文档介绍：无线传感器网络综述
摘要:无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术。因其巨大的应用前景而受到科学界越来越广泛的重视。本文介绍了无线传感器的定义、体系结构以及特点,并着重分析了无线传感器网络研究的一些关键问题,最后探讨了无线传感器网络的应用前景以及发展方向。
关键字:无线传感器网络;体系结构;关键技术;应用
一、无线传感器网络的定义
无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点,通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。
二、无线传感器网络的原理
利用各种类型的敏感元件构成的传感器,分布于需要覆盖的领域内,组成传感器节点,用于收集数据,并且将数据路由送至信息收集节点“Sink”,信息收集节点与信息处理节点通过广域网将数据送至地面监控中心进行统计分析和处理,并对监测结果进行综合评估。
三、无线传感器网络的体系结构

无线传感器网络的系统构架如下图1-1所示,通常包括传感器节点(sensor node)、汇聚节点(sink node)和管理节点,即无线传感器网络的三个要素是传感器、感知对象和观察者。

传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成,如图1-2所示。
在软件设计方面,各通信协议都应该以节能为中心,必要时可以牺牲一些其他的一些网络性能指标,以获得更高的电源效率。
图1-2无线传感器网络节点结构

无线传感器网络的体系结构由分层的网络通信协议、网络管理平台以及应用支撑这三个部分组成,如下图1-3所示。
分层的网络通信协议结构类似于传统的TCP/IP协议体系结构,由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。物理层的功能包括信道选择、无线信号的监测、信号的发送与接收等。数据链路层的主要任务是加权物理层传输原始比特的功能,使之对上层显现一条无差错的链路。网络层的主要功能包括分组路由、网络互连等。传输层负责数据流的传输控制,提供可靠高效的数据传输服务。网络管理技术主要是对传感器节点自身的管理以及用户对传感器网络的管理。
四无线传感器网络的定位方法
无线传感器网络一般采用5 种测距方法:1 ) 测时测距法(TOA) ,包括双向测距和单向测距;2 ) 差分测时测距法(TDOA);3)信号强度测距法(SSR);4)近场区电磁测距法(NFER);5)角度测量法(AOA)。为了获得较高的公交车定位精度,公交信息采集系统中拟采用一种基于T O A 的双向测距技术[1]。
五、无线传感器网络的特点
、处理、传输为一体。
无线传感器网络节点是集传感器(感知部件)、处理器单元(例如AMR7、8680等)、短距离无线通信模块(例如RFM公司的TR1000、Zigbee传输单元等)于一体的综合系统。
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节点由于受价格、体积和功耗的限制,其计算能力、程序空间和内存空间比普通的计算机功能要弱很多。
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网络节点由电池供电,电池的容量一般不是很大。其特殊的应用领域决定了使用过程中,不能给电池充电或是换电池,一旦电池能量用完,这个节点也就失去了作用(死亡)。
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无线传感器网络中没有严格的控制中心,所以节点地位平等,是一个对等式网络。节