基于tinyos的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究與實現(xiàn)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不同的特點，它與應(yīng)用緊密相關(guān)。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議不能有效地用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，因而人們研究了眾多的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。本章對幾種典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議做一些分析介紹，比較他們的優(yōu)劣，為后面要設(shè)計的路由提供理論基礎(chǔ)。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中信道非常復(fù)雜，節(jié)點所處的環(huán)境無法預(yù)測，因此給無線傳感器網(wǎng)絡(luò)帶來了很多不確定因素，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議的研究是一項極負挑戰(zhàn)性的工作。根據(jù)不同的分類標準無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議可進行多種分類，比如：

1、根據(jù)應(yīng)用要求，傳感器網(wǎng)絡(luò)可分為：能量感知路由、基于查詢的路由、地理位置路由和可靠性路由。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不同的特點，它與應(yīng)用緊密相關(guān)。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議不能有效地用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，因而人們研究了眾多的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。本章對幾種典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議做一些分析介紹，比較他們的優(yōu)劣，為后面要設(shè)計的路由提供理論基礎(chǔ)。

§2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的分類與性能指標

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中信道非常復(fù)雜，節(jié)點所處的環(huán)境無法預(yù)測，因此給無線傳感器網(wǎng)絡(luò)帶來了很多不確定因素，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議的研究是一項極負挑戰(zhàn)性的工作。根據(jù)不同的分類標準無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議可進行多種分類，比如：

1、 根據(jù)應(yīng)用要求，傳感器網(wǎng)絡(luò)可分為：能量感知路由、基于查詢的路由、地理位置路由和可靠性路由。

2、 根據(jù)數(shù)據(jù)收集方式又可分為傳統(tǒng)的當需要時再建立路徑的按需路由機制比如動態(tài)源路由(On-Demand Source Routing protocol , DSR)和基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的主動路由機制比如定向擴散路由(Directed diffusion, DD)以及后面本文提出混合路由機制——動態(tài)擴展多路徑路由機制。

3、 根據(jù)傳輸過程中采用的路徑的跳數(shù)，可分為單路徑路由和多路徑路由。

4、 根據(jù)路由是否考慮Qos約束，可分為保證Qos的路由協(xié)議與不保證Qos的路由協(xié)議。保證Qos的路由協(xié)議是指在路由建立的時候綜合考慮時延、誤碼率等Qos參數(shù)，從多條路由中選出一條適合Qos約束的最佳路徑。

5、 根據(jù)節(jié)點路由過程是否有層次結(jié)構(gòu)，節(jié)點在選路過程中所起到的作用又可分為平面路由和層次路由。平面路由結(jié)構(gòu)簡單，健壯性好，適應(yīng)傳感器節(jié)點計算功能不強、存儲能力低以及信道復(fù)雜多變的特點，但是維護路由的開銷大，擴展性不好，數(shù)據(jù)傳輸跳數(shù)多，適合小型網(wǎng)絡(luò)。層次路由擴展性好，適合大型網(wǎng)絡(luò)，但是對于簇的維護開銷大，算法復(fù)雜，對節(jié)點功能要求高。

針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由機制的特點，評價一個路由協(xié)議設(shè)計是否成功，往往采用以下指標：

1、能量的有效利用節(jié)點所帶的能源有限，如果過多的使用會使部分節(jié)點提前失效，這樣容易產(chǎn)生路由空洞，甚至導(dǎo)致某個區(qū)域的不可到達。為了維持無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最大的生命周期，設(shè)計路由不僅要考慮能量消耗少的路徑，而且要綜合考慮整個網(wǎng)絡(luò)的生命周期，均衡整個網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點能量的消耗，避免出現(xiàn)過度使用某些節(jié)點，使其失效以致出現(xiàn)路由空洞。

2、擴展性

在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，由于布置的節(jié)點所處的地理位置環(huán)境不同，節(jié)點的生存周期也不盡相同。有時甚至是隨即放置節(jié)點，比如：軍方應(yīng)用時，通過飛機向敵方陣地播撒節(jié)點，這時節(jié)點有的可能會被撒在障礙物比較多的地方，甚至是直接掉進洞里無法于其他節(jié)點聯(lián)絡(luò)，有的可能放在比較潮濕的地方使電池及早失效，有的在使用過程中由于某種原因引起了位置的移動等等。總而言之，由于節(jié)點的失效等原因可能要引起整個網(wǎng)絡(luò)拓撲的變化，這就要求路由機制能動態(tài)的適應(yīng)這種變化，具有擴展性，隨著網(wǎng)絡(luò)拓撲的變化動態(tài)調(diào)整路由。

3、可靠性

前面說過無線傳感器節(jié)點所處的環(huán)境非常復(fù)雜，而且難以預(yù)測，再加上無線信道非常復(fù)雜，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃跃惋@得非常重要。尤其是某些敏感區(qū)域的探測，比如外太空某區(qū)域環(huán)境的監(jiān)測，煤礦礦井下的瓦斯的監(jiān)測等等，這些數(shù)據(jù)非常寶貴，數(shù)據(jù)的安全到達要求無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由機制具有較強的容錯能力。

4、時延

傳感器網(wǎng)絡(luò)具有相當多的不確定因素，比如拓撲會動態(tài)變化，節(jié)點間的通信鏈路質(zhì)量隨著網(wǎng)絡(luò)中信息包發(fā)送的數(shù)量和節(jié)點間的距離動態(tài)變化等，這些都對數(shù)據(jù)成功到達目的地的時間提出了挑戰(zhàn)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議必須能夠快速收斂，特別是一些對實時任務(wù)對時間有較高的的要求時。在這方面一般都是減小通信開銷，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男省?/p>

§2.2現(xiàn)有典型無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由算法的介紹與比較

目前對于無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由算法的設(shè)計，國內(nèi)外提出了很多解決方案，其中比較具有代表性的有泛洪式算法（Flooding）[7]、動態(tài)源路由算法(DSR)[2]、低功耗自適應(yīng)聚類路由算法（LEACH）[8，11]、GEAR算法[9]和定向擴散算法（Direct Diffusion）[10，12，13，14]。這些路由算法各有其優(yōu)勢也有缺陷，而且針對不同的具體應(yīng)用表現(xiàn)出來的性能也大不一樣，但是他們提供了幾種不同的思考方向，對后來的很多路由算法提供了借鑒。接下來將簡單對他們進行介紹。

1、 泛洪式算法（Flooding）

泛洪式算法是一種傳統(tǒng)的洪泛式路由技術(shù)，它不需要維護網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)和路由計算，接收到消息的節(jié)點以廣播形式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包給所有的鄰節(jié)點，這個過程重復(fù)執(zhí)行，直到數(shù)據(jù)包到達目的地或者已經(jīng)達到預(yù)先設(shè)定的最大跳數(shù)。

對于自組織的傳感器網(wǎng)絡(luò)，泛洪路由是一種較直接簡單的實現(xiàn)方法，但存在消息的“內(nèi)爆”（implosion）和“重疊”（overlap）以及“資源盲點”（resource blindness）的特點。

2、動態(tài)源路由算法(DSR)

動態(tài)源路由算法(Dynamic Source Routing protocol)[2]是按需建立路由的一種自適應(yīng)算法。當某個傳感器節(jié)點采集到數(shù)據(jù)后，調(diào)用路由選取機制，從它的鄰居節(jié)點中選取一個信道較好、能量充沛或者致匯聚節(jié)點（sink節(jié)點）距離最近的節(jié)點作為其轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。其他節(jié)點收到這樣的數(shù)據(jù)包后運行同樣的算法，從其鄰居節(jié)點中找出一個最佳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點進行轉(zhuǎn)發(fā)，直到數(shù)據(jù)包被發(fā)送到目的地。這種算法簡單，要維護的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，路由維護開銷小，但是它路由選擇時只考慮眼前最優(yōu)，沒有考慮網(wǎng)絡(luò)負載，容易導(dǎo)致部分節(jié)點提前失效；單路徑發(fā)送可靠性低，路由的選取具有盲目性，容易走向網(wǎng)絡(luò)空洞。

3、 低功耗自適應(yīng)聚類路由算法（LEACH）

LEACH是MIT的Chandrakasan等人為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的低功耗自適應(yīng)聚類路由算法，它是第一個在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中提出的層次式路由協(xié)議。其后的大部分層次式路由協(xié)議都是在它的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。與一般的平面多跳路由協(xié)議和靜態(tài)聚類算法相比，LEACH可以將網(wǎng)絡(luò)生命周期延長15%，主要通過隨機選擇聚類首領(lǐng)，平均分擔中繼通信業(yè)務(wù)來實現(xiàn)。LEACH定義了“輪”(round)的概念，一輪由初始化和穩(wěn)定工作兩個階段組成。為了避免額外的處理開銷，穩(wěn)定狀態(tài)一般持續(xù)相對較長的時間。

在初始化階段，聚類首領(lǐng)是通過下面的機制產(chǎn)生的。傳感器節(jié)點生成0，1之間的隨機數(shù)，如果大于閾值T，則選該節(jié)點為聚類首領(lǐng)。T的計算方法如下：

其中p為節(jié)點中成為聚類首領(lǐng)的百分數(shù)，r是當前的輪數(shù)。一旦聚類首領(lǐng)被選定，它們便主動向所有節(jié)點廣播這一消息。依據(jù)接收信號的強度，節(jié)點選擇它所要加入的組，并告知相應(yīng)的聚類首領(lǐng)?；跁r分復(fù)用的方式，聚類首領(lǐng)為其中的每個成員分配通信時隙。在穩(wěn)定工作階段，節(jié)點持續(xù)采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，傳與聚類首領(lǐng)，進行必要的融合處理之后，發(fā)送到sink節(jié)點，這是一種減小通信業(yè)務(wù)量的合理工作模式。持續(xù)一段時間以后，整個網(wǎng)絡(luò)進入下一輪工作周期，重新選擇聚類首領(lǐng)。

采用LEACH 方法使因能量耗盡而失效的節(jié)點呈隨機分布狀態(tài)，因而與一般的多跳路由協(xié)議和靜態(tài)聚類算法相比，LEACH 可以將網(wǎng)絡(luò)生命周期延長15%。但是LEACH 假設(shè)所有的節(jié)點都能直接與簇頭節(jié)點和終端節(jié)點通訊，采用連續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)送模式和單跳路徑選擇模式，因此在需要監(jiān)測面積范圍大的應(yīng)用中不適用，而且動態(tài)分簇帶來了拓撲變換和大量廣播這樣的額外開銷。

4、 GEAR算法

GEAR[12]是充分考慮了能源有效性的基于位置的路由協(xié)議，它比其他的基于位置的路由協(xié)議能更好的應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)之中。

GEAR 算法提出既然傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)經(jīng)常包含了位置屬性信息，那么可以利用這一信息，把在整個網(wǎng)絡(luò)中擴散的信息傳送到適當?shù)奈恢脜^(qū)域中。同樣GEAR 也采用了查詢驅(qū)動數(shù)據(jù)傳送模式。它傳送數(shù)據(jù)分組到目標域中所有的節(jié)點的過程包括兩個階段：目標區(qū)域數(shù)據(jù)傳送和域內(nèi)數(shù)據(jù)傳送。

在目標區(qū)域數(shù)據(jù)傳送階段，當節(jié)點接收到數(shù)據(jù)分組，它將鄰接點同目標域的距離和它自己與目標域的距離相比較，若存在更小距離，則選擇最小距離的鄰接點作為下一跳節(jié)點；若不存在更小距離，則認為存在“hole”，節(jié)點將根據(jù)鄰居的最小花銷來選擇下一跳節(jié)點。

在域內(nèi)數(shù)據(jù)傳送階段，可通過兩種方式讓數(shù)據(jù)在域內(nèi)擴散：在域內(nèi)直接洪泛和遞歸的目標區(qū)域數(shù)據(jù)傳送直到目標域剩下唯一的節(jié)點。

GEAR 將網(wǎng)絡(luò)中擴散的信息局限到適當?shù)奈恢脜^(qū)域中，減少了中間節(jié)點的數(shù)量，從而降低了路由建立和數(shù)據(jù)傳送的能源開銷，從而更有效的提高了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。缺點是依賴節(jié)點的GPS 定位信息，成本較高。

5、定向擴散算法（Direct Diffusion）

Directed Diffusion[10，12，13]是以數(shù)據(jù)為中心的路由協(xié)議發(fā)展過程的里程碑。其他的以數(shù)據(jù)為中心的路由協(xié)議都是基于定向擴散改進或者采用類似的關(guān)鍵思想來提出的。

Directed Diffusion 算法的主要思想是對網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)用一組屬性對命名，基于數(shù)據(jù)進行通信。Directed Diffusion 采用查詢驅(qū)動數(shù)據(jù)傳送模式。當Sink 節(jié)點對某事件發(fā)出查詢命令時就開始一個新的定向擴散過程，它由查詢擴散，初始梯度建立和數(shù)據(jù)傳送三個階段構(gòu)成（見圖2-1 ）。

在查詢擴散階段，Sink 節(jié)點采用和目標數(shù)據(jù)相似的一組屬性對（對象的名稱，數(shù)據(jù)發(fā)送間隔時間，持續(xù)時間，位置區(qū)域）來命名它發(fā)出的查詢信息，并將查詢信息通過廣播逐級擴散，收到查詢信息的節(jié)點緩存信息，并進行局部數(shù)據(jù)聚集，最終查詢信息遍歷全網(wǎng)，找到所有匹配的目標數(shù)據(jù)。

初始梯度建立階段實際上和查詢擴散階段是同時進行的，當節(jié)點從鄰接點接收到查詢信息時，若當前查詢緩存沒有相同查詢記錄，則加入新記錄，記錄中包含了鄰接點指定的數(shù)據(jù)發(fā)送率也就是“梯度”。

在數(shù)據(jù)傳送階段時，Sink 節(jié)點會對最先收到新數(shù)據(jù)的鄰接點發(fā)送一個加強選擇信息（發(fā)送具有更大的“梯度”的查詢信息），接收到加強選擇的鄰接點同樣加強選擇它的最先收到新數(shù)據(jù)的鄰接點，將這個帶更大“梯度”值的查詢信息進行擴散，這樣最后會形成一條“梯度”值最大的路徑。目標數(shù)據(jù)能沿這條加強路徑以較高的數(shù)據(jù)發(fā)送率來傳送數(shù)據(jù)，而其他數(shù)據(jù)發(fā)送率停留在較低水平的節(jié)點組成的路徑可以作為備選路徑以增加網(wǎng)絡(luò)可靠性。

Directed Diffusion 采用鄰居節(jié)點間通信的方式來避免維護全局拓撲，采用查詢驅(qū)動數(shù)據(jù)傳送模式和局部數(shù)據(jù)聚集而減少網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流，因此是一種高能源有效性的協(xié)議。它的缺點是，在需要連續(xù)數(shù)據(jù)傳送的應(yīng)用中（環(huán)境監(jiān)測等）不能很好的應(yīng)用；數(shù)據(jù)命名只能針對于特定的應(yīng)用預(yù)先進行；初始查詢的擴散開銷大。

6、典型路由算法的性能比較

DSR,LEACH，Directed Diffusion和GEAR協(xié)議克服了Flooding協(xié)議的一些固有缺陷，它們在設(shè)計中充分考慮了能源的有效利用，成倍的提高了整個網(wǎng)絡(luò)的生命周期。這些協(xié)議針對特定的應(yīng)用而設(shè)計，在不同的環(huán)境表現(xiàn)出各自的特色和優(yōu)勢，因此不能絕對的判斷哪種協(xié)議最優(yōu)。

我們分析了每種協(xié)議的特點，對它們的信息處理、路由優(yōu)化方式和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的不同表現(xiàn)給出了一個綜合比較，如表1所示。

其中路徑優(yōu)化能力指的是在選路的過程中能不能根據(jù)路徑參數(shù)進行路徑的優(yōu)化選擇，從多條路徑中選出一條或幾條較好的數(shù)據(jù)傳輸路徑。

路由容錯性能是指路由算法的魯棒性，數(shù)據(jù)通過該路由算法確定的路徑到達目的地的可靠性。比如當某個傳感器節(jié)點失效時，路由算法可以通過路徑修補繞過該點，當網(wǎng)絡(luò)里信道間誤碼率較高或傳感器節(jié)點所處的環(huán)境影響信號傳輸時能夠保證數(shù)據(jù)的安全傳輸?shù)鹊取?/p>

數(shù)據(jù)傳輸方式是指信息在傳感器網(wǎng)絡(luò)里是通過直接的點對點傳輸還是通過中間節(jié)點，以接力棒的形式進行數(shù)據(jù)傳輸。

網(wǎng)絡(luò)生命周期指的是所布置的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠進行有效工作的時間，如果網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點由于過度使用而提前失效，致使其他節(jié)點不能進行組網(wǎng)而破壞了網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通性，這樣雖然其他節(jié)點本身能夠采集并發(fā)送數(shù)據(jù)，但是由于網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通性被破壞，數(shù)據(jù)不能到達目的節(jié)點。網(wǎng)絡(luò)生命周期是傳感器網(wǎng)絡(luò)里非常周要的一個指標。

數(shù)據(jù)發(fā)送模式指的是數(shù)據(jù)是主動發(fā)送的還是通過其他節(jié)點的要求來發(fā)送的。主動發(fā)送的數(shù)據(jù)是根據(jù)本地的設(shè)定的采樣頻率連續(xù)發(fā)送的，當傳感器采集到數(shù)據(jù)便打包發(fā)送；通過其他節(jié)點的要求來發(fā)送的模式一般是指匯聚節(jié)點根據(jù)需要向目的監(jiān)測區(qū)域發(fā)送查詢命令，通知目的區(qū)域發(fā)送某種類型的數(shù)據(jù)，目的區(qū)域節(jié)點接到命令后，開啟數(shù)據(jù)采集功能，根據(jù)命令中要求的頻率進行采樣并發(fā)送。

數(shù)據(jù)/查詢緩存是指路由算法是否設(shè)置緩沖池用來為那些已經(jīng)發(fā)送的數(shù)據(jù)在本地保留副本以便數(shù)據(jù)包丟失后進行重傳，或者用來緩存那些接收到的查詢命令等控制信息。數(shù)據(jù)/查詢緩存的使用一方面可以用于保證數(shù)據(jù)的可靠性或優(yōu)化路徑，但是另一方面它增加了維護路由的開銷，設(shè)計路由要均衡利弊選擇使用。

數(shù)據(jù)聚集指的是在數(shù)據(jù)包發(fā)到目的地之前是否都發(fā)到某一個中間節(jié)點進行一些必要的處理，比如某個監(jiān)測區(qū)域監(jiān)測到的數(shù)據(jù)先發(fā)往一個控制節(jié)點進行數(shù)據(jù)融合，進行一些必要的數(shù)據(jù)過濾或者對數(shù)據(jù)進行求平均值等必要的計算，然后再發(fā)往目的地，這樣可以減少網(wǎng)絡(luò)通信量。資源有效性是指監(jiān)測區(qū)域收集的數(shù)據(jù)與匯聚節(jié)點實際想得到的數(shù)據(jù)是否一致，監(jiān)測區(qū)域收集數(shù)據(jù)的頻率和發(fā)送時延是否滿足要求。

分層是指無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點之間功能的劃分，如果傳感器網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點的功能一樣，都是即可以采集數(shù)據(jù)又可以控制路由選擇，那么這種路由是不分層的，又叫平面路由；如果節(jié)點收集到數(shù)據(jù)后要發(fā)往一個專門的控制節(jié)點進行選路，那個專門的節(jié)點又稱為簇頭，這種路由機制屬于分層的路由，又叫做層次路由。

§2.3路由協(xié)議接入方式

前面說過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不同于一般的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)，它在資源、傳輸方式以及應(yīng)用對象方面有自己的特點。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議與傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點對應(yīng)，是與應(yīng)用緊密相連的。前面提到的幾個應(yīng)用分別應(yīng)用的場合也不盡相同，每種協(xié)議都有自己獨特的優(yōu)勢和缺點。這就要求對于不同的應(yīng)用能夠進行自由的切換路由，路由能夠進行方便的更替?，F(xiàn)在一些應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)中有一些對路由層做了封裝，以配置文件的形式可以動態(tài)的鏈入，比如：加州大學伯克利分校研究的tinyos系統(tǒng)把路由層以組件的形式實現(xiàn)，提供給上層接口進行調(diào)用。組建可以自由的更換，只要提供的接口一致，給上層應(yīng)用的開發(fā)提供了極大的方便，路由層的加入也很方便。Jennic公司研制的bos系統(tǒng)類似于tinyos，相當于tinyos簡化版，傳感器網(wǎng)絡(luò)中各部分也是以API接口的形式提供給應(yīng)用層調(diào)用。這些系統(tǒng)的共同之處是為方便應(yīng)用，把下層包括路由層封裝起來，以API接口的形式提供功能調(diào)用。下面以tinyos中路由層的調(diào)用方式[3]來說明無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中路由層的自由變更方式。

如圖2-3所示，AM模塊用于連接發(fā)送模塊，和下面的mac層、物理層通信，調(diào)用下層功能完成信息的收發(fā)功能。路由模塊MultiHopRouter利用AM層的收發(fā)接口完成路由選擇、路徑優(yōu)化等功能，提供給上層收發(fā)接口和Intercept接口，其中Intercept接口用于那些收到的不是發(fā)給本地節(jié)點的信息。其中AM模塊（Active Message）用專門的組件封裝好，提供基本的數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收功能。路由層架設(shè)在AM層之上，提供路由功能，在路由層之上是傳輸層，由于并沒有在系統(tǒng)中實現(xiàn)，所以用虛線表示。路由層之上實際上是應(yīng)用層，實現(xiàn)的路由都提供這些接口，上層應(yīng)用在使用時直接調(diào)用這些接口，根本不關(guān)心具體的實現(xiàn)。這樣封裝有利于路由層的靈活替換，只要提供相同的接口，就可以很方便的連入應(yīng)用程序。

傳感器網(wǎng)絡(luò)可能需要在相同的監(jiān)測區(qū)域內(nèi)完成不同的任務(wù)，如果為每種任務(wù)部署專門的傳感器網(wǎng)絡(luò)將增加傳感器網(wǎng)絡(luò)的成本。因此，為了完成任務(wù)，傳感器網(wǎng)絡(luò)需要根據(jù)應(yīng)用環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)條件自主選擇適用的路由協(xié)議，并在各個路由協(xié)議之間自主切換。靈活的路由自主切換為應(yīng)用提供了方便，節(jié)省了成本，但是為路由協(xié)議的開發(fā)增加了約束條件，加大了開發(fā)難度，提出新的挑戰(zhàn)。