Giao thức truyền tin trực tiếp có thể tiết kiệm năng lƣợng đáng kể. Các tƣơng tác đƣợc khoanh vùng của nó cho phép đạt hiệu suất tƣơng đối cao trên các đƣờng truyền không tối ƣu. Đồng thời, cơ chế truyền tin này cũng ổn định với mơi trƣờng mạng có đặc tính động. Do sử dụng phƣơng thức tập trung dữ liệu nên giao thức này không phải gán địa chỉ cho nút.
4.3.5 Định tuyến phân cấp
Định tuyến phân cấp (hay định tuyến theo cụm) ban đầu đƣợc sử dụng trong các mạng vô tuyến, và đƣợc biết đến là kỹ thuật với các ƣu điểm về khả năng mở rộng và truyền thông hiệu quả. Do đó, định tuyến phân cấp cũng đƣợc sử dụng để thực hiện định tuyến hiệu quả năng lƣợng trong WSN. Trong kiến trúc phân cấp, các nút có năng lƣợng cao hơn có thể đƣợc sử dụng để xử lý và gửi thơng tin trong khi các nút có năng lƣợng thấp hơn có thể chỉ đƣợc sử dụng để thực hiện nhiệm vụ cảm nhận trong vùng lân cận của đối tƣợng. Nhƣ vậy việc tạo các cụm và gán các nhiệm vụ đặc biệt cho các nút chủ có thể đóng góp rất lớn vào việc mở rộng hệ thống, tăng thời gian sống của mạng và nâng cao hiệu suất năng lƣợng. Định tuyến phân cấp là một phƣơng pháp hữu hiệu để giảm nhỏ năng lƣợng tiêu thụ trong một cụm nhờ thực
hiện thu thập và hợp nhất dữ liệu để giảm số thông điệm phát đi tới trạmtrung tâm. Mục này
sẽ giới thiệu một số giao thức định tuyến phân cấp thƣờng đƣợc sử dụng.
a. Giao thức phân cụm thích nghinăng lượng thấp LEACH
LEACH là một giao thức định tuyến đƣợc thiết kế để thu thập và phân phối dữ liệu đến
các bộ thu, thƣờng là các trạm trung tâm. LEACH đƣợc sử dụng với các mục đích chính là:
kéo dài thời gian sống của mạng, giảm năng lƣợng tiêu thụ tại các nút mạng, dùng sự tập hợp
dữ liệu để giảm số thông điệp cần truyền đi.
Nhƣ đã đề cập đến trong phần 3.6.1, LEACH xây dựng cấu trúc mạng thành các cụm.
Mỗi cụm đƣợc quản lý bởi một nút chủgọi là nút chủ. LEACH lựa chọn ngẫu nhiên một số
nút cảm biến để trở thành các nút chủvà quay vòng vai trò này để phân bố đều tải năng lƣợng
156
trong cụm của chúng và gửi các gói dữ liệu thu thập này tới trạm trung tâm nhằm mục đích giảm số lƣợng thông tin truyền phát về trạm trung tâm. Việc thu thập số liệu đƣợc thực hiện
tập trung và theo chu kỳ. Do vậy giao thứcnày thực sự thích ứng khi có nhu cầu trao đổi theo
dõi thƣờng xuyên của mạng cảm biến. Thực tế, ngƣời sử dụng có thể khơng cần tất cả số liệu ngay lập tức, cho nên việc truyền phát số liệu theo chu kỳ là khơng cần thiết và có thể làm suy giảm nguồn năng lƣợng giới hạn của các nút cảm biến. Sau một khoảng thời gian cho trƣớc,
việc quay vòng ngẫu nhiên thay đổi vai trò của nút chủđƣợc tiến hành sao cho có sự tiêu tán
năng lƣợng đều giữa các nút cảm biến trong mạng.