一、物聯網環境下無線網絡路由協議的重要性

大慶油田地域分散，油田生產崗位“井一間一站”數量龐大且分布廣泛，地面及地下環境復雜多變，例如油田地下油、氣、水管網十分密集，地上地面工程部分涉及礦區亮化、道路改造、產能建設等環境影響，傳統的光纖有線網需要架桿或者管道方式組網，考慮到物聯網系統建成后實際的運維及管理要求，適宜采用無線網絡傳輸油田生產的各項數據。

無線網絡中，網絡節點數量大分布廣，拓撲結構改變速度快，網絡質量對所屬環境要求高。而設計完備的無線網絡路由協議能極大地提高網絡應用及數據傳輸的可靠性和穩定性。

二、無線網絡路由協議的分類與分析

目前已存在的多種無線網絡路由協議可從不同的角度對它們進行分類:從是否使用GPS系統的角度可分為地理定位輔助路由與無地理定位輔助路由;從路由發現策略的角度可分為先應式路由與反應式路由;從網絡邏輯視圖的角度可分為平面路由與分級路由。如圖所示:。

2.1 分級路由協議

分級路由協議要求有一定的自組織配置把網絡節點進行分簇。每個分簇有一個或多個簇頭。通過使用分級技術，在簇內和簇間使用不同的路由協議，指定不同的功能，分別發揮各種路由的優點，從而實現大規模的WMN路由。較為典型的分級路由協議是ZRP協議。它是一個先應式和反應式路由協議的組合，在ZRP協議中，集群被稱為域\\(ZONE\\)，是一個以節點為中心，以一定的跳數為半徑的虛擬區。ZRP的區重疊程度很高，許多節點可能同時屬于多個區。ZRP協議由3個部分組成:域內路由協議\\(IARP\\)、域間路由協議\\(IERP\\)和邊界傳播分解協議\\(BRP\\)。

2.2 地理定位輔助路由協議

地理定位輔助路由協議假設節點知道自己的地理位置，以及目的節點或者目的區域的地理位置，利用這些地理位置信息作為路由選擇的依據，節點按照一定策略轉發數據到目的節點。較為典型的地理定位輔助路由協議是GEAR協議。

GEAR路由機制根據事件區域的地理位置信息，建立匯聚節點到事件區域的優化路徑，避免了泛洪傳播方式，從而減少了路由建立的開銷。它假設已知事件區域的位置信息，每個節點知道自己的位置信息和剩余能量信息，適用于節點移動性不強的應用環境。

三、結論

在實際的物聯網環境下，無線網絡存在著動態拓撲、資源有限和單向信道等特點，路由協議各有所長，分別適用于不同的網絡需求?？傮w分析之后，完備的無線網絡路由策略應符合四個要求:。

一是減少通信量以節約能量。由于無線網絡中數據通信最為耗能，因此應在協議中盡量減少數據通信量。

二是保持通信量負載平衡。通過更加靈活地使用路由策略讓各個節點分擔數據傳輸，平衡節點的剩余能量，提高整個網絡的生存時間。

三是路由協議應具有容錯性。由于無線網絡節點容易發生故障，因此應盡量利用節點易獲得的網絡信息計算路由，以確保在路由出現故障時能夠盡快得到恢復;并可采用多路徑傳輸來提高數據傳輸的可靠性。

四是路由協議應具有安全機制。由于無線網絡的固有特性，其路由協議極易受到安全威脅，因此在油田物聯網系統的應用中須考慮設計具有安全機制的路由協議。

參考文獻
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