跟着微电子机械体系（ Micro Electro-MechanicalSystem， MEMS） 、低功耗无线电通讯技能、嵌入式核算技能、微型传感器
技能及%&&&&&%技能的飞速开展和日益老练， 使得由许多低成本、低功耗、小体积、短间隔通讯多功用的微型传感器经过无线链路自安排为无线传感器网络（ 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， 存储和处理自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， 一般密布安置在大片的监测区域， 为了获取更准确、完好的信息， 需求安置规划很大、密度很高的传感器节点， 以便经过许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方针的数值。
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或许性要大得多。传感器节点是经过随机撒播的办法安置在指定的恶劣环境或无人区域， 在无人值守状况下作业， 网络保护变得好不简单。
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自身的作业状况及网络的拓扑结构， 以适应环境的改变。
3 无线传感器网络的研讨热门
无线传感器网络作为当今信息范畴新的研讨热门， 归纳了传感技能、微电子技能、网络技能、无线通讯技能、嵌入式技能、散布式核算处理技能等多种技能的交叉学科， 触及的规模非常广泛， 因而相关的研讨内容也非常丰厚， 现在国际各国均对其各方面展开了研讨。
一起， 无线传感器网络又有着作业环境较差、节点数目许多、节点能量不易弥补等特色， 对它的研讨又有着与一般网络不同的要求。从体系结构上分， 可分为根底层研讨问题、网络层研讨问题、数据办理与处理层研讨问题、运用开发环境层研讨问题、运用层研讨问题。从功用上分， 可分为能量节约问题、传感器节点的定位问题、网络安排办理问题、网络传输问题、软硬件规划与制作问题、信号的协作处理问题、网络安全性问题等。
下面从功用的视点对各个热门别离给予介绍。
3.1 无线传感器网络的节点定位
无线传感器网络的节点一般是选用大炮发射、飞机撒播等随机安置的办法安置到监测区域中的， 因为无法预先确认节点安置后的方位， 只能在安置完结后选用必定的办法定位。现在运用最广泛的定位办法是选用全球定位体系GPS（ Global Posit ioning System） 。
因为数目许多， 在价格、功耗、适用规模及体积等方面的限制， 考虑到费用问题， 每个节点都带有定位体系是不实际的。一般选用的办法是使5%~10% 的节点带有GPS， 这种节点称为导标节点（ beaco n nodes） 或锚节点（ anchor nodes） ， 它们能够经过卫星来确认自身的方位。现在首要的研讨方向是怎么运用这些锚节点供给的方位信息和其他节点通讯之间的束缚， 估算出一般节点的方位。定位问题除了定位自身的含义外， 在路由挑选上也有很大的协助。此外在移动机器人研发中也具有很重要的含义。
3.2 无线传感器网络的拓扑办理
无线传感器网络拓扑办理首要研讨的内容是： 在确保网络的掩盖度和连通性的前提下， 设置或调整节点的发射功率， 并依照必定准则挑选适宜节点成为主干节点参加网络中数据的处理和传输， 到达优化网络拓扑结构的意图。无线传感器网络中拓扑办理能够分为两个研讨方向： 功率办理和层次拓扑结构办理。功率办理机制均衡节点的直接街坊数目， 调整网络中每个节点的发射功率， 确保网络连通， 一起下降节点之间的通讯搅扰。层次拓扑办理是运用分簇思维， 依据必定的算法使网络中的部分节点处于激活状况而且成为簇首节点， 然后由这些簇首节点构建一个连通的网络来处理和传输网络中的数据; 其他节点则处于非激活状况，封闭其通讯模块以下降能量耗费， 并定时或不定时地从头挑选簇首节点， 以均衡网络中节点的能量耗费。
在有些运用中， 无线传感器网络的各个节点或许散布在宽广的地舆区域， 如果把整个运用组成一个网络， 即不实际也难于办理。网络的安排办理的关键是怎么把网络有用地划分为许多小局域网， 确保每一个小的局域网中都有一个节点署理担任办理每一个小的局域网， 该节点可称之为簇首。处理该问题可用以下两种办法： 一是放置署理， 每个署理节点担任办理必定数意图一般节点， 怎么使每个署理办理节点的数目根本相同并使办理网络有着根本相同的网络半径是研讨的要点问题; 二是发生簇首， 一切的节点都是对等的节点，这时依据每个节点能量状况、衔接状况挑选适宜簇首，担任数据的汇总及开端处理， 为了节约能量， 需求定时或不定时选举发生新的簇首。此外， 网络的办理方法、拓扑结构等都是需求研讨的重要问题。
3.3 数据在网络中的传输
无线传感器网络的网内数据传输是一个热门问题， 因为数据传输将耗费掉节点许多的能量， 传统网络的许多计划不能直接运用， 它的规划需求针对详细运用来进行。现在， 许多无线传感器网络中路由算法根本上都是以Flooding 算法为根底， 经过添加必定的束缚条件而构成的。但是每个传感器节点所带的电量有限，无线通讯、数据处理、数据收集等进程都要耗费能量，其间网内数据传输（ 即无线通讯模块） 耗费节点的大部分能量， 需求经过选用恰当的路由算法， 削减网络中的通讯量和核算量， 有用延伸网络的寿数。
3.4 信号的协作处理
为了完结对方针的丈量、盯梢和辨认， 需求具有必定特点的多个传感器节点协同作业。这些节点选用必定的算法交流信息， 对所获得的数据进行加工、汇总和过滤。仅靠单个的传感器节点无法完结这些作业。因而， 节点间数据的传递和信息协作都影响到网络算法的规划和能量的耗费。
3.5 硬件、软件的规划和制作
无线传感器网络另一个研讨重要课题是： 怎么运用现已开展起来的电源、微电子、微电机、微无线通讯等技能， 合理地构成微体积、长寿数的节点。国外有些研讨所现已开端进入了设备规划阶段， 它的研讨规划需求考虑依间隔远近发送一个比特位及每条指令所需的能量巨细， 乃至不同地址编码所需能量的差异等。要有用地添加网络节点的寿数需求合理优化规划硬件和软件资源。厘米级和毫米级的传感器节点成为当今的首要研讨方针。
3.6 无线传感器网络安全性问题
与一般的网络相同， 传感器接纳指令和传送信息也面对着安全性的检测。无线传感器网络是经过无线办法进行通讯的， 信道更简单被偷听， 区分不合法音讯及不合法节点愈加不易。而传感器节点自身运算才能有限，怎么运用较少的能量和较小的核算量来完结数据加密、身份认证等， 在损坏或受搅扰的状况下可靠地完结任务也是一个重要的研讨课题。
别的， 无线传感器网络还触及到能量操控、容错机制、路由挑选等方面的研讨。
4 结束语
无线传感器网络的运用远景非常宽广。除了在军事、监控、应急、环境、防空等方面， 还将触及家用、企业办理、保健、交通等新式范畴。本文对无线传感器网络的研讨热门进行剖析和总结， 无线传感器网络的开展还面对许多的问题， 比方能量节约问题、传感器节点的定位问题、网络安排办理问题、网络传输问题、软硬件规划与制作问题、信号的协作处理问题、网络安全性问题等。跟着各项技能的老练和开展， 无线传感器网络的研讨也将获得突破性的发展， 其事务和运用将愈加广泛和老练。
