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无线传感器网络
摘 要：无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术。由于其巨大的应用前景而受到科学界越来越广泛的重视。本文将着重介绍无线传感器的定义、体系结构以及特点深刻剖析无线传感器网络的应用前景。
无线传感器网络简称“WSN”,是一种新兴的科学网络技术。它是由大量的具有特定功能的传感器节点通过自组织的无线通信方式相互传递信息协同地完成特定功能的智能专用网络!它综合了微机电系统、传感器技术、嵌入式计算机技术、现代网络及无线通信技术、分布式处理技术等能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测感知和采集各种环境或检测对象的信息。这些信息通过无线方式被发送出去并以自组织多跳的网络传送到用户终端。从而实现物理世界、计算机世界和人类社会三元世界的连通！
一、无线传感器网络的定义 无线传感器网络就是部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络的网络系统其目的是协作感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息并发送给观察者。
二、无线传感器网络的体系结构 无线传感器网络拥有和传统无线网络不同的体系结构如无线传感器节点结构网络结构以及网络协议体系结构。一般而言传感器节点由四部分组成：传感器模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块。它们各自负责自己的工作：传感器模块负责采集监测区域内的信息采集并进行数据格式的转换将原始的模拟信号转换成数字信号将交流信号转换成直流信号以供后续模块使用；处理器模块又分成两部分分别是处理器和存储器它们分别负责处理节点的控制和数据存储的工作；无线通信模块专门负责节点之间的相互通信；电源模块就用来为传感器节点提供能量一般都是采用微型电池供电。
三、无线传感器网络的特点 目前常见的无线网络包括移动通信网、无线局域网、蓝牙网络、Adhoc网络等无线传感器网络在通信方式、动态组网以及多跳通信等方面有许多相似之处但同时也存在很大的差别。无线传感器网络具有许多其鲜明的特点： 1)电源能量有限 传感器节点体积微小通常携带能量十分有限的电池。由于传感器节点数目庞大成本要求低廉分布区域广而且部署区域环境复杂有些区域甚至人员不能到达所以传感器节点通过更换电池的方式来补充能源是不现实的。如何在使用过程中节省能源最大化网络的生命周期是传感器网络面临的首要挑战。
2)通信能量有限 传感器网络的通信带宽窄而且经常变化通信覆盖范围只有几十到几百米。传感器节点之间的通信断接频繁经常容易导致通信失败。由于传感器网络更多地受到高山、建筑物、障碍物等地势地貌以及风雨雷电等自然环境的影响传感器可能会长时间脱离网络离线工作。如何在有限通信能力的条件下高质量地完成感知信息的处理与传输是传感器网络面临的挑战之一。
3)计算能力有限 传感器节点是一种微型嵌入式设备要求它价格低功耗小这些限制必然导致其携带的处理器能力比较弱存储器容量比较小。为了完成各种任务传感器节点需要完成监测数据的采集和转换、数据的管理和处理、应答汇聚节点的任务请求和节点控制等多种工作。如何利用有限的计算和存储资源完成诸多协同任务成为传感器网络设计的挑战。
4)网络规模大分布广 传感器网络中的节点分布密集数量巨大可能达到几百、几千万甚至更多。此外传感器网络可以分布在很广泛的地理区域。传感器网络的这