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技術(shù)文章
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用研究
點(diǎn)擊次數(shù)：2368 發(fā)布時(shí)間：2012-2-14
隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線通信和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)得到迅速發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能實(shí)時(shí)監(jiān)測、感知、采集和處理各種監(jiān)測對象信息，已經(jīng)成為了科學(xué)研究領(lǐng)域zui前沿的課題之一。文章主要介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及其在一些領(lǐng)域的應(yīng)用，并展望了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展。
微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線通信和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，推動(dòng)了低成本、低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN(WirelessSensorNetwork)的發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究具有很廣泛的應(yīng)用前景：軍事偵察、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)應(yīng)用等。傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究是很有必要的。這里主要介紹無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，及在一些領(lǐng)域的應(yīng)用情況，并對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展情況進(jìn)行了展望。
1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一組傳感器以Adhoc方式組成的有線或者無線網(wǎng)絡(luò)，其目的是協(xié)作地感知、收集和處理傳感器網(wǎng)絡(luò)所覆蓋地理區(qū)域中感知對象的信息，并傳遞給觀察者。這種傳感器網(wǎng)絡(luò)集中了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)和無線通信技術(shù)，能協(xié)作地感知、監(jiān)測和收集各種環(huán)境下所感知對象的信息，通過對這些信息的協(xié)作式信息處理，獲得感知對象的準(zhǔn)確信息，然后通過Adhoc方式傳送給需要這些信息的用戶。
2、WSN的主要特點(diǎn)
作為一種新型網(wǎng)絡(luò)，相比傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有如下特點(diǎn)：
1)大面積的空間分布比如在軍事應(yīng)用方面，可以將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署在戰(zhàn)場上跟蹤敵人的軍事行動(dòng)，智能化的終端可以被大量裝在宣傳品、彈或炮彈殼中，在目標(biāo)地點(diǎn)撤落下去，形成大面積的監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)。
2)能源受限制網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電源是有限的，網(wǎng)絡(luò)大多工作在無人區(qū)或者對人體有傷害的惡劣環(huán)境中，幾乎不可能更換電源，這要求網(wǎng)絡(luò)功耗小，以延長網(wǎng)絡(luò)的壽命。而且要盡zui可能節(jié)省電源消耗。
3)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)配置，自動(dòng)識(shí)別節(jié)點(diǎn)包括自動(dòng)組網(wǎng)、對入網(wǎng)的終端進(jìn)行身份驗(yàn)證泐止非法用戶入侵。相對于那些布置在預(yù)先地點(diǎn)的傳感器網(wǎng)絡(luò)而言，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以借鑒Adhoc方式來配置，當(dāng)然前提是要有一套合適的通信協(xié)議保證網(wǎng)絡(luò)在無人干預(yù)的情況下自動(dòng)運(yùn)行。
4)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)管理和高度協(xié)作性在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)處理由節(jié)點(diǎn)自身完成，以數(shù)據(jù)為中心的特性是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的又一特點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)僅知道自己鄰近節(jié)點(diǎn)的位置和標(biāo)識(shí)，傳感器網(wǎng)絡(luò)通過相鄰節(jié)點(diǎn)之間的相互協(xié)作來進(jìn)行信號(hào)處理和通信，具有很強(qiáng)的協(xié)作性。
5)傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化快傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的特點(diǎn)使得傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化很快，這對網(wǎng)絡(luò)各種算法的有效性提出了挑戰(zhàn)。此外，如果節(jié)點(diǎn)具備移動(dòng)能力，也有可能帶來網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渥兓?/div>
微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線通信和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，推動(dòng)了低成本、低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN(WirelessSensorNetwork)的發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究具有很廣泛的應(yīng)用前景：軍事偵察、環(huán)境科學(xué)、醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)應(yīng)用等。傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究是很有必要的。這里主要介紹無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，及在一些領(lǐng)域的應(yīng)用情況，并對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展情況進(jìn)行了展望。
1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一組傳感器以Adhoc方式組成的有線或者無線網(wǎng)絡(luò)，其目的是協(xié)作地感知、收集和處理傳感器網(wǎng)絡(luò)所覆蓋地理區(qū)域中感知對象的信息，并傳遞給觀察者。這種傳感器網(wǎng)絡(luò)集中了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)和無線通信技術(shù)，能協(xié)作地感知、監(jiān)測和收集各種環(huán)境下所感知對象的信息，通過對這些信息的協(xié)作式信息處理，獲得感知對象的準(zhǔn)確信息，然后通過Adhoc方式傳送給需要這些信息的用戶。
2、WSN的主要特點(diǎn)
作為一種新型網(wǎng)絡(luò)，相比傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有如下特點(diǎn)：
1)大面積的空間分布比如在軍事應(yīng)用方面，可以將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署在戰(zhàn)場上跟蹤敵人的軍事行動(dòng)，智能化的終端可以被大量裝在宣傳品、彈或炮彈殼中，在目標(biāo)地點(diǎn)撤落下去，形成大面積的監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)。
2)能源受限制網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電源是有限的，網(wǎng)絡(luò)大多工作在無人區(qū)或者對人體有傷害的惡劣環(huán)境中，幾乎不可能更換電源，這要求網(wǎng)絡(luò)功耗小，以延長網(wǎng)絡(luò)的壽命。而且要盡zui可能節(jié)省電源消耗。
3)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)配置，自動(dòng)識(shí)別節(jié)點(diǎn)包括自動(dòng)組網(wǎng)、對入網(wǎng)的終端進(jìn)行身份驗(yàn)證泐止非法用戶入侵。相對于那些布置在預(yù)先地點(diǎn)的傳感器網(wǎng)絡(luò)而言，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以借鑒Adhoc方式來配置，當(dāng)然前提是要有一套合適的通信協(xié)議保證網(wǎng)絡(luò)在無人干預(yù)的情況下自動(dòng)運(yùn)行。
4)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)管理和高度協(xié)作性在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)處理由節(jié)點(diǎn)自身完成，以數(shù)據(jù)為中心的特性是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的又一特點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)僅知道自己鄰近節(jié)點(diǎn)的位置和標(biāo)識(shí)，傳感器網(wǎng)絡(luò)通過相鄰節(jié)點(diǎn)之間的相互協(xié)作來進(jìn)行信號(hào)處理和通信，具有很強(qiáng)的協(xié)作性。
5)傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化快傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的特點(diǎn)使得傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化很快，這對網(wǎng)絡(luò)各種算法的有效性提出了挑戰(zhàn)。此外，如果節(jié)點(diǎn)具備移動(dòng)能力，也有可能帶來網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渥兓?/div>
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