对无线传感器网络的基本认识.doc

网络传感器是以嵌入式微处理器为核心，集成了传感器、信号处理器和网络接口的新一代传感器。与过去孤立、单一功能、单一检测对象的传统工业传感器相比，当前的很多传感器产品已经具备了一定的智能和联网能力。在网络传感器中，采用嵌入式技术和集成技术，使传感器的体积减小，抗干扰性能和可靠性提高。微处理器的引入，使网络化传感器成为硬件和软件的结合体，根据输入信号进行判断、决策、自动修正和补偿，提高了控制系统的实时性和可靠性。 通过对相关资料的了解，我对无线传感器网络这一方向有了一些基本的认识。我将暑假里阅读的资料作了基本的分类处理： 1.网络路由算法研究 2.数据管理和通信技术 3.网络节点设计 5.网络安全问题 6.无线网络的节能问题 7.具体的应用和设计实例 每篇论文的研究重点和创新点都体现在它们的引言和结束语之中。有些基本的技术标准如ZigBee、Wi-Fi和Bluetooth，各种路由算法，网络的拓扑方式和网络中信息的传递和分析，这些都是以后学习和工程实践的基本内容和任务。 以下是我对无线网络传感器的基本了解。 一、无线网络传感器网络节点结构与体系结构 无线传感器网络由许多个功能相同或不同的无线传感器节点组成的以数据为中心的无线自组织网络。每一个传感器节点由感应模块、数据处理和控制模块、通信模块和电源模块等组成。 无线网络传感器通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。传感器节点通常通过无人飞行器、火箭等撒播，也可以通过人工布置的方式完成，以自组织形式构成网络。各节点收集数据，并将数据通过多跳中继的方式路由至汇聚节点，最终借助长距离或者临时建立的Sink链路将整个区域内的数据传送到远程中心进行集中处理。 二、无线网络传感器网络的特点 无线传感器网络一般是为了某个特定的需要而设计的，有着独特的体系结构和应用背景，使它具有不同于传统网络的诸多特点。 网络自组织性 无线网络传感器可以在任何时间、任何地点不需要任何基础网络设施的支持下，由传感器节点本身自组织形成网络，包括网络的运行、维护、管理等完全在网络内部实现。 网络拓扑结构比较稳定 一般网络中的拓扑变化主要由节点的移动造成的，而无线传感器网络中的拓扑结构变化主要由于可移动节点的移动和节点能量的耗尽造成的。 容错性、功能局限性 对于无线传感器网络，节点数目多，安全性比较差，因此整个网络具有容错性；节点能量主要靠电池，但受到体积的限制，使得节点的计算能力、存储空间等局限性表现非常突出。 网络分布式特性 基站节点与传感器节点体现了使用集中式的控制结构，但是各个传感器节点之间，是一种无中心的分布式控制网络。 安全性问题严重 由于采用无线信道、有限电源、分布式控制等技术，网络主机更加容易受到被动窃听、主动入侵、拒绝服务、剥夺睡眠、伪造等形式的各种网络攻击，而且传感器节点往往直接暴露在外面，安全性很差。 无线传感器网络的关键技术 节点定位 位置信息对于无线传感器网络应用至关重要，没有位置信息的数据毫无意义。大多节点定位分为两个阶段：第一，测量未知节点到附近已知节点的距离：第二，通过这些参考距离，利用数学方法对未知节点位置进行计算。 时间同步 时间同步的基本思想是：节点以自己的时钟记录事件，随后用第三方广播的基准时间加以校正。这种同步机制应用在确定来自不同节点的监测事件的先后关系时有足够的精度。 路由技术 在无线传感器网络的体系结构中，网络层的路由技术是组网的基础，是无线传感器网络通信层的核心技术，非常重要。路由技术负责将数据分组从源节点通过网络发到目的节点，主要功能是寻找源节点和目的节点间的最优化路径，并将数据分组沿着优化路径正确转发。 数据管理和数据融合 数据融合是一种减少传输数据量，节省能量的策略 ，数据管理是为了针对无线传感器网络的物理资源受限的特点而采用的特定数据管理措施 。二者都是面向具体应用的，只有面向具体应用需求设计具体的数据融合算法和数据管理策略才可以最大限度的提高效率、节省能量。 网络安全 安全技术可以保证无线传感器网络各层正常和正确的运行，对于其它方面，以至于整个网络都有很重要的作用，其中对于保证数据新鲜性和有效性方面表现 最为明显。目前，无线传感器网络安全主要集中在密匙管理、身份认证和数据加密方法、安全路由协议和隐私问题。 无线传感器网络的应用领域 虽然无线传感器网络的大规模商业应用，由于技术等方面的制约还有待时日，但是最近几年，随着计算成本的下降以及微处理器体积越来越小，已经为数不少的无线传感器网络开始投入使用。目前无线传感器网络的应用主要集中在以下领域： 环境的监测和保护 随着人们对于环境问题的关注程度越来越高，需要采集的环境数据也越来越多，无线传感器网络的出现为随机性的研究数据获取提供了便利，并且还可以避免传统数据收集方式给