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） 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）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） 空kong間jian位wei置zhi尋xun址zhi。無wu線xian傳chuan感gan器qi網wang絡luo一yi般ban不bu需xu要yao支zhi持chi任ren意yi兩liang個ge傳chuan感gan器qi節jie點dian之zhi間jian的de點dian對dui點dian通tong信xin，傳chuan感gan器qi節jie點dian不bu必bi具ju有you全quan球qiu唯wei一yi的de標biao識shi
，不bu必bi采cai用yong因yin特te網wang的deIP尋址。用戶往 wangbuguanxinshujucaijiyunayigejiedian，erguanxinshujusuoshudekongjianweizhi

，yincikecaiqukongjianweizhixunzhifangshi。congzhegeyiyishangjiang
，chuanganqiwangluotongchangyishujubenshenzuoweizhaxunhuochuanshuxiansuo
， 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 件(jian)。它(ta)可(ke)以(yi)大(da)幅(fu)降(jiang)低(di)檢(jian)查(zha)設(she)備(bei)的(de)成(cheng)本(ben)，同(tong)時(shi)由(you)於(yu)可(ke)以(yi)提(ti)前(qian)發(fa)現(xian)問(wen)題(ti)，因(yin)此(ci)將(jiang)能(neng)夠(gou)縮(suo)短(duan)停(ting)機(ji)時(shi)間(jian)，提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv)
，並(bing)延(yan)長(chang)設(she)備(bei)的(de)使(shi)用(yong)時(shi)間(jian)。相(xiang)信(xin)隨(sui)著(zhe)相(xiang)關(guan)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)和(he)推(tui) 進，無線傳感器技術一定會得到更大的應用。