑扇窗户,也串行货代,其中一些显示,如图4。图4、示波器和序列货代用工具在TOSSIM二、方法A、问题陈述这项研究的目的是设计一个最短路径路由与伯克利微尘使用的
8、算法。最短路径路由ALGORTIHM目标是找到从一个节点的最短路径上的信息包的开始和未来的最终位置。这个网络中的节点将有一个单一的路径，他们将直接降在目标地址的信息上。这种单一路径的设计是数据包的最短路径，这就是为什么这将是最有利路径。一个必须避免的问题是，“自由循环。”这是当在演算法在最短路径上的故障和节点的信息包中发送一个不断循环，从来没有达到其最终目的地。此外最短路径路由算法通常是简单的，因此，用它很可能会降低开销的复杂性。B、最短路径路由设计一个算法实现最短路径的节点之间的信息传输是一个非常复杂的问题。该算法的目标是要找到一个有效的路径从一个节点到另一个用最少的金额“跳”在多跳无线网络
9、的可能性。有很多事情要考虑到前一最短路径路由算法的功能。节能和内存管理的复杂性，使制定创建一个有效的途径选择算法相当困难。但是，研究提出可行的解决方案实现了。图5、节点表和结构C、最短路径算法这个最短路径算法的精髓在于它能够创建一个表像结构树。想象一下，在他们的最终目的地地址和一个表格，如图5所示组织的每个节点。对信息包的目的地址的基础上，本表中的每个节点也有一个像结构树描述了一个最短路径，他们可以决定哪个节点发送数据包到下，如图6所示。图6、树状结构从理论上讲，每个节点维护的数据包，列出了“下一跳”地址目标地址排序表。有一个表，列出了所有的邻居节点，以及节点表，列出了“下一跳”和目的地信息。
10、D、优势虽然这可能似乎在内存管理上是昂贵的，它提供了选择哪个节点必须在任何时候都处于待命状态，从而提高了网络的力量保护一个简单的方法。此方法还使系统的定位功能，每个节点都知道它的位置在接近它的邻居。在大多数传感器网络，它通常的做法是使用一个基站节点分发和传递信息到其周围NODESWITH一个基站系统等，以便获取信息包到目的地，一个节点必须首先把该数据包到基站节点，如“图7所示“。基站是唯一的节点可以发送到最终目的地的地址。图7、样本基数，车站结构作者在本研究设计漂亮之处是任何节点都可以立即获得直接的资料，任何时候在任何其他节点。每个节点都有平等的关系在这个网络结构和状态。想象一下，一个节点结构
11、类似图8。图8、基站劣势在基站系统中，如果在地址2节点要发送信息地址0的节点，它必须发送节点地址1的第一个数据包到基站。在最短路径系统，在地址2节点可以直接将信息发送到节点地址为0，表现出的效率这两个模型的改进。这也创造了更加安全可靠的网络。例如，在一个基站系统，如果基站节点故障，这极大地影响到其他节点的生产力。不过，在本研究中描述的节点结构，一个节点故障轻度影响其对应的效率。有些网络还使用了一种算法，信息包发送到它的所有邻国，无论是什么目的。每个节点只收到此信息然后发送相同的信息包出他们的邻居每个。这种事态的发展继续进行，直到数据包终于到达了目的地。该算法被称为啊洪水。与这个洪水的方式，本研
12、究最短路径算法消除了这种低效的网络行为，指导一个单一路径包下来。E、缺点像这种的算法，本最短路径方案确实有它的缺点。作为每个节点维护一个路由结构，每个不同的目标地址，该系统采用了大量的内存，它阻碍了网络的整体效率。此外，这个设计假定一个静态的网络结构。它几乎不会有效的移动或混合系统。F、编码对TINYOS的编码做是NESC的，一种编程语言的C编程语言为基础。四个表，必须在对即将创建的这个算法的头文件中定义必要的结构，它们包括一个节点条目表，一个节点表，邻居项表，和一位邻居表。该节点条目表中包含的节点地址和地址“下一跳。”节点表由一个最终目的地址的节点表的每个条目。邻居条目表中包含一个节点地址，
13、以及每个节点的节点表。最后，邻居表组织了由（TOS的本地地址）节点地址表项每个邻居。在路由选择模块，静态网络节点形成。在这里，有鉴于其最短路径结构以及他们的表项的位置。这个过程的代码示例如图9。图9、简单编码另外，在路线选择模块，名为“GETPARENT”的函数调用是通过实际FPS的消息传递。由此看来，最终目的地址被收集。在从FPS的消息的目标地址的基础上，确定了一种算法，通过建立结构表和搜索信息包的最短路线。这方面的一个代码示例包含在图10。图10、简单编码找到这个值后，它将返回的“下一跳”上的最短路径地址。然后，这个地址，然后放置在适当的位置，在该消息的结构。得到这个消息的发送队列放置在出
14、队并派，然后由节点收到的“下一跳”地址。这种循环反复进行，直到信息包到达其最终目的地。三、结果ATOSSIM利用TINYOS的，TOSSIM申请的最短路径算法进行仿真。TOSSIM被用来作为一个非常有益的，也给调试器对代码程序问题。在模拟之前的算法，调试报表把看到的该方案的过程。该算法当时有六微尘和模拟信息包被赋予了五个最终目的地址（节点地址已通过五零）。通过每个循环的模拟作为源地址，造型每个人的情况下节点。使用TOSSIM的调试窗口，该数据包出现遵循一个节点邻域结构的方向。这种结构如图11。图11、节点附近的结构例如，当在节点地址0起源的包，它的“下一跳”地址将节点地址1，则节点地址3，然后
15、节点地址5，其最终目的地。但是，如果在节点地址4，然后起源节点的数据包的下一跳地址为节点的地址3，则节点地址5是其最终目的地。B、TINYVIZ除了TOSSIM，TINYVIZ被用来获得有关代码处理的见解。TINYVIZ实际上是用于可视化模拟在这之间的节点的信息包的流动。这方面的一个行动中的应用捕获如图12。类似TOSSIM，这说明了仿真节点附近的结构。每行代表一个数据包的路径将采取如果它已被发送或如果它是将要发送。这种可视化可以说是由同一个例子，解释了本节前面。四、讨论在静态节点邻居事先考虑到系统的结构，从模拟得到的结果是非常预期。作者从每个节点的信息包的路线是相同的节点结构和程序中的一个较
16、早的时间定义的树木。事实上，用来显示结果的部分TOSSIM节点附近的结构为例，这个数字是相同的节点附近的结构图用于最初创造了一个最终的目的地址等于五个节点树。因此，模拟输出正是所需要的算法是成功的。图12、模拟TINYVIZ五、结论与未来A结论TINYOS的是一个非常广泛和复杂的系统。它有许多应用程序和工具，需要研究才可以充分了解整个系统。这样做研究，我学到了如何使用使用NESC的TINYOS的大部分TOSSIM应用程序和如何编写程序。我也了解了微尘网络，它们将如何尽快改变这个世界。该项目需要大量的时间和精力。我经历了一个痛苦的试图获得的TOSSIM运行和编程的一些应用在TINYOS很多。但是
17、，因为我经过这个痛苦了，我学到了很多东西比我很可能会被别人刚刚告诉过我了。从这个项目，我帮有意义的贡献代码，也许有一天成为在ADHOC无线网络技术竞技场的目的。我希望我的代码可以帮助别人谁是寻求一条最短路径算法思想。截至今天，一般人可能看一个MOTE或无线网络节点，并认为这是无害的。然而，这些尘粒有能力发展成为很多事情，特别是当它们被用于我军发展。这些微粒可以变成一个相当大的伦理问题。有一天，他们可能会小到一个人的活体内。微粒具有典型意义上的身体机能和运动的人侵犯了隐私和人权法律。让我们希望这项新技术的危险将被避免前到达这一水平。B今后的工作如果我有更多时间，我会一直想在链路预算的计划，把我的
18、最短路径算法。这将允许节点系统选择自己的道路上的一个信号是从邻国得到的力量。在这个方案中，节点的估计距离多远他们的邻居都在他们的信号强度为基础。该系统的节点也有发达的节点结构，因为他们知道如何远离他们的邻居。在此节点结构的基础上，SERPARATE算法可以被用来计算从源节点的最短路径，其最终目的地，给我一个更有效的最短路径算法。ADHOC无线传感器网络是一个领域，是发展得很快。伯克利分校的进化微粒的图1就是一个例子。有许多公司和世界各地的机构在这一领域的工作，这只是一个时间问题，直到与节能，本地化和内存管理问题减少。至于现在，不同的算法，纳入正在制定与这些传感器网络使用更省电的路由方案。大多数传感器网络作为操作使用的一些有限的电力供应，重要的是要尽量减少，尽可能一个网络的用电量。研究人员一直在寻找这无论从软件和硬件水平的问题。此外，由于网络的内存数量有限，重要的是削减尽可能多的系统内存使用。重要的是要注意，使更廉价的内存使用的网络也可以帮助节省电源。有时在不久的将来，这些事项将在制定将产生一个更高效的无线传感器网络。六、致谢我要感谢SUPERBIT计划，CHESS计划，JONATHANSPRINKLE,BARBARAHOHLT,SUSANGARDNER,ANDTANYAROOSTA。他们每个人都在我的ADHOC无线传感器网络的发展的研究上贡献出了一份力量。
