Cách tiếp cận theo địa chỉ trung tâm tập trung vào tìm tuyến ngắn nhất giữa một cặp node nguồn và node đích. Trong khi đó, định tuyến dữ liệu trung tâm tìm các tuyến từ nhiều nguồn đến một đích và cho phép giảm dữ liệu dữ thừa trong mạng.
2.2.3.2 Tập trung dữ liệu
Tập trung dữ liệu là kết hợp dữ liệu từ các nguồn khác nhau và được thực hiện theo một số cách. Cách tập trung dữ liệu đơn giản nhất là lược bỏ dữ liệu trùng lặp. Trong ví dụ hình 2.5, nếu nguồn 1 và 2 truyền dữ liệu giống nhau, node B chỉ chuyển tiếp một trong hai gói tin tới node sink. Một số cách khác để thực hiện tập trung dữ liệu như sau:
Tập trung tại nguồn gần nhất (CNS): Trong cơ chế tập trung dữ liệu này, nguồn gần node sink nhất đóng vai trò điểm tập trung. Các nguồn khác gửi dữ liệu trực tiếp đến nguồn này sau đó dữ liệu tập trung sẽ được gửi đến node sink.
Cây đường đi ngắn nhất (SPT): Mỗi node nguồn gửi thông tin tới node sink theo tuyến ngắn nhất. Tập trung dữ liệu thực hiện tại các node có các tuyến trùng nhau từ các nguồn khác nhau.
Cây tăng dần (GIT): Trong cơ chế này, cây tập trung được xây dựng liên tục. Nhánh đầu tiên của cây chỉ là tuyến ngắn nhất giữa node sink và node nguồn gần nhất. Nguồn tiếp theo gần nhất được nối tiếp vào cây.
2.2.3.3 Định tuyến ứng dụng phủ
Có nhiều phương pháp để thực hiện định tuyến dữ liệu trung tâm trong mạng cảm biến không dây. Định tuyến ứng dụng phủ là cơ chế định tuyến dữ liệu trung tâm hỗ trợ bởi ứng dụng mạng phủ. Mạng phủ là mạng ảo bao gồm các node và các liên kết logic được xây dựng trên nền mạng vật lý. Một mạng phủ dường như quá tốn kém đối với một mạng cảm biến không dây vì yêu cầu cần có sự ánh xạ giữa mạng vật lý và mạng phủ. Tuy
nhiên bằng cách chọn một mạng phủ phù hợp với lớp vật lý của mạng cảm biến thì sự ánh xạ không cần thiết phải tốn chi phí.
Gói dữ liệu được gửi bằng cách sử dụng quảng bá liên kết IP nội bộ có thể là một cơ chế phù hợp để thực hiện một ứng dụng mạng phủ trên nền cấu trúc mạng cảm biến vật lý. Quảng bá liên kết nội bộ cung cấp sự ánh xạ trực tiếp giữa ứng dụng phủ và tôpô mạng cảm biến không dây bên dưới. Bằng cách hiệu chỉnh nén tiêu đề đối với trường hợp đặc biệt của quảng bá liên kết nội bộ, trường tiêu đề của những gói này không cần thiết phải lớn hơn nhiều so với gói tin quảng bá được gửi trực tiếp sử dụng giao diện mạng vật lý. Hơn nữa, quảng bá lớp ứng dụng liên kết nội bộ có thể được sử dụng để thực hiện cơ chế lớp thấp như là phát hiện các node lân cận và các giao thức lớp cao như khuyếch tán trực tiếp.
Ngoài ra, một ứng dụng mạng phủ cũng mang tính tổng quát vì nó chạy xuyên suốt trên cả các node cảm biến và cả các host Internet thông thường mà không đòi hỏi proxy hay sự chuyển đổi giao thức
2.2.4 Bộ giao thức TCP/IP uIP
Đối với hầu hết các hệ thống nhúng, chi phí thường là một nhân tố giới hạn. Nhân tố này ràng buộc các tài nguyên sẵn có như RAM và khả năng xử lý. Vì vậy, nhiều hệ thống nhúng không có nhiều hơn vài kilobyte bộ nhớ RAM.
TCP/IP thường được xem là quá nặng để có thể thực thi trên một hệ thống nhỏ như các node cảm biến. Nhưng thực tế đã chứng minh rằng thậm chí một hệ thống nhỏ cũng có thể chạy bộ giao thức này mặc dù có chất lượng thấp hơn về mặt lưu lượng. uIP được thiết kế để có thể sử dụng bộ giao thức TCP/IP trên vi xử lý nhỏ 8 bit. Thực hiện TCP/IP uIP chỉ chiếm vài kilobyte của không gian mã, yêu cầu vài trăm byte bộ nhớ RAM và đã thực hiện thành công trên bảng mạch cảm biến nhúng (ESB). ESB [10] được trang bị với một số cảm biến, một bộ thu - phát vô tuyến và một bộ vi điều khiển 8 bit năng lượng thấp MSP430 với 2048 byte RAM và 60 kilobyte flash ROM.
2.2.4.1 Giới thiệu uIP
Bộ giao thức Micro IP (uIP) [8] được phát triển bởi Adam Dunkel trong nhóm các hệ thống mạng nhúng của viện khoa học máy tính Swedish.
Bộ giao thức uIP được viết bằng ngôn ngữ lập trình C và là bộ giao thức TCP/IP mã nguồn mở được phát triển riêng cho các bộ vi điều khiển nhúng bằng cách giảm thiểu bộ nhớ dữ liệu và mã. Các hệ thống nhúng sử dụng uIP có thể kết nối tới mạng nội bộ hoặc mạng Internet.
Giao thức uIP được thiết kế chỉ có một tập hợp tối thiểu tuyệt đối các tính năng sử dụng của bộ giao thức TCP/IP hoàn chỉnh. uIP chỉ xử lý một giao diện mạng đơn và tập trung vào các giao thức IP, ICMP, UDP, ARP và TCP.
Giả sử rằng TCP/IP tồn tại trong các hệ thống nhỏ luôn giao tiếp được với TCP/IP qui mô đầy đủ chạy trên các thiết bị mạng khác. Giả thiết này có thể loại bỏ một số cơ chế nhất định nhằm làm đơn giản hệ thống.
2.2.4.2 Vòng lặp điều khiển chính
Bộ giao thức uIP có thể hoạt động như một thao tác trong hệ thống đa nhiệm hoặc như một chương trình chính trong một hệ thống đơn nhiệm. Trong cả hai trường hợp, vòng lặp điều khiển chính lặp đi lặp lại nhiều lần hai bước:
1. Kiểm tra nếu một gói tin đến từ mạng 2. Kiểm tra nếu hết thời gian chờ định kỳ