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 個(ge)節(jie)點(dian)采(cai)集(ji)數(shu)據(ju)並(bing)不(bu)精(jing)確(que)，也(ye)不(bu)可(ke)靠(kao)
，但(dan)是(shi)大(da)量(liang)節(jie)點(dian)相(xiang)互(hu)協(xie)作(zuo)形(xing)成(cheng)高(gao)度(du)統(tong)一(yi)的(de)網(wang)絡(luo)結(jie)構(gou)，提(ti)高(gao)了(le)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)的(de)準(zhun)確(que)度(du)和(he)運(yun)行(xing)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)，可(ke)部(bu)署(shu)於(yu)在(zai)敵(di)占(zhan)區(qu)、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、zizuzhixing。wuxianchuanganwangshiyouduidengjiediangouchengdewangluo
，bucunzaizhongxinkongzhi。guanlihezuwangdoufeichangjiandanlinghuo。buyilaigudingdejichusheshi
，meigejiediandoujuyouluyougongneng，keyitongguoziwoxietiao
、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）可ke擴kuo展zhan性xing。當dang網wang絡luo中zhong增zeng加jia新xin的de無wu線xian傳chuan感gan器qi節jie點dian時shi
，也ye不bu需xu要yao其qi它ta外wai界jie條tiao件jian，原yuan有you的de無wu線xian傳chuan感gan器qi網wang絡luo可ke以yi有you效xiao地di融rong納na新xin增zeng節jie點dian，使shi新xin增zeng節jie點dian快kuai速su融rong入ru網wang絡luo，參can與yu全quan局ju工gong作zuo。

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） 應(ying)用(yong)相(xiang)關(guan)。無(wu)線(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)用(yong)來(lai)感(gan)知(zhi)客(ke)觀(guan)物(wu)理(li)世(shi)界(jie)
，獲(huo)取(qu)物(wu)理(li)世(shi)界(jie)信(xin)息(xi)。不(bu)同(tong)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)應(ying)用(yong)關(guan)心(xin)不(bu)同(tong)的(de)物(wu)理(li)量(liang)
，因(yin)此(ci)不(bu)同(tong)應(ying)用(yong)背(bei)景(jing)將(jiang)導(dao)致(zhi)不(bu)同(tong)的(de)節(jie)點(dian)硬(ying)件(jian)平(ping)台(tai)、 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）guimoda。weiletigaowangluodekekaoxing，tongchangzaimubiaoquyuneibushudaliangchuanganqijiedian，chuanganqiwangluokenengbaohanduodashuqianshenzhishangwangechuanganqijiedian。chuanganqiwangluodedaguimoxinghainenggoutongguobutongkongjianshijiaohuodegengdadexinzaobi
，congertigaojiancezhunquexing。

7）高(gao)冗(rong)餘(yu)。節(jie)點(dian)的(de)大(da)規(gui)模(mo)部(bu)署(shu)使(shi)得(de)無(wu)線(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)通(tong)常(chang)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)節(jie)點(dian)冗(rong)餘(yu)，網(wang)絡(luo)鏈(lian)路(lu)冗(rong)餘(yu)以(yi)及(ji)采(cai)集(ji)的(de)數(shu)據(ju)冗(rong)餘(yu)，從(cong)而(er)使(shi)得(de)係(xi)統(tong)具(ju)有(you)很(hen)強(qiang)的(de)容(rong)錯(cuo)能(neng)力(li)。

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 著zhe人ren們men對dui於yu環huan境jing問wen題ti的de關guan注zhu程cheng度du越yue來lai越yue高gao

，需xu要yao采cai集ji的de環huan境jing數shu據ju也ye越yue來lai越yue多duo，無wu線xian傳chuan感gan器qi網wang絡luo的de出chu現xian為wei隨sui機ji性xing的de研yan究jiu數shu據ju獲huo取qu提ti供gong了le便bian利li，並bing且qie還hai可ke以yi避bi免mian傳chuan統tong數shu據ju 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、eercihaimoshibinghuanzheyijicanzhangrenshidejiatingshenghuo。liyongwuxiantongxinjianggechuanganqilianwangkegaoxiaochuandibiyaodexinxicongerfangbianjieshouhuli。erqiehaikeyijianqinghulirenyuandefudan。

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。