跟着微电子机械体系( Micro Electro-MechanicalSystem, MEMS) 、低功耗无线电通讯技能、嵌入式计算技能、微型传感器技能及集成电路技能的飞速发展和日益老练, 使得由很多低成本、低功耗、小体积、短距离通讯多功用的微型传感器经过无线链路自组织为无线传感器网络( wireless sensor network, WSN) 成为实际。WSN 现已广泛运用于军事、交通、环境监测和预告、卫生保健、空间探究等各个范畴, 在当时国际上备受重视, 呈现了许多研讨热门范畴。
1 无线传感器网络的节点结构
传感器节点的根本组成和功用包含如下几个单元: 传感单元、处理单元、无线通讯单元和供电单元等,如图1 所示。此外, 其他能够挑选的功用部分有定位体系、移动体系以及电源供电体系等。
传感器单元由传感器和数/ 模转化模块组成, 用于感知、获取监测区域内的信息, 并将其转化为数字信号; 处理单元由嵌入式体系构成, 包含处理器、存储器等, 担任操控和协调节点各部分的作业, 存储和处理本身收集的数据以及其他节点发来的数据; 无线通讯单元由无线通讯模块组成, 担任与其他传感器节点进行通讯, 交流操控信息和收发收集数据; 供电单元一般选用微型电池, 为传感器节点供给正常作业所必需的动力。
2 无线传感器网络的特色
人们一度以为老练的Ad-hoc网络机制和技能能够运用到无线传感器网络。但跟着深化的研讨发现, 无线传感器网络有的技能要求和运用方针显着不同于Ad-hoc 网络。Ad-ho c 网络致力于为用户供给高质量的数据传输服务, 是以传输数据为意图; 无线传感器网络将动力的高效运用作为首要规划方针, 是以数据为中心。无线传感器网络具有许多差异于Ad-hoc 网络的独有特征。
①规划大、密度高。无线传感器网络与Ad-ho c 网络不同, 一般密布布置在大片的监测区域, 为了获取更准确、完好的信息, 需求布置规划很大、密度很高的传感器节点, 以便经过很多冗余节点的协同作业来进步体系的作业质量。
②以数据为中心。在无线传感器网络中, 终端用户不会详细关怀单个节点的监测数据, 一般只关怀某个区域内某个监测目标的数值。
③可靠性差。与Ad-hoc 网络比较, 无线传感器网络节点呈现毛病的可能性要大得多。传感器节点是经过随机撒播的方法布置在指定的恶劣环境或无人区域, 在无人值守状况下作业, 网络保护变得好不容易。
④传感器节点的才能有限。传感器节点具有的能量、处理才能、存储才能和通讯才能都是非常有限的。
⑤ 与运用相关。无线传感器网络是经过感知客观国际来获取外界的信息。因为不同的运用关怀的信息不同, 使得无线传感器网络只能针对每一个详细的运用来展开规划作业, 不能像Internet 那样有一致的通讯协议渠道。因为运用的不同, 无线传感器网络对网络体系的要求也不同, 硬件渠道、软件体系和通讯协议都会有很大的差异。
⑥动态改变快。无线传感器网络一般都在比较恶劣的环境下作业, 不断改变的外界环境, 如突发事件、节点能量耗尽、无线通讯链路断续等, 都会严重影响体系功用, 这就要求传感器节点调整本身的作业状况及网络的拓扑结构, 以适应环境的改变。