1.初识传感器
网络
无线网络可分为两种。一种是有基础设施的网络，需求固定基站，比方手机通讯这种无线蜂窝网就需求巨大的天线和大功率基站来支撑；一种是无基础设施网包含移动Ad Hoc网络和无线传感器网络（WSN），这种网络节点是散布式的没有固定基站，留意它依然是有基站的仅仅没有专门的固定基站。Ad Hoc网络指的是无线自组织网络，移动Ad Hoc网络的终端是快速移动的。而无线传感器网络的节点是停止的或许移动很慢。无线传感器网络的官方界说是WSN是由许多的停止或移动的传感器以自组织和多跳的方法构成的无线网络。从中能够看出传感器网络首要担任的是数据搜集、处理与传输三种功用，别离对应的是传感器技能、核算机处理技能和无线通讯技能。由于传感器网络节点通讯方法一般都是选用无线通讯方法，故传感器网络代表的便是无线传感器网络。
传感器网络中的部分节点或悉数节点能够慢速移动，拓扑结构会跟着节点的移动而不断地动态改变。节点之间是以Ad Hoc方法进行通讯，每个节点都能够充任路由器的人物，并且都具有动态查找、定位和康复衔接的才能。从用户的视点来看，无线传感器网络体系结构由传感器节点、会聚节点（类似于网关）和办理节点组成。从网络功用来看每个传感器节点都具有信息搜集和路由的两层功用，它不只进行本地信息搜集和数据处理外还要存储、办理和交融其他节点转发过来的数据，一起与其他节点协作完结一些功用。下图是传感器网络的一个体系原理图，许多的传感器节点散布在监测区域，经过自组织的方法构成网络，传感器节点对对勘探信息进行开始处理后将以多跳中继的方法传送给会聚节点，然后再经过卫星、互联网等途径将信息传给办理节点也便是终端用户。终端用户也可经过办理节点对传感器网络进行办理和装备，比方发布监测使命等。
传感器节点由处理器、射频部分、勘探部分组成，处理器完结核算与操控功用，射频部分完结无线通讯传输功用，勘探部分完结数据搜集功用。会聚节点则不需求勘探部分，只需有处理器模块与射频模块即可。可是会聚节点一般具有较强的处理器模块，包含增强的核算处理、存储处理、通讯才能。它既能够是一个具有满足能量供应和更多内存资源与核算才能的增强型传感器节点，也能够是一个带有无线通讯接口的网关设备（只担任数据转化）。它完结传感器网络与外部网络的数据交换。
2.传感器网络的结构
传感器网络的体系结构与TCP/IP类似也是5层协议，物理层担任载波频率的发生、信号调制、解调；数据链路层担任数据成帧、帧检测、介质拜访、过失操控，介质拜访确保牢靠的点对点和点对多点通讯过失操控确保源节点宣布的信息能够完好无误地抵达方针节点；网络层担任路由发现与保护，一般大多数节点无法直接与网关通讯，而是需求依托中间件节点以多跳路由的方法将数据传送至会聚节点；传输层担任数据流的传输操控；运用层则担任详细运用，比方时刻同步和定位。由于多个传感器常常需求彼此配合完结某个使命，节点的休眠与唤醒也需求时钟同步，因而传感器节点间的时钟有必要坚持同步。定位是确认传感器节点的相对方位或肯定方位。此外运用层还需求供给运用服务接口与网络办理接口。
依据传感器节点数意图多少可将传感器网络结构分为平面结构和分级结构。平面结构指的是一切节点都是位置相等的，源节点到意图节点之间一般存在多条途径，网络负荷由这些途径一起承当。可是当传感器节点数量添加时能够幻想每个节点都需求不断的自组织网络与路由树立，并且由于一切的节点都有路由器的人物这样会使得太多节点参加路由，这样将会占用许多的带宽，影响网络数据的传输速率。还有一点那便是扩充性欠好，新加一个节点需求让原有的一切节点都知道这个节点添加到网络里了，因而平面结构合适节点比较少的传感器网络。已然传感器节点需求保持必定的开支，那么假如咱们将这个开支以分层的方式让一个传感器节点只需保持它地点的区域的网络拓扑，这样就能够削减开支了。分层结构便是这种思维它将传感器网络划分为多个簇，每个簇由一个簇头和多个簇成员组成，簇头则组成更高一级的一层网络。其实就类似于TCP/IP里子网的概念，路由器转发数据包是寻觅网络号相同。传感器网络分级结构中簇头节点担任簇间数据的转发，簇成员则仅仅搜集数据，这大大削减了网络中路由操控信息的数量，因而扩展性很好。簇头能够预先指定也能够由节点运用分簇算法主动选举发生。
可是呢，没有任何事情是完美的。由于簇头需求归纳整个簇间的数据与簇间的拓扑结构，并且簇头很难进入休眠状况，因而簇头需求耗费更多的能量。而传感器网络最头疼的便是能量的耗费了。分级结构比平面结构愈加杂乱，可是全体能量耗费削减了，由于只要簇头需求耗费许多能量，因而实用性较高。
3.传感器网络的特色
传感器网络与无线网络有许多类似的当地，可是一起也存在较大的不同。传感器网络是集成了监测、操控和无线通讯的网络体系，节点数目很巨大，并且节点散布密布简单受环境和能量耗尽的影响。传感器网络节点愈加简单呈现毛病，由于有节点呈现毛病或许新参加节点因而网络拓扑结构是不断改变的，一般情况下传感器节点是固定不动的。形成这些差异的最首要的原因是传感器网络与无线网络的侧重点不同。无线网络的首要方针是要供给高服务的质量以及网络利用率，而传感器网络的首要方针是在完结功用的情况下尽可能的节省能量和高效的运用动力。没办法，传感器节点由于环境要素因而供电才能有限，大部分情况下是只依托电池供电，因而传感器网络中有一个中心的思维便是要节能。
传感器节点耗费能量的模块有传感器模块、处理器模块和无线通讯模块，跟着一些工艺的前进，传感器模块和处理器模块能量耗费逐步下降，大部分能量耗费会集在无线通讯模块。在通讯模块中耗费能量按从高往低是发送数据、承受数据、闲暇侦听、睡觉状况，其间睡觉状况耗费能量极低。传感器节点除了能量受限外，通讯才能和核算存储才能也遭到了约束。这从传感器节点体积小、成本低能够表现出来。
传感器网络的组网有自组织性、数据为中心、网络规划大和牢靠性等特色。其间最首要的是自组织性，传感器节点放入工作环境中时没有预先指定的中心，各节点经过散布式算法来彼此和谐，在无人值守的情况下节点自组织成一个勘探网络。由于没有中心，网络不会由于单个节点的脱离而遭到损伤。这样传感器网络就树立起来了，接下来当有新节点参加、传感器节点呈现毛病或失效、传感器或感知目标或观察者进行移动时，传感器网络依然能够自组织的树立新的通讯网络。正是由于有这些长处，传感器网络在仍在飞速发展。
