1、无线传感器网络姓名：学号：专业：学院： 无线传感器网络1、介绍：无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术，在现实生活中得到了越来越广泛的应用。随着通信技术、嵌入式技术、传感器技术的发展，传感器正逐渐向智能化、微型化、无线网络化发展1。目前，国内外主要研究无线传感器网络节点的低功耗硬件平台设计拓扑控制和网络协议、定位技术等。这种传感器网络综合了嵌入式技术、传感器技术、短程无线通信技术，有着广泛的应用。科技发展的脚步越来越快，人类已经置身于信息时代。而作为信息获取最重要和最基本的技术传感器技术，也得到了极大的发展。传感器信息获取技术已经从过去的单一化渐渐向集成化、微型化和网络化方向发展，并将会
2、带来一场信息革命。具有感知能力、计算能力和通信能力的无线传感器网络综合了传感器技术、嵌人式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，获得详尽而准确的信息，传送到需要这些信息的用户。 由于 WSN 的巨大应用价值，它已经引起了世界许多国家的军事部门、工业界和学术界的广泛关注，被广泛地应用于军事，工业过程控制、国家安全、环境监测等领域。 无线传感器网络是一个自组织的网络，如果一个全功能节点被激活，它就可能建立一个网络并把自己设为网络协调器，其它的普通节点可以申请加入该网络。这样就可以建成一个具有星型拓扑结构
3、的无线传感器网络。本文中的无线传感器网络支持超帧结构，网络协调器经过能量扫描、主动信道扫描后，按照设定的参数周期性的发送信标帧。普通节点首先经过能量扫描和被动信道扫描后，获取信标帧中包含网络特征的参数，如信标序号、超帧序号和网络标号等。通过同步请求与网络协调器同步，再通过匹配请求与网络协调器关联。在与网络协调器关联的过程中，网络协调器为每个请求关联的普通节点分配 16 位的短地址。这样在以后的数据传送中就可以用短地址进行通信，提高通信效率、降低发射中的能量消耗，从而延长网络的使用寿命。2、国内发展动态无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等多
4、种领域，是当前计算机网络研究的热点。如果说 Internet 构成了逻辑上的信息世界，改变了人与人之间的沟通方式，那么，无线传感器网络就是将逻辑上的信息世界与客观上的物理世界融合在一起，改变人类与自然界的交互方式。人们可以通过传感网络直接感知客观世界，从而极大地扩展现有网络的功能和人类认识世界的能力。近年来，故障监测与诊断技术迅速发展，并在机械、化工、电力、航天、核能等多个领域取得了大量的应用成果。图 无线传感器网络应用领域总结：1、硬件资源有限。WSN 节点采用嵌入式处理器和存储器，计算能力和存储能力十分有限。所以，需要解决如何在有限计算能力的条件下进行协作分布式信息处理的难题。 2、电源容
5、量有限。为了测量真实世界的具体值,各个节点会密集地分布于待测区域内,人工补充能量的方法已经不再适用。每个节点都要储备可供长期使用的能量,或者自己从外汲取能量（太阳能）。当自身携带的电池的能量耗尽，往往被废弃，甚至造成网络的中断。所以，任何 WSN 技术和协议的研究都要以节能为前提。 3、无中心。在无线传感器网络中,所有节点的地位都是平等的,没有预先指定的中心, 是一个对等式网络。各节点通过分布式算法来相互协调,在无人值守的情况下,节点就能自动组织起一个测量网络。而正因为没有中心,网络便不会因为单个节点的脱离而受到损害。节点可以随时加入或离开网络，任何节点的故障不会影响整个网络的运行，具有很强的
6、抗毁性。 4、传输能力的有限性。无线传感器网络通过无线电波进行数据传输,虽然省去了布线的烦恼,但是相对于有线网络,低带宽则成为它的天生缺陷。同时,信号之间还存在相互干扰,信号自身也在不断地衰减,诸如此类。不过因为单个节点传输的数据量并不算大,这个缺点还是能忍受的。 5、安全性的问题。无线信道、有限的能量,分布式控制都使得无线传感器网络更容易受到攻击。被动窃听、主动入侵、拒绝服务则是这些攻击的常见方式。因此,安全性在网络的设计中至关重要。在实际运用中，只要对具体的传感器进行更换，就可以适用于各种各样的传感器网络。由于无线传感器系统组网灵活，采用模块化的设计，故具有很好的移植性和扩展性，随着人们生
7、活水平的提高，此系统在未来交通监控领域有着广阔的应用前景。在未来交通监控领域、智能家电、家庭环境的智能调节上有着广阔的前景。需要解决的问题 ：就目前的技术水平来说，让无线传感器网正常运行并大量投入使用还面临着许多问题： 1网络内通信问题。无线传感器网络内正常通信联系中，信号可能被一些障碍物或其他电子信号干扰而受到影响，怎么安全有效的进行通信是个有待研究的问题。 2成本问题。在一个无线传感器网络里面，需要使用数量庞大的微型传感器，这样的话成本会制约其发展。 3系统能量供应问题。目前主要的解决方案有：使用高能电池；降低传感功率；此外还有传感器网络的自我能量收集技术和电池无线充电技术。其中后两者备受
8、关注。 4高效的无线传感器网络结构。无线传感器网络的网络结构是组织无线传感器的成网技术，有多种形态和方式，合理的无线传感器网络可以最大限度的利用资源。在这里面，还包括网络安全协议问题和大规模传感器网络中的节点移动性管理等诸多问题有待解决。 总之，无线传感器网络应用前景非常诱人。无线传感器网络（WSN ）被认为是影响人类未来生活的重要技术之一，这一新兴技术为人们提供了一种全新的获取信息、处理信息的途径。由于 WSN 本身的特点，使得它与现有的传统网络技术之间存在较大的区别，给人们提出了很多新的挑战。由于 WSN 对国家和社会意义重大，国内外对于 WSN 的研究正热烈开展，希望能够引起测控领域对这
9、一新兴技术的重视，推动对这一具有国家战略意义的新技术的研究、应用和发展。6 参考文献1 孙利民，李建中，陈渝，等.无线传感器网络M.北京：清华大学出版社，2005：32162 孙永进，孙雨耕，房朝晖.无线传感器网络的连通与覆盖J.天津大学学报，2005，38(1)： 142173 GJPottie，WJKaiser.Wireless integrated network sensor C.In： communication soft he ACM，2000；43(5)：51-54 任丰原，黄海宁，林闯.无线传感器网络J.软件学报 2003；14(7)：1282-12915 孙利民，李建中，陈渝、朱红松。无线传感器网络M。北京:清华大学出版社，2008: 3
