0 引 言

无线传感器网络(wireless sensor networks，简称WSNs)是当前在国际上备受关注的涉及多学科高度交叉的热点研究领域。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协同工作，完成指定的任务，并进行自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端。

WSNs一般运行在人们无法接近的恶劣甚至危险的远程环境中，并且传感器节点通常携带不能补充的有限能量。低能耗、低延迟、自动修复路径成了WSNs最根本的要求。目前所存在的WSNs路由协议大都不能同时满足这样的条件，或者需要依靠特殊硬件才能实现这些功能，本文提出了一种快速可靠的低能耗路由(a fast andreliable protocol，简称为FRP)，不仅可以满足上面的基本要求，还可以工作于任务查询方式及事件驱动方式，并具有较强的路径修复能力。

FRP主要分为3个部分。首先是构建路由树结构，SINK点以洪泛方式向传感器网络传播路由树组建消息，使得网络中的每个节点都拥有自己的级别值和父节点，然后SINK点将所要查询的任务通过路由树发布出去；最后源节点将选择最短路径将数据反馈给SINK点。FRP主要能够实现以下几种功能：任务查询、事件驱动以及路径自我修复。而这些仅依靠普通的射频芯片即可实现，以下将做详细介绍。

1 FRP路由的建立与运行

1.1 路由树的建立

在无线传感器网络里，由于受到射频芯片通信距离的限制，单个节点无法了解网络中全部节点，只能知道其邻节点的一些信息。因此第一步需要建立路由树结构，让节点了解其所处的级别及父节点。SINK点首先通过洪泛方式向网络传播路由树组建消息。组建消息由组建标志位、发送节点ID、发送节点级值组成。收到该组建消息的节点将发送节点ID记录为父节点，然后将级值加1，并以自身ID和级值更新消息后继续向邻节点传播，直到网络中所有节点都拥有自己父节点和级值。由于洪泛传输中可能会导致已经发出消息的节点再次收到邻节点将级值加1后重新发送来的消息，从而导致消息循环。为了解决该问题，文中制定如下规则：当一个节点从邻节点处收到组建消息时，首先检查消息中级值是否低于自身级值，如果是，则以该级值更新，并向邻节点发送新的组建消息；否则将不予处理。在组建消息传播过程中，节点选择最早发送其消息，级值更低的节点作为父节点。图1所示为路由树的初始化过程。

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