CALM/arwiki huggingface dataset:
(WSN )، فان تقنيات تجنب الاصطدام عادة ما تستغل بواسطة بروتوكولات ماك.
ونتيجة لذلك، ينبغي أن يكون بروتوكول ماك مصمما لهذه العلاقات بين الإرسال والتلقي.
'*اسلوب البناء (الهندسة المهمارية): والوعي الطوبوغرافي للشبكة هو خاصية رئيسية ينبغي إدراجها في الماك بروتوكول لل (WSN) ، يمكن نشر عدد كبير من عقد الاستشعار ،لذلك فان زيادة الكثافة تؤدي إلى زيادة عدد العقد التي في متناول عقدة الاستشعار ،يمكن اعتبارها على حد سواء عيب وميزة ، ارتفاع كثافة الشبكة يؤدي إلى زيادة في عدد العقد المتنازعة للقناة اللاسلكية، مما يؤدي إلى ارتفاع احتمال الاصطدام. من ناحية أخرى، اتصال الشبكة يمكن تحسينه دون المساومة على زيادة قوة الإرسال بسبب عدد كبير من العقد المجاورة. وعلاوة على ذلك، فإن طبيعة القفزات المتعددة للشبكة تحتاج إلى استغلالها في ماك لتحسين أداء التأخير واستهلاك الطاقة.
'* الشبكات القائمة على الحدث : وينبغي استغلال الطبيعة الموجهة للتطبيق في شبكات (WSN)من أجل زيادة الأداء من بروتوكول ماك. في الشبكات التقليدية، الإنصاف في العقدة هو جانب هام من طبقة ماك بروتوكول نظرا للطبيعة التنافسية للعقد .
ومع ذلك، فإن النظام مهتم في المعلومات الجماعية التي تقدمها أجهزة الاستشعار بدلا من المعلومات المرسلة من قبل كل عقدة. بالتالي، وينبغي أن تأخذ بروتوكولات طبقة ماك نهجا تعاونيا بحيث تكون المعلومات الخاصة بالتطبيقات يتم استغلالها لتعزيز الأداء. وكمثال على ذلك، لرصد التطبيقات حيث حركة المرور يتبع نمطا دوريا.
'* علاقه مترابطه: نظرا للكثافة العالية لعقد الاستشعار، والمعلومات التي تم جمعها من قبل كل عقدة يرتبط ارتباطا وثيقا وبشكل حدسي، فإن البيانات المستمدة من أجهزة الاستشعار المنفصلة مكانيا تكون أكثر فائدة في الحوض من الترابط الشديد للبيانات من أجهزة الاستشعار تقع عن كثب وبالتالي، قد لا يكون من الضروري لكل عقدة استشعار لنقل بياناتها؛ بدلا من ذلك، قد يكون عدد أصغر من قياسات أجهزة الاستشعار كافية للاتصال ميزات الحدث إلى الحوض. وبالمثل، فإن طبيعة الظاهرة الفيزيائية المحسسة تؤدي إلى ارتباط المعلومات المستشعرة زمنيا.. وينبغي استغلال الارتباط بين عقد الاستشعار في طبقة ماك بروتوكول ويمكن أن يكون نهجا واعدا لزيادة تحسين أداء الشبكة بشكل عام.
البروتوكولات المبنية على الخلاف(reservation-based).
هي واحدة من البروتوكولات الاساسية في التحكم في الوصول إلى الوسائط  والقائمة على التنافس والتي تعتمد على التنافس بين النود لانشاء روابط تواصل . وتقدم البروتوكولات القائمة على التنافس مرونة فبالتالي كل جهاز  يتخذ قرار بصورة مستقلة دون الحاجة إلى تبادل الرسائل.ونتيجة لذلك، هذه البروتوكولات لا تتطلب اي بنية تحتية والتي تعتبر مهمة في تطبيقات عديدة في شبكة الاستشعار اللاسلكية. وبدلا من ذلك، فان كل جهاز يحاول الوصول إلى القناة من خلال تقنية استشعار الناقل وتقدم البروتوكولات القائمة على التنافس، متانة  وقابلية للتطويرعلى الشبكة. من ناحية اخرى، فان زيادة عدد الاجهزة زاد من احتمال حدوث تصادم. بروتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط القائم على تقنية تحسس الناقل متعددة الوصول يشكل اللبنة الاساسية لبناء العديد من بروتوكولات شبكة الاستشعار اللاسلكية المتقدمة، ومع ذلك فان تقنية تحسس الناقل متعددة الوصول ضعيفة من حيث كفاءة الطاقة حيث كل جهاز بحاجة إلى تحسس القناة قبل الإرسال. وكل جهاز يستهلك طاقة خلال فترة التحسس . وعلاوة على ذلك، فان كثافة الشبكة تجعل تقنية  تجنب التصادم غير فعالة بسبب زيادة عدد الاجهزة  المخفية .
في هذا النص سوف نوصف البروتوكلات التحكم في الوصول إلى الوسائط الاساسية المستخدمة في شبكة الاستشعار اللاسلكية .بروتوكولات التحكم في الوصول إلى الوسائط الاساسية ثلاث هي : الساكن والبيركلي والقائم على التشارك .
1- برتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط الساكن(C-MAC):
في تقنية تحسس الناقل متعددة الوصول يتطلب من الجهاز ان يتحسس القناة بشكل متواصل، وهذا الامر يتطلب استهلاك كبير للطاقة، وخاصة عندما لا يكون هناك بيانات لارسالها، ولكي نتغلب على هذه المشكلة، تم ادخال عملية إلى برتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط الساكن وهي دورة العمل، باستخدام هذه العملية فان عمل الجهاز ينظم خلال فترة زمنية محددة تسمى فترة الإطار . وخلال هذا الإطار فان الجهاز يكون في حالة خمول خلال فترة من الزمن، ويتحسس القناة خلال بقية فترة الإطار، نسبة فترة الإطار إلى الفترة الكلية تسمى دورة العمل . خلال فترة الخمول سوف يتم وقف عملية التحسس للقناة لحفظ الطاقة . برتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط الساكن يقوم على التنافس المتساوي الذي يعتمد على جداول السكون المنظمة  لتقليل استهلاك الطاقة مع زيادة الإنتاجية وتقليل وقت الاستجابة .
2- برتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط البيركلي(B-MAC):
برتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط البيركلي صمم لجعل بروتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط  بسيط وقابل للتكوين من برتوكولات الاعلى مستوى، وتحقيق لهذه الغاية فان هذا البرتوكول  يزود تقنية تحسس الناقل متعددة الوصول للطبقات العليا وعلاوة على ذلك يدعم تقنية الارتباط الاختباري من دون الحاجة إلى رسالة طلب الإرسال ورسالة طلب الاستقبال . تقنية تحسس الناقل متعددة الوصول يمكن تطبيقها في الطبقات العليا من خلال تغيير فترة التراجع . وبناء على ذلك فانة يتم تقليل استهلاك الطاقة وتطبيق تقنية تجنب التصادم .
3- برتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط القائم على التشارك(CC-MAC):
تتطلب معظم التطبيقات في شبكة الاستشعار اللاسلكية مستشعر مكاني كثيف لتحقيق التغطية الكافية . ونتيجة لذلك، فان كل مستشعر يسجيل المعلومات الخاصة بحدث واحد. وبسبب الكثافة الكبيرة في بناء الشبكة، قد تكون سجلات استشعار مرتبطة مكانيا لنفس الحدث . ويمكن أن يؤدي استغلال الترابط المكاني في سياق الطبيعة التعاونية لشبكة الاستشعار اللاسلكية إلى تحسن كبير في أداء بروتوكولات الاتصال . ويزيد الارتباط المكاني عندما تنخفض المسافة بين الاجهزة ، مما يجعل هذه الظاهرة ذات أهمية عالية، وبما أن التداخلات المحلية بين الاجهزة  يتم حلها عند طبقة التحكم في الوصول إلى الوسائط ، فمن الطبيعي استغلال هذا التكرار المحلي عند طبقة التحكم في الوصول إلى الوسائط، ويهدف  هذا البروتوكول إلى معالجة هذه المسألة، ويستند تشغيل هذا  بروتوكول إلى نموذج الارتباط المكاني .
البروتوكولات المبنية على الحجز.
إن بروتوكولات الدخول للوسط الناقل المبنية على الحجز(reservation based MAC) قامت بحل مشكلة كثْرة التصادمات الموجودة في البروتوكلات القائمة على الخلاف التي تضمنت احتمالية كبيرة للتصادم نتيجة لعدم وجود تأسيس للاتصال قبل البدء بالإرسال، بالتالي فإنه من الممكن جدا أن تقوم أكثر من عقدة مستشعرة بالإرسال في نفس الوقت خصوصًا مع كثرة هذه العُقَد، بالتالي فإن تقنية الوصول المتعدد ذو الحساسية للحامل مع تجنب التصادم(CSMA/CA) ستتولى مهمتها بتفريغ الهواء من الرسائل المتداخلة التابعة لأكثر من عقدة، ثم سيتم إعادة الإرسال من جديد. بالتالي فإن التقنية هذه غير مجدية نوعًا ما في حال كان لدينا عدد كبير من عقد المستشعرات المنتشرة، لأنه ذلك سيؤدي للكثير من التصادمات بالتالي الكثير من التأخير.
فجاءت البروتوكلات المبنية على الحجز لتقوم بحل هذه المشكلة. و أكثر ما يميز هذه البروتوكات هو عدم إمكانية حدوث التصادمات. و تستخدم هذه البروتوكولات تقنية الوصول المتعدد للوقت المقسم(TDMA) التي تقوم بتقسيم الوقت في قناة الاتصالات إلى أجزاء(شرائح slots), و كل جزء منها تابع لإرسال معين، أي أن كل مرسل يُعطَى مدة زمنية معينة ليرسل معلوماته في القناة(الهواء في حالتنا), ثم بعد انتائها يدخل مستخدم آخر ليرسل ضمن مدة زمنية مساوية للمرسل الذي قبله، ثم بعد انتهاء كل المرسِلِين يعود المرسل الأول للإرسال مرة أخرى وهكذا بشكل دوري.
بشكل عام، تقوم هذه البروتوكولات بعملية الاتصال وفقًا لإطار محدد، ويتكون هذا الإطار من جزئين، أولهما هو فترة الحجز، حيث تقوم العقد الاستشعارية التي تريد إرسال بيانات معينة بإرسال طلب ليتم حجز شريحة زمنية معينة لها للإرسال إلى نقطة مركزية سواء كانت هذه النقطة عقدة أخرى أو جهازًا قائمًا على مجموعة من العقد(cluster head), أما الجزء الثاني فهو فترة إرسال البيانات التي يقوم خلالها كل المرسلون بعملية الإرسال ضمن الشريحة الزمنية التي قاموا بحجزها في الجزء الأول من الإطار.
أما حجم الإطار(الفترتين الزمنيتين آنفتي الذكر) و طريقة حجز الشرائح الزمنية، بالإضافة إلى التنافس على حجز الشرائح الزمنية بين المرسلين(كم شريحة سيأخد المرسل خلال الإطار الواحد), فكل تلك الأشياء تختلف من بروتوكول إلى بروتوكول.
و من هذه البروتوكولات هو التراما(TRAMA) الذي يقوم على استخدام الشرائح الزمنية بالإضافة أنه بتبع نظامًا في توزيع الشرائح يعتمد على اجراءات ومتطلبات الإرسال التي يقوم بها كل مرسل، فلنذكر إمكانية أن المرسلين لن يرسلوا الإشارات على نفس التردد ذلك بسبب اختلاف التصميم من مرسل إلى مرسل آخر، بالتالي فإن استخدم جهازان اشارتان تختلفات بالتردد فإن المستقبل سيستطيع التمييز بينهما، بالتالي فإن أرسلا في نفس الوقت فإن ذلك لن يكون مشكلة، بالتالي فقد قام هذا البروتوكول باستغلال هذه الميزة، حيث أن الشريحة الزمنية التي يجب على مرسل معين استخدامها يتم تحديدها بحيث لا يحدث أي تصادم في الإرسال بينه وبين مرسل آخر.
بروتوكول التراما لا يحتاج إلى نقطة مركزية تقوم بحجز الشرائح الزمنية, إنما حينما يقوم جهازان بالتراسل، فإن العقد التي يتم عبرها الاتصال تقوم بجدولة الشرائح بناءًا على الجهازين المرسلين.
و يتكون الاتصال في هذا البروتوكول من أربعة مراحل:
و يستخدم الترام مجموعة بروتوكولات منها البروتوكول الجار(NP): كما قلنا فإن كل عقدة تحمل معلومات جيرانها من العقد، أما وظيفة هذا البروتوكول فهي القيام بنشر تلك المعلومات إلى باقي العقد بحيث تصل إلى كل الشبكة, و ذلك يتم في فترة حجز الشرائح ضمن الإطار المذكور سابقًا، وتحمل رسائل الروتوكول القائمة الموجودة في كل عقدة بخصوص جيرانها، ثم تتحول إلى أن تحمل التعديلات عليها، أي أن الرسائل ستحمل فقط التعديلات التي حدثت في تلك القائمة وليست القائمة كلها، وذلك لتقليل حجم هذه الرسائل لكيلا تستهلك مقدارًا كبيرًا من القدرة الإرسالية. أما إذا لم يحدث هناك تغيير في القائمة، فستظل هذه الرسائل موجودة بهدف التأكد من أن هذه العقدة لا تزال تعمل، فإن انقطعت الرسائل المنبعثة من عقدة ما لفترة زمنية معينة فإن جيرانها من العقد ستعلم أن هذه العقدة لم تعد تعمل.
البروتوكولات الهجينة.
توفر البروتوكولات (Contention-based) و (reservation-based) إيجابيات وسلبيات مختلفة في اداء متوسط الوصول. حيث البروتوكولات (Contention-based) تتطلب اقل بكثير من النفقات وهذه البروتوكولات تنتج في استخدام عالي في حالات يكون هناك تنافس منخفض. ومع ذلك، عندما يزداد عدد العقد المتنافسة على القناة، ينخفض استخدام القناة لأن هذه العقد غير منسقة. من ناحية اخرى، توفر بروتوكولات (reservation-based) جدولة الوصول لكل نقطة وتقليل التصادمات. هذا ينتج في الاستخدام العالي عندما تكون المنافسة عالية ولكن أيضا في الكمون واحمال. ويؤدي هذا التباين إلى التبادل بين القدرة على الوصول وكفاءة الطاقة. تهدف نظم الهجين في البروتوكول MAC للاستفادة من المبادلة التي أدخلت في توزيع القنوات من خلال الجمع ما بين نظم الوصول العشوائي مع نهج TDMA القائم على (reservation-based). وتوفر الحلول الهجينة تحسينات في الأداء من حيث تجنب الاصطدام وكفاءة استخدام الطاقة بسبب تحسين تنظيم القناة والتكيف مع حمولة الحركة الدينامية. بعد ذلك، نحن تصف اثنين من الحلول الهجينة المتقدمة ل WNSs.
1- Zebra-MAC:
من أجل توفير عملية التكيف على أساس مستوى التنافس، (Z-MAC) يجمع بين مزايا كل نظم في حل MAC الهجين. هيكل الاتصالات من (Z-MAC) لا يزال يعتمد على فتحات الوقت مماثلة للحلول القائمة TDMA. يتم تعيين كل فاصل زمني مبدئيا إلى عقدة. بيد ان الفرق بين الحلول القائمة TDMA هو أن كل فاصل يمكن سرقته بواسطة العقد الأخرى إذا لم يستخدمه مالكه. وبالتالي، فإن (Z-MAC) يتصرف مثل CSMA تحت التنافس المنخفض ومثل TDMA تحت التنافس العالي. على غرار العديد من البروتوكولات (reservation-based)، (Z-MAC) يتكون من مرحلة الإعداد ومرحلة الاتصالات. مرحلة الإعداد لديها أربعة مكونات رئيسية هي:
• اكتشاف الجيران.
• تخصيص الفاصل الزمني.
• تبادل الإطار المحلي.
• مزامنة الوقت العالمي.
يتم تنفيذ اكتشاف الجوار مرة واحدة من قبل كل عقدة لجمع المعلومات عن اثنين من هوب النشط له. خلال هذه المرحلة، كل عقدة تبث معلومات واحد هوب نشط لجيرانها. في نهاية تبادل الرسائل متعددة، يتم إبلاغ كل عقدة عن معلومات اثنين من هوب النشط لها. الاصطدامات في قناة لاسلكية تؤثر على اثنين هوب نشط من كل عقدة بسبب مشكلة المحطة الخفية.
يتم تنفيذ المهمة فتحة بواسطة بروتوكول DRAND، والتي تضمن جدول البث بحيث كل عقدة يتم تعيين الفتحة التي لن يتزامن مع فتحات من الجيران الهيب اثنين لها. DRAND أولا يخلق خريطة التداخل الراديوي للشبكة. وتتصل العقد التي يمكن أن تتداخل مع بعضها البعض بواسطة وصلات ثنائية الاتجاه في خريطة التداخل. يتم تنفيذ التعيين فتحة تكرارا وفقا لهذه الخريطة.
يقدم Z-MAC أيضا هيكل الإطار المحلي. في كثير من الحلول المستندة إلى TDMA، يتم تثبيت حجم الإطار للشبكة كاملة. في حين أن حجم الإطار كبير بما فيه الكفاية ضروري لاستيعاب جميع العقد المتنازع عليها في النشط المحلي، قد لا يكون الحجم المطلوب هو نفسه لأجزاء مختلفة من الشبكة. اعتمادا على الكثافة في كل موقع من الشبكة، عقدة قد يكون عدد أقل من الجيران للتنافس معها. وفي هذه الحالات، تكون أحجام الأطر الأصغر أكثر كفاءة لأن الفواصل الزمنية يمكن إعادة استخدامها بشكل متكرر. وبناء على هذه الملاحظة، Z-MAC يسمح لكل عقدة لتحديد حجم الإطار الخاص المحليين.
هيكل انتقال Z-MAC يتبع هيكل الإطار هو موضح أعلاه. لكل فتحة، يتم الإشارة إلى العقدة باعتبارها المالك والعقد الأخرى غير المالكين. يتمتع الملاك بأولوية أعلى على غير الملاك في الوصول إلى القناة خلال الفواصل الزمنية المخصصة لهم. يتم تنفيذ هذه الأولويات على نحو مماثل ل CSMA. إذا كان المالك لديه حزمة لنقل خلال الفتحة، لأول مرة ينفذ CCA. وإذا كانت القناة خاملة، فإنها تنتظر كمية عشوائية من الوقت خلال فترة زمنية وترسل الحزمة الخاصة بها. إذا لم يكن لدى المالك حزمة لإرسالها، يمكن لغير المالكين الاستفادة من فتحة الوقت. يتم تنفيذ ذلك من خلال آلية التراجع مختلفة. وغير المالكين أولا الانتظار ل T0 الفترة الزمنية ثم تتراجع لفترة عشوائية من الوقت خلال فترة زمنية TN0. وهذا يوفر الأولوية للمالكين وتمكين غير المالكين لسرقة الفتحة إذا لم يتم استخدامها.
كما توظف Z-MAC آلية لتخفيف التنافس حول عقدة معينة. إذا كان صاحب يواجه تنافس عال خلال فتحة وقته، فإنه يرسل رسالة إعلام تنافس صريح (ECN) لجيرانها. يتم نشر رسالة ECN نحو الجيران الهيب اثنين على الطريق المؤدي إلى الوجهة. العقد تلقي التبديل رسالة ECN إلى وضع ارتفاع مستوى التنافس (HCL). العقد في وضع HCL لعقدة معينة لا تتنافس للفتحات التي يملكها هذه العقدة. ونتيجة لذلك، ينخفض التنافس على المسار نحو الوجهة.
التقييم النوعي:
مخطط الوصول المتوسط الهجين من Z-MAC يوفر الاتصال على التكيف إذا كان عدد من الفروع وأجهزة الاستشعار أو التغيير تحميل حركة المرور. مقارنة البروتوكولات (Contention-based)، Z-MAC تحسين الإنتاجية عندما تكون تحميل حركة المرور عالية ولا تزال تحتفظ الكمون المقبول لانخفاض حركة المرور مقارنتا مع بروتوكولات القائمة على TDMA.
وقد تم تطوير Z-MAC لسيناريو معين، حيث عقد الاستشعار متحركة ولديها قدرات الاتصالات المتقطعة. وبالتالي، فإنه قد لا تكون قابلة للتطبيق لمجموعة واسعة من التطبيقات WSN، حيث كانت الشبكة ثابتة.
IEEE 802.15.4:
وقد وضعت IEEE 802.15.4 للشبكات اللاسلكية معدل انخفاض البيانات، ويجمع بين نهج كل من (Contention-based) و (reservation-based). وقد وضعت IEEE 802.15.4 للشبكات اللاسلكية انخفاض معدل البيانات، ويجمع بين القائمة على التحفظ والنهج القائم على المنافسة. البروتوكول، بدعم أيضا من قبل اتحاد ZigBee، ويدخل بنية super frame مع فترتين متصلتين، أي خلاف فترة الوصول والفترة الخالية من التنافس. ويفترض أن الشبكة إلى التجمع وكل رئيس كتلة، أي منسق PAN، تبث هيكل الإطار ويخصص فتحات لمرور ذا أولوية في الفترة الخالية من التنافس. في فترة التنافس، والعقد يتعامل تستخدم CSMA / CA أو فترة زمنية محددة CSMA / CA الوصول إلى القناة. ويمكن للفائزين تخصيص القناة لنقلها لفترة زمنية معينة. وهذا يوفر طريقة وصول مرنة للعقد مع حركة المرور غير متكررة. خلال الفترة الخالية من خلاف، يتم تقديم العقد مع ارتفاع حركة المرور الأولوية من قبل منسق PAN. واستنادا إلى متطلبات حركة المرور، يتم تعيين كل عقدة خلال الفترات الخالية من التنافس. وتخصص هذه الفواصل الزمنية لزوج واحد فقط ويتم منع التنافس على القناة لتوفير الأولوية. ونتيجة لذلك، يوفر بروتوكول IEEE 802.15.4 عملية الهجين من خلال المستندة إلى CSMA والعملية القائمة على TDMA. على الرغم من أن هذا البروتوكول يهدف لوضع الأولويات وكفاءة الطاقة تصل إلى دورات واجب 1٪، فإنه يتطلب طوبولوجيا القائم العنقودية، التي قد لا تكون قابلة للتطبيق على بعض السيناريوهات WSN.
التوجيه(Routing).
طبقة الشبكة :
طبقة الشبكة هي واحده من أكثر الأبحاث تحقيقا في "wsn" ,معظم خوارزميات التوجيه والبروتوكولات تم اقتراحها من خلال تطوير "wsn".
في هذا الفصل نجد مشاكل وتحديات طبقة الشبكة في "wsn"
أيضاً حلول لهذه المشاكل بالتفصيل ومحاولة تقديم مناقشة جيدة لهذه الحلول .
بروتوكولات التوجيه مقسمة إلى أربعة أقسام وهي :
1- مركزية البيانات والمعمارية المسطحة .
2-الهرمية.
3-الموقع القائم.
4-جودة الخدمة.
تحديات التوجيه :
• استهلاك الطاقة :
في أي خوارزمية توجيه يكون استهلاك الطاقة هو المحور الأساسي وهو ما نهدف إلى تحسينه من خوارزمية لاخرى .
بسبب تحديد مصادر الطاقة وعدم اتاحة طاقة لا نهائية من أجل عملية التوجيه وإلى يكون هدر للمصادر .
ملاحظة : ان العديد من خوارزميات التوجيه قد لا تكون مناسبة، مثل خوارزمية المسار الأقصر.
الأسباب الرئيسية لاستهلاك الطاقة في التوجيه في "wsn" هي :
1-اكتشاف الجيران:
العديد من خوارزميات التوجيه تلزم على جهاز التوجيه أن يتبادل المعلومات التي يمتلكها مع الأجهزة المتصل معها,
و في حالة خوارزميات التوجيه الموقعي يتم تبادل المواقع ايضا ويستمر استهلاك الطاقة في جميع الحالات .
إذا ما الحل ؟
لتحسين كفاءة خوارزميات التوجيه ينبغي ان يكون تبادل المعلومات محلي فقط
و يجب تقليل تبادل المعلومات ايضا دون التأثير على دقة المعلومات.
2-الاتصال مقابل الحساب :
من الجيد أن نعلم أن الحساب رخيص جدا مقارنة بالاتصال على مقياس استهلاك الطاقة .
في "wsn" الهدف هو تسليم المعلومات بدلا من الحزم الفردية، ايضا الحساب يجب ان يكون مدمجا مع التوجيه لتقليل استهلاك الطاقة.
•قابلية التوسع :
عادة ما تتكون "wsn" من عدد كبير من العقد "node" و ضرورة مراقبة الظواهر الفيزيائية بالتفصيل سيحتم علينا نشر العديد من العقد .
و لأن المعلومات في الطبقات العالية أهم من الحزم الفردية من كل عقدة استشعار.
يجب ان تكون بروتوكولات التوجيه تدعم دمج عدد كبير من العقد في شبكة واحده وتلقي معلومات من عدد كبير من العقد
دون التأثير على استهلاك الطاقة .
•المعالجة:
العدد الكبير من العقد في الشبكة قد يمنعنا من تعيين عناوين فريدة لكل عقدة .
و هذه مشكلة تواجه معظم بروتوكولات التوجيه
لحلها يجب ان تصدر خوارزميات تعيين عناوين جديدة لا تعتمد على تعيين عنوان فريد لكل عقدة في الشبكة .
•المتانة:
"وسن" تعتمد على العقد داخل الشبكة على تسليم البيانات بطريقة متعددة القفزات .
هذا قد يؤدي إلى فشل أو خلل مفاجئ في الشبكة لأن العقد من الممكن ان تصبح غير قادرة على تسليم البيانات بسبب الحمل الهائل عليها .
لحل هذه المشكلة يجب صنع العقد بمتانة عالية وضد هذه الاعطال وخصوصا ضد فشل النقطة الواحدة والذي يؤدي لفقدان المعلومات في حالة فشل أحد العقد في الشبكة.
ايضا نضيف إلى تحدي فشل العقد فشل العقد اللاسلكية خلال الاتصال .
يجب على بروتوكول التوجيه أن لا تعتمد كفاءته على حزمة فردية واحدة وهي من الممكن أن تفقد خلال الاتصال .
حتى تحت ضغط هائل
البروتوكول يجب ان يوفر تسليم البيانات بين عقدتين بطريقة سلسة وبعيدة عن الفشل .
•البنية:
يمكن ان يكون نشر الشبكة محددا مسبقا ويمكن ان يكون عشوائيا ويمكن استغلال هذا من اجل تصميم بروتوكولات أكثر كفاءة .
المواقع النسبية لجيران العقدة والموقع للعقدة قد يؤثر على كفاءة واداء البروتوكول
لهذا يجب توفير المعرفة الشخصية للعقدة بحيث ان العقدة تستطيع ان تتعلم من حولها بمفردها هذا قد يزيد من كفاءة البروتوكول.
عادة ما تفرض "wsn" ان العقد تكون ثابتة
و لكن يجب على خوارزميات التوجيه ان تتوافق ايضا في حالة تغيير اماكن العقد أو إضافة عقد بأماكن جديدة.
•التطبيق :
طبيعة التطبيق ايضا مهمة في تصميم بروتوكول التوجيه، ففي تطبيقات الرصد عادة ما توصل العقد المعلومات إلى بعضها بطريقة دورية .
في حال حدوث حدث معين في أحد التطبيقات يجب انشاء واستخدام مسار لتقديم المعلومات حول هذا الحدث خلال الوقت المناسب .
يجب انشاء مسار جديد لكل حدث جديد .
و يمكن ان نستنتج هنا أن تقنية التوجيه ترتبط بشكل مباشر مع التطبيق , و قد نحتاج تقنيات كثيرة اخرى وجديدة لتطبيقات مختلفة .
بروتوكلات مركزية البيانات.
العدد الكبير من عقد الاستشعار هو سبب اختلاف شبكات الاستشعار اللاسلكية عن غيرها ، فمن الصعب تحديد معرفات لكل عقد الاستشعار.
وبالتالي، لا يفضل استخدام بروتوكولات التوجيه المستندة إلى العناوين لشبكات الاستشعار اللاسلكية . وللتغلب على ذلك، تم اقتراح بروتوكولات توجيه مركزية.
التوجيه المعتمد على تركز البيانات يشير إلى نوع رسالة الاستعلام التي تبدأ من خلال مستقبل المعلومات .
بدلا من معرفات العقدة، يتطلب التوجيه المرتكز على البيانات التسمية المستندة إلى السمة.
بالنسبة للتسمية المستندة إلى السمات، فإن المستخدمين أكثر اهتماما بالاستعلام عن سمة، بدلا من الاستعلام عن عقدة فردية.
1. خوارزمية الفياضانات :
أبسط خوارزميات التوجيه التي تم تطويرها لشبكات متعددة القفزات، هي تقنية الفيضانات. وبناء على ذلك، كلما تلقت العقدة رزمة، تبث هذه الرزمة إلى جميع جيرانها. ويستمر ذلك حتى تتلقى جميع العقد في الشبكة الحزمة . ونتيجة لذلك، تكون قد غمرت الحزمة الشبكة بأكملها.
يمكن التحكم في فيض البيانات من خلال الحد من إعادة البث حتى تصل الحزمة إلى الوجهة أو يتم الوصول إلى الحد الأقصى لعدد القفزات.
الفيضانات هي بروتوكول رد الفعل وتنفيذها واضح إلى حد ما. مزايا الفيضانات هي في بساطته حيث أنه لا يتطلب للعقدة معرفة المعلومات عن العقد المجاورة ، والفيضانات لا تتطلب صيانة طوبولوجيا مكلفة وخوارزميات معقدة لاكتشاف الطريق.
2. النميمة :
أحد أهم الماكل الرئيسية في خوارزمية الفيضانات هي مشكلة الانفجار، وتعود المشكلة لنسخ الحزمة نفسها أكثر من مرة في الشبكة . ويمكن تجنب ذلك من خلال خوارزمية النميمة . و هذه الخورارزمية تتجنب الانفجار من خلال اختيار عقدة واحدة لتتابع الحزمة. ونتيجة لذلك، كلما تلقت عقدة رزمة لا تبث الرزمة ولكنها تختار عقدة عشوائية بين جيرانها وترسل الحزمة إلى تلك العقدة المعينة. بمجرد تلقي العقدة المجاورة الحزمة، فإنه يختار عشوائيا عقدة استشعار أخرى.
3. بروتوكولات الاستشعار للمعلومات عن طريق التفاوض:
هي عائلة من بروتوكولات التوجيه مصممة لمعالجة أوجه القصور في الفيضانات عن طريق التفاوض وتكيف الموارد ولهذا الغرض، يتبع نهجان رئيسيان. أولا، بدلا من إرسال جميع البيانات تقوم عقد أجهزة الاستشعار التفاوض مع بعضها البعض من خلال الحزم التي تصف البيانات. وبالتالي، يتم إرسال المعلومات الملاحظة فقط إلى العقد الاستشعار المهتمة نتيجة لهذا التفاوض. ثانيا، كل عقدة تراقب مواردها للطاقة، والذي يستخدم لتنفيذ القرارات التي تدرك الطاقة.
4. الانتشار الموجه :
يتم تقديم طلب المعلومات من خلال رسائل الفائدة التي بدأها مستقبل المعلومات. ويبدأ الانتشار الموجه عندما يرسل مستقبل المعلومات رسائل الفائدة إلى جميع أجهزة الاستشعار. وتسمى هذه المرحلة انتشار الفائدة، حيث تغمر رسائل الفائدة عبر الشبكة. رسائل الفائدة تعتبر رسائل استكشافية للإشارة إلى العقد مع مطابقة البيانات لمهمة معينة.
أثناء المهمة، يستمر مستقبل في بث رسالة الفائدة بشكل دوري.
5.التقييم النوعي :
توفر بروتوكولات التوجيه التي تركز على البيانات مسارات تعتمد على التطبيق بناء على اهتمامات المستخدم.
وتستخدم آلية مركزية البيانات لتحديد نقاط النهاية في الشبكة، مما يؤدي إلى عملية دينامية. كلما تغيرت قراءات أجهزة الاستشعار، يتم تكييف مسارات الشبكة مع هذه التغييرات لتلبية طلبات المستخدم. وهذا يوفر كفاءة استخدام الطاقة نظرا لأن الطرق يتم إنشاؤها فقط عندما يكون هناك اهتمام وليس هناك حاجة للحفاظ على طوبولوجيا الشبكة العالمية. كما أن الحلول المرتكزة على البيانات تقلل من استهلاك الطاقة في الشبكة عن طريق تحديد طرق مختارة لمصلحة معينة من مستقبل المعلومات . وبناء على ذلك، فإن تلك العقد فقط التي لها معلومات مطابقة تشارك في توليد المعلومات.
ومن العيوب الرئيسية لبروتوكولات التوجيه التي تركز على البيانات أنها تستند عموما إلى طوبولوجيا مسطحة. وهذا يسبب مشاكل التدرجية وكذلك زيادة الازدحام بين العقد أقرب إلى مستقبل المعلومات .
وآليات التجميع الموزعة ضرورية لتقليل محتوى المعلومات المتدفقة في كل جزء من الشبكة. وعلاوة على ذلك، تنطبق البروتوكولات مثل الانتشار الموجه على مجموعة فرعية من التطبيقات في الشبكات الفضائية العالمية، حيث أن البلاغ يبدأ بالاستعلامات المتولدة من مستقبل البيانات . وهذا أيضا يجعل نشر الموجه ليس خيارا جيدا للتطبيقات الديناميكية، حيث التسليم المستمر للبيانات مهم. وعلاوة على ذلك، تحتاج أنواع الاستعلام فضلا عن إجراءات مطابقة الفائدة إلى تعريف لكل تطبيق. وعلاوة على ذلك، فإن النهج المرتكز على البيانات يؤدي إلى مخططات التسمية المعتمدة على التطبيق. وبناء على ذلك، ينبغي تحديد هذه المخططات مسبقا لكل تغيير في التطبيق.
وأخيرا، فإن عملية مطابقة البيانات والاستعلامات تسبب بعض النفقات العامة في أجهزة الاستشعار.
بروتوكولات هرميَّة.
وتؤدي بروتوكولات مركزية البيانات على البيانات والمعمارية المسطحة إلى غالبية المعلومات المولدة في أجهزة الاستشعار التي تتركز بالقرب من مستقبل البيانات. ونتيجة لذلك، والبروتوكولات المسطحة تعاني من البيانات الزائد على مقربة من مستقبل البيانات مع زيادة الكثافة. العقد التي تقع بالقرب من مسار بالوعة مزيد من المعلومات من العقد في أجزاء أخرى من الشبكة. ونتيجة لذلك، تموت هذه العقد بشكل أسرع وتنتج انقطاعا بين مستقبل البيانات  و شبكات الاستشعار اللاسلكية. ونتيجة لذلك، تؤدي بروتوكولات المعمارية المسطحة إلى استهلاك الطاقة غير المتكافئ في جميع أنحاء الشبكة والحد من قابلية البروتوكولات.
يمكن معالجة مساوئ بروتوكولات  المسطحة من خلال تشكيل بنية هرمية حيث يتم تجميع العقد في مجموعات والتفاعلات المحلية بين أعضاء المجموعة يتم التحكم فيها من خلال رئيس الكتلة . تم تطوير العديد من بروتوكولات التوجيه الهرمي لمعالجة تحديات التوسع في الطاقة واستهلاك الطاقة من الشبكات. مجموعات شكل العقد الاستشعار حيث رؤساء العنقودية البيانات المجمعة والصمامات للحفاظ على الطاقة. ويمكن لرؤوس العنقود أيضا أن تشكل طبقة أخرى من العناقيد فيما بينها قبل الوصول إلى مستقبل البيانات . بعض البروتوكولات الهرمية المقترحة لشبكات الاستشعار هي التسلسل الهرمي للتكتل منخفض الطاقة ، والتجمع الفعال للطاقة في أنظمة معلومات الاستشعار،  وشبكة استشعار حساسة للعوامل تتكيف مع العتبات .
بروتوكولات جغرافية.
تستغل معلومات الموقع لكل عقدة لتوفير كفاءة لتوجيه المسار، وبما ان المكان القصود في wsnع عادة ما يكون ثابت قانه يمكن استخدامه لتطوير قواعد لتوجيه البيانات .
بروتوكلات التوجيه الجغرافي توفر تقنيات لتوجيه البانات لتحسين استخدام الطاقة
1-MECN &amp; SMECN
MECN (الحد الادنى للطاقة شبكة الاتصالات ) تقلل الشبكة الفرعية من استهلاك الطاقة بين اي زوج من العقد في الشبكة، من خلال استخدام الرسم البياني للشبكة G', حيث ان كل قمة تمثل عقدة والحواف تربط العقد، ومن هذا الرسم نيستمد Gمع نفس عدد الروؤس وعدد اقل من الحواف
مخططات اعادة التوجيه الجغرافي للوصلات الخاطئة:
القناة اللاسليكة عرض للاخطاء وتغير الرسم البياني للشبكة مما يستلزم تبادل الرسائل بشكل متكرر بين العقد لاعادة بناء الرسم البياني . يمكن تصنيف مخططات اعادة التوجيه المحلية الي نظامين :الإرسال عن بعد (لا تسخدم سوا معلومات المسافة) ,واعادة التوجيه المستقبلي .
ويهدف التوجيه الجغرافي الي اختيار أحد العقد لتكون النقطة الثانية لدفع الحزمة وبالتالي منع حدوث حلقات في التوجيه .
Greedy forwarding (بروتوكول اعادة التوجيه الجشع ) من ابسط بروتوكلات اعادة التوجية.