WSN(wirelesssensornetworks)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò),是由大量的具有感知能力的傳感器節(jié)點(diǎn),通過自組織方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)。傳感器監(jiān)控不同位置的物理或環(huán)境狀況(比如溫度、聲音、振動(dòng)、壓力、運(yùn)動(dòng)或污染物)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展最初起源于戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等軍事應(yīng)用。而現(xiàn)今無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被應(yīng)用于很多民用領(lǐng)域,如環(huán)境與生態(tài)監(jiān)測(cè)、健康監(jiān)護(hù)、家居自動(dòng)化以及交通控制等。
一個(gè)典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)架構(gòu)包括分布式無線傳感器節(jié)點(diǎn)(群)、接收發(fā)送器匯聚節(jié)點(diǎn)、互聯(lián)網(wǎng)或通信衛(wèi)星和任務(wù)管理節(jié)點(diǎn)等,如下圖所示。大量傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)部或附近,能夠通過自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)沿著其他傳感器節(jié)點(diǎn)逐跳地進(jìn)行傳輸,在傳輸過程中監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可能被多個(gè)節(jié)點(diǎn)處理,經(jīng)過多跳后路由到匯聚節(jié)點(diǎn),最后通過互聯(lián)網(wǎng)或衛(wèi)星到達(dá)管理節(jié)點(diǎn)。用戶通過管理節(jié)點(diǎn)對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置和管理,發(fā)布監(jiān)測(cè)任務(wù)以及收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中主要包含兩類節(jié)點(diǎn):
傳感器節(jié)點(diǎn):具有感知和通信功能的節(jié)點(diǎn),在傳感器網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)監(jiān)控目標(biāo)區(qū)域并獲取數(shù)據(jù),以及完成與其他傳感器節(jié)點(diǎn)的通信,能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理。
Sink節(jié)點(diǎn):又稱為基站節(jié)點(diǎn),負(fù)責(zé)匯總由傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的數(shù)據(jù),并作進(jìn)一步數(shù)據(jù)融合以及其他操作,最終把處理好的數(shù)據(jù)上傳至互聯(lián)網(wǎng)。

匯聚節(jié)點(diǎn)
匯聚節(jié)點(diǎn)的處理能力、存儲(chǔ)能力和通信能力相對(duì)較強(qiáng),它是連接傳感器網(wǎng)絡(luò)與Intemet等外部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān),實(shí)現(xiàn)兩種協(xié)議間的轉(zhuǎn)換,同時(shí)向傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)布來自管理節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)任務(wù),并把WSN收集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到外部網(wǎng)絡(luò)上。匯聚節(jié)點(diǎn)既可以是一個(gè)具有增強(qiáng)功能的傳感器節(jié)點(diǎn),有足夠的能量供給和更多的、Flash和SRAM中的所有信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中,通過匯編軟件,可很方便地把獲取的信息轉(zhuǎn)換成匯編文件格式,從而分析出傳感節(jié)點(diǎn)所存儲(chǔ)的程序代碼、路由協(xié)議及密鑰等機(jī)密信息,同時(shí)還可以修改程序代碼,并加載到傳感節(jié)點(diǎn)中。
管理節(jié)點(diǎn)
管理節(jié)點(diǎn)用于動(dòng)態(tài)地管理整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò):傳感器網(wǎng)絡(luò)的所有者通過管理節(jié)點(diǎn)訪問無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的資源。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
三種常見拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
星型拓?fù)洌壕哂薪M網(wǎng)簡(jiǎn)單、成本低;但網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍小,一旦sink節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障,所有與sink節(jié)點(diǎn)連接的傳感器節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)中心的通信都將中斷。星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組網(wǎng)時(shí),電池的使用壽命較長(zhǎng)。
網(wǎng)狀拓?fù)洌壕哂薪M網(wǎng)可靠性高、覆蓋范圍大的優(yōu)點(diǎn),但電池使用壽命短、管理復(fù)雜。
樹狀拓?fù)洌壕哂行切魏途W(wǎng)狀拓?fù)涞囊恍┨攸c(diǎn),既保證了網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大,同時(shí)又不至于電池使用壽命過短,更加靈活、高效。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)
1.自組織性;2.以數(shù)據(jù)為中心;3.應(yīng)用相關(guān)性;4.動(dòng)態(tài)性;5.網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大;6.可靠性
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)被認(rèn)為是影響人類未來生活的重要技術(shù)之一,這一新興技術(shù)為人們提供了一種全新的獲取信息、處理信息的途徑。由于WSN本身的特點(diǎn),使得它與現(xiàn)有的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之間存在較大的區(qū)別,給人們提出了很多新的挑戰(zhàn)。
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