無線傳感器網絡的概述

無線傳感器網絡是一種低功耗、自組織網絡，一般由一個 或多個基站（Sink節點）和大量部署於監測區域、配有各類傳感器的無線網絡節點構成。每個節點成本低，功耗小

，具有一定計算處理能力
、通信能力。雖然單 gejiediancaijishujubingbujingque，yebukekao，danshidaliangjiedianxianghuxiezuoxingchenggaodutongyidewangluojiegou
，tigaoleshujucaijidezhunqueduheyunxingdekekaoxing，kebushuyuzaidizhanqu、災害區
、核 反應堆等人力不可達的特殊區域進行數據采集
、傳輸等，具有其他網絡無法比擬的特性，可廣泛用於國防
、環境監測、智能家居等領域。

無線傳感器網絡的顯著特點

與蜂窩網、無線局域網等其它無線通信網絡相比，無線傳感器網絡有其自身的顯著特點：

1） 分布式、自(zi)組(zu)織(zhi)性(xing)。無(wu)線(xian)傳(chuan)感(gan)網(wang)是(shi)由(you)對(dui)等(deng)節(jie)點(dian)構(gou)成(cheng)的(de)網(wang)絡(luo)，不(bu)存(cun)在(zai)中(zhong)心(xin)控(kong)製(zhi)。管(guan)理(li)和(he)組(zu)網(wang)都(dou)非(fei)常(chang)簡(jian)單(dan)靈(ling)活(huo)。不(bu)依(yi)賴(lai)固(gu)定(ding)的(de)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)，每(mei)個(ge)節(jie)點(dian)都(dou)具(ju)有(you)路(lu)由(you)功(gong)能(neng)，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)自(zi)我(wo)協(xie)調(tiao)
、自動布置而形成網絡
，不需要其它輔助設施和人為手段。

2）健壯性。由於能量限製、環huan境jing幹gan擾rao和he人ren為wei破po壞huai等deng因yin素su的de影ying響xiang，傳chuan感gan器qi節jie點dian會hui損sun壞huai
，導dao致zhi一yi些xie傳chuan感gan器qi節jie點dian不bu能neng正zheng常chang工gong作zuo，但dan隨sui機ji分fen布bu的de大da量liang節jie點dian之zhi間jian可ke以yi協xie調tiao互hu補bu，保bao證zheng部bu分fen傳chuan感gan器qi節jie點dian的de損sun壞huai不bu會hui影ying響xiang到dao全quan局ju任ren務wu。

3）kekuozhanxing。dangwangluozhongzengjiaxindewuxianchuanganqijiedianshi

，yebuxuyaoqitawaijietiaojian，yuanyoudewuxianchuanganqiwangluokeyiyouxiaodirongnaxinzengjiedian
，shixinzengjiediankuaisurongruwangluo，canyuquanjugongzuo。

4）動態拓撲。無線傳感器網絡是一個動態的網絡，網絡內的節點可能會因為能量耗盡或其他故障退出網絡；有些節點可能處於工作狀態，有些節點可能處於關閉狀態，沒有參與網絡通訊
；也有可能又會新增大量的節點融入網絡，這些都會使網絡的拓撲結構隨時發生變化。

5） yingyongxiangguan。wuxianchuanganqiwangluoyonglaiganzhikeguanwulishijie，huoquwulishijiexinxi。butongdechuanganqiwangluoyingyongguanxinbutongdewuliliang，yincibutongyingyongbeijingjiangdaozhibutongdejiedianyingjianpingtai
、 軟件係統和網絡協議。無線傳感器網絡不能象Internet一樣具有統一的通信協議平台

，必須針對具體應用來研究傳感器網絡技術。這也是無線傳感器網絡區 別於傳統網絡係統的顯著特征。[page]

6）規(gui)模(mo)大(da)。為(wei)了(le)提(ti)高(gao)網(wang)絡(luo)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)
，通(tong)常(chang)在(zai)目(mu)標(biao)區(qu)域(yu)內(nei)部(bu)署(shu)大(da)量(liang)傳(chuan)感(gan)器(qi)節(jie)點(dian)，傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)可(ke)能(neng)包(bao)含(han)多(duo)達(da)數(shu)千(qian)甚(shen)至(zhi)上(shang)萬(wan)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)節(jie)點(dian)。傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)的(de)大(da)規(gui)模(mo)性(xing)還(hai)能(neng)夠(gou)通(tong)過(guo)不(bu)同(tong)空(kong)間(jian)視(shi)角(jiao)獲(huo)得(de)更(geng)大(da)的(de)信(xin)噪(zao)比(bi)，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)監(jian)測(ce)準(zhun)確(que)性(xing)。

7）gaorongyu。jiediandedaguimobushushidewuxianchuanganqiwangluotongchangjuyoujiaogaodejiedianrongyu

，wangluolianlurongyuyijicaijideshujurongyu，congershidexitongjuyouhenqiangderongcuonengli。

8） kongjianweizhixunzhi。wuxianchuanganqiwangluoyibanbuxuyaozhichirenyilianggechuanganqijiedianzhijiandedianduidiantongxin，chuanganqijiedianbubijuyouquanqiuweiyidebiaoshi
，bubicaiyongyintewangdeIP尋址。用戶往 往wang不bu關guan心xin數shu據ju采cai集ji於yu哪na一yi個ge節jie點dian，而er關guan心xin數shu據ju所suo屬shu的de空kong間jian位wei置zhi
，因yin此ci可ke采cai取qu空kong間jian位wei置zhi尋xun址zhi方fang式shi。從cong這zhe個ge意yi義yi上shang講jiang
，傳chuan感gan器qi網wang絡luo通tong常chang以yi數shu據ju本ben身shen作zuo為wei查zha詢xun或huo傳chuan輸shu線xian索suo， 因此傳感器網絡是一個以數據為中心的網絡。

無線傳感器網絡的應用分析

由於技術等方麵的製約
，雖然無線傳感器網絡的大規模商用還有待時日。但隨著微處理器體積的縮小和性能的提升
，已經有中小規模的WSN在工業市場上開始投入商用。其應用主要集中在以下領域：

①環境監測
隨 zherenmenduiyuhuanjingwentideguanzhuchengduyuelaiyuegao，xuyaocaijidehuanjingshujuyeyuelaiyueduo，wuxianchuanganqiwangluodechuxianweisuijixingdeyanjiushujuhuoqutigonglebianli

，bingqiehaikeyibimianchuantongshuju 收集方式給環境帶來的侵入式破壞。比如

，英特爾研究實驗室研究人員曾經將32個小型傳感器連進互聯網
，以讀出緬因州“大鴨島”上的氣候，用來評價一種海燕 巢的條件。無線傳感器網絡還可以跟蹤候鳥和昆蟲的遷移，研究環境變化對農作物的影響，監測海洋、大氣和土壤的成分等。此外
，它也可以應用在精細農業中，來 監測農作物中的害蟲、土壤的酸堿度和施肥狀況等。

②醫療護理
羅徹斯特 大學的科學家使用無線傳感器創建了一個智能醫療房間，使用微塵來測量居住者的重要征兆（血壓、脈搏和呼吸）、睡覺姿勢以及每天24小時的活動狀況。英特爾 也推出了基於WSN的家庭護理技術。該技術是做為探討應對老齡化社會的技術項目Centerfor Aging ServicesTechnologies（CAST）的一個環節開發的。該係統通過在鞋、家具以家用電器等家中道具和設備中嵌入半導體傳感器，幫助老齡人士

、阿e爾er茨ci海hai默mo氏shi病bing患huan者zhe以yi及ji殘can障zhang人ren士shi的de家jia庭ting生sheng活huo。利li用yong無wu線xian通tong信xin將jiang各ge傳chuan感gan器qi聯lian網wang可ke高gao效xiao傳chuan遞di必bi要yao的de信xin息xi從cong而er方fang便bian接jie受shou護hu理li。而er且qie還hai可ke以yi減jian輕qing護hu理li人ren員yuan的de負fu擔dan。

③軍事領域
由 於無線傳感器網絡具有密集型、隨機分布的特點，使其非常適合應用於惡劣的戰場環境中，使其非常適合應用於惡劣的戰場環境中，包括偵察敵情、監控兵力、裝備 和物資，判斷生物化學攻擊等多方麵用途。美國國防部遠景計劃研究局已投資幾千萬美元

，幫助大學進行“智能塵埃”傳感器技術的研發。

④目標跟蹤
DARPA 支持的SensorIT項目探索如何將WSN技術應用於軍事領域，實現所謂“超視距”戰場監測。UCB的教授主持的SensorWeb是SensorIT 的一個子項目。原理性地驗證了應用WSN進行戰場目標跟蹤的技術可行性
，翼下攜帶WSN節點的無人機（UAV）飛到目標區域後拋下節點，最終隨機布撤落在 被監測區域，利用安裝在節點上的地震波傳感器可以探測到外部日標

，如坦克、裝甲車等
，並根據信號的強弱估算距離，綜合多個節點的觀測數據，最終定位目標
， 並繪製出其移動的軌跡。

⑤其他用途
WSN還被應用於一些危險的工業環境如井礦
、核電廠等，工作人員可以通過它來實施安全監測。也可以用在交通領域作為車輛監控的有力工具。此外
，還可以在工業自動化生 產線等諸多領域，英特爾正在對工廠中的一個無線網絡進行測試，該網絡由40台機器上的210個傳感器組成，這樣組成的監控係統將可以大大改善工廠的運作條 jian。takeyidafujiangdijianzhashebeidechengben
，tongshiyouyukeyitiqianfaxianwenti，yincijiangnenggousuoduantingjishijian，tigaoxiaolv，bingyanchangshebeideshiyongshijian。xiangxinsuizhexiangguanjishudefazhanhetui 進，無線傳感器技術一定會得到更大的應用。