近年来，无线技能的爆破式开展催生了多种工业、科学及医疗（ISM）频带无线规范。因为有了这些新规范，各种无线运用渗透到咱们日常日子的方方面面。毫无疑问，无线传感器网络（WSN）就是一种最为获益于这些规范的重要运用。
咱们能够想象有一位美国中西部的农人正面对着一个这样的应战：怎么对几千头牛的体温进行日常监控，以便避免比如口蹄疫等危及其牛群生计的动物疾病产生。运用无线技能，在每头牛的身上设备一个带有无线发射器的温度传感器，将其体温读取数据发射至一个主端子便能够轻松地战胜这些应战。这是一个WSN的简略比如，其标明无线技能的运用能够节约很多的时刻和本钱。
工业科学及医疗频带概略
ISM频带是无须授权、任何人均可运用频谱的一部分。在ISM频带开发产品的仅有要求恪守这部分频谱的一些规则。这些规则因国家不同而各异。在美国，联邦通讯委员会（FCC）担任拟定这些规则，而在欧洲“欧洲电信规范研究所（ETSI）”才是监管组织。“FCC法令”第15部分规则了美国的频带要求。图1说明晰各种频率和频带，并排出了相应的监管组织。
图1 作业在ISM频带的不同无线规范
2.4GHz频带和几种1GHz以下频带是今日最广泛运用的ISM 频率空间。因为2.4GHz频带如此的纷乱凌乱，一些产品研制活动正在转向5GHz频带——但因为存在有用通讯间隔问题这一趋势依然十分有限。2.4GHz是一种通用频带，而分配给低功耗无线运用的1GHz以下频带在不同国家存在不同的状况。在美国，最遍及的剩下频带为902～928MHz，而在欧洲大多数无线通讯活动都会集在868MHz频率规模内。
当需求与其他体系通用，以及在不同地舆空间中作业运转是一个要害问题时，咱们引荐运用2.4GHz频带。运用2.4GHz频带的首要缺陷是其拥堵的空间，以及因为2.4GHz频率较差的传输特性所带来的有限通讯间隔。
挑选在1GHz以下频带规划产品有助于处理在2.4GHz频带面对的一些问题；但是，1GHz以下频带也存在一些其本身的局限性：
受限占空比
无法完结与其他体系的互操作性
不同地舆空间作业约束（例如，针对美国902～928MHz频带规划的无线外表无法在欧洲正常作业）
依据不同的频率、方针数据速率、间隔，以及互操作性的抱负水平，新呈现了几种作业在ISM频率空间中的规范。图1显现了无线工程师进行产品开发时最常运用的一些规范。
无线传感器网络概略
很明显，“智能”环境代表了修建、公共事业、工业、家庭、交通运输和农业下一个演化开展阶段。因而，人们对WSN的重视度正在稳步上升。一个WSN由许多散布于某个地舆区域的传感器组成。
WSN一般都包含一台主机或许“网关”，其经过一个无线电通讯链路与很多无线传感器进行通讯。数据搜集作业在无线传感器节点完结，被紧缩后，直接传输给网关，或许假如有要求，也能够运用其他无线传感器节点来将数据传递给网关。之后，网关确保该数据是体系的输入数据。
每个无线传感器都被看作一个节点，具有无线通讯才能，一起还具有必定的信号处理与网络数据的智能。依据运用的类型，每个节点都能够有一个指定的地址。图2显现了某个节点的通用结构图。它一般会包含一个传感设备、一个数据处理微操控器，以及一个无线衔接RF模块。依据不同的网络界说，RF模块能够起到一个简略发射器或许收发器 （TX/RX）的效果。进行节点设计时，留意电流耗费和处理才能十分的重要。微操控器的内存十分依赖于所运用的软件栈。
图2 一个WSN节点的通用结构图
图3显现了家庭环境中运用的一个WSN。在这种网络中，咱们能够观察到不同类型的传感器，例如，运动检测器、散热器、温度监控，等等。
WSN针对4种首要方针：
读取给定方位的一些参数值，并将其发送给主处理中心。在农业运用环境中，例如，前面介绍的牛群等，读取每头牛的体温可协助确认哪一头牛需求更亲近的监控。
监控某些事情的产生，例如，在医疗运用中，对血压和脉息以及心律峰值进行监控。
对详细物体的运动进行盯梢，广泛运用于军事领域中，以盯梢敌方车辆。
协助分类勘探目标，特别是在交通操控运用环境中。
WSN中运用的两种首要拓扑结构：
A）星状网络：如图4所示，星状网络由一个点对多点无线衔接组成，其一台单主机以双向或许单向办法衔接至几个节点。假如低功耗和低软件开支为要害参数，则这种拓扑结构十分值得重视。其存在的局限性是有用通讯间隔，因为每个节点都要在主机通讯间隔规模以内。有几种规范能够用于完结这种拓扑结构。蓝牙、IEEE 802.15.4或许专有体系为运用最为广泛的一些规范。留意，因为一些蓝牙协议的局限性，蓝牙渠道并未取得广泛的承受。
图4 WSN 运用的星形网络拓扑结构
B） 网状网络：在网状网络拓扑结构中，如图5所示，节点与许多冗余互连衔接在一起。假如某个节点毛病，有许多其他办法让两个节点进行通讯。这种拓扑具有较好的可靠性，但在电流耗费和软件开支方面付出代价十分大。这种拓扑结构能够经过所有权或许Zigbee规范来完结。
图5 WSN运用中所运用的网状网络拓扑
定论
WSN每天都在开展，而随之呈现的新规范也越来越多。但是，需求留意的是大多数这些规范都还没有到达老练的水平。相反，它们都还处在刚刚起步的阶段。一位谨慎的 WSN 规划工程师会在架构以及特定规范的才能方面深入研究其网络需求，以便满意电流耗费、最大答应节点数、电池寿数、数据速率和作业频率等要害要求。
