1、簡(jiǎn)介編輯介紹

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸三種功能。它與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)共同構(gòu)成信息技術(shù)的三大支柱。

　　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network, WSN）是由大量的靜止或移動(dòng)的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，以協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)被感知對(duì)象的信息，

　　并最終把這些信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)的所有者。

　　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的眾多類型的傳感器，可探測(cè)包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、土壤成分、移動(dòng)物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多樣的現(xiàn)象。潛在的應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為: 軍事、航空、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。[1]定義

　　WSN是wireless sensor network的簡(jiǎn)稱，即無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

　　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對(duì)象和觀察者構(gòu)成了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)要素[2]。

　　著微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanism System，MEMS）、片上系統(tǒng)（SOC，System on Chip）、無(wú)線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，孕育出無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，WSN），并以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點(diǎn)帶來(lái)了信息感知的一場(chǎng)變革。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。

　　很多人都認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)的重要性可與因特網(wǎng)相媲美：正如因特網(wǎng)使得計(jì)算機(jī)能夠訪問各種數(shù)字信息而可以不管其保存在什么地方，傳感器網(wǎng)絡(luò)將能擴(kuò)展人們與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行遠(yuǎn)程交互的能力。它甚至被人稱為一種全新類型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這就是因?yàn)樗鼌^(qū)別于過去硬件的可到處散布的特點(diǎn)以及集體分析能力。然而從很多方面來(lái)說，現(xiàn)在的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)就如同遠(yuǎn)在1970年的因特網(wǎng)，那時(shí)因特網(wǎng)僅僅連接了不到200所大學(xué)和軍事實(shí)驗(yàn)室，并且研究者還在試驗(yàn)各種通訊協(xié)議和尋址方案。而現(xiàn)在，大多數(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)只連接了不到100個(gè)節(jié)點(diǎn)，更多的節(jié)點(diǎn)以及通訊線路會(huì)使其變得十分復(fù)雜難纏而無(wú)法正常工作。另外一個(gè)原因是單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的價(jià)格目前還并不低廉，而且電池壽命在最好的情況下也只能維持幾個(gè)月。不過這些問題并不是不可逾越的，一些無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品已經(jīng)上市，并且具備引人入勝的功能的新產(chǎn)品也會(huì)在幾年之內(nèi)出現(xiàn)。

　　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的眾多類型的傳感器，可探測(cè)包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、土壤成分、移動(dòng)物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多樣的現(xiàn)象。基于MEMS的微傳感技術(shù)和無(wú)線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)賦予了廣闊的應(yīng)用前景。這些潛在的應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為:軍事、航空、反恐、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。

2、發(fā)展歷史

　　中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟認(rèn)為，傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程分為以下三個(gè)階段：傳感器→無(wú)線傳感器→無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（大量微型、低成本、低功耗的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)）

　　第一階段:最早可以追溯至越戰(zhàn)時(shí)期使用的傳統(tǒng)的傳感器系統(tǒng)。當(dāng)年美越雙方在密林覆蓋的“胡志明小道”進(jìn)行了一場(chǎng)血腥較量，“胡志明小道”是胡志明部隊(duì)向南方游擊隊(duì)輸送物資的秘密通道，美軍對(duì)其進(jìn)行了狂轟濫炸，但效果不大。后來(lái)，美軍投放了2萬(wàn)多個(gè)“熱帶樹”傳感器。“熱帶樹”實(shí)際上是由震動(dòng)和聲響傳感器組成的系統(tǒng)，它由飛機(jī)投放，落地后插入泥土中，只露出偽裝成樹枝的無(wú)線電天線，因而被稱為“熱帶樹”。只要對(duì)方車隊(duì)經(jīng)過，傳感器探測(cè)出目標(biāo)產(chǎn)生的震動(dòng)和聲響信息，自動(dòng)發(fā)送到指揮中心，美機(jī)立即展開追殺，總共炸毀或炸壞4.6萬(wàn)輛卡車。

　　第二階段:二十世紀(jì)80年代至90年代之間。主要是美軍研制的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、海軍協(xié)同交戰(zhàn)能力系統(tǒng)、遠(yuǎn)程戰(zhàn)場(chǎng)傳感器系統(tǒng)等。這種現(xiàn)代微型化的傳感器具備感知能力、計(jì)算能力和通信能力。 因此在1999年，商業(yè)周刊將傳感器網(wǎng)絡(luò)列為21世紀(jì)最具影響的21項(xiàng)技術(shù)之一 。

　　第三階段:21世紀(jì)開始至今，也就是9·11事件之后。這個(gè)階段的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)在于網(wǎng)絡(luò)傳輸自組織、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)低功耗。除了應(yīng)用于反恐活動(dòng)以外，在其它領(lǐng)域更是獲得了很好的應(yīng)用，所以2002年美國(guó)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室－－橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室提出了“網(wǎng)絡(luò)就是傳感器”的論斷。

　　由于無(wú)線傳感網(wǎng)在國(guó)際上被認(rèn)為是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的第二大網(wǎng)絡(luò)，2003年美國(guó)《技術(shù)評(píng)論》雜志評(píng)出對(duì)人類未來(lái)生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的十大新興技術(shù)，傳感器網(wǎng)絡(luò)被列為第一 。

　　在現(xiàn)代意義上的無(wú)線傳感網(wǎng)研究及其應(yīng)用方面，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)缀跬絾?dòng)，它已經(jīng)成為我國(guó)信息領(lǐng)域位居世界前列的少數(shù)方向之一。在2006年我國(guó)發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，為信息技術(shù)確定了三個(gè)前沿方向，其中有兩項(xiàng)就與傳感器網(wǎng)絡(luò)直接相關(guān)，這就是智能感知和自組網(wǎng)技術(shù)。當(dāng)然，傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也是符合計(jì)算設(shè)備的演化規(guī)律。

3、特點(diǎn)

　　大規(guī)模

　　為了獲取精確信息，在監(jiān)測(cè)區(qū)域通常部署大量傳感器節(jié)點(diǎn)，可能達(dá)到成千上萬(wàn)，甚至更多。傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模性包括兩方面的含義：一方面是傳感器節(jié)點(diǎn)分布在很大的地理區(qū)域內(nèi)，如在原始大森林采用傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行森林防火和環(huán)境監(jiān)測(cè)，需要部署大量的傳感器節(jié)點(diǎn)；另一方面，傳感器節(jié)點(diǎn)部署很密集，在面積較小的空間內(nèi)，密集部署了大量的傳感器節(jié)點(diǎn)。

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模性具有如下優(yōu)點(diǎn)：通過不同空間視角獲得的信息具有更大的信噪比；通過分布式處理大量的采集信息能夠提高監(jiān)測(cè)的精確度，降低對(duì)單個(gè)節(jié)點(diǎn)傳感器的精度要求；大量冗余節(jié)點(diǎn)的存在，使得系統(tǒng)具有很強(qiáng)的容錯(cuò)性能；大量節(jié)點(diǎn)能夠增大覆蓋的監(jiān)測(cè)區(qū)域，減少洞穴或者盲區(qū)。

　　自組織

　　在傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，通常情況下傳感器節(jié)點(diǎn)被放置在沒有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的地方，傳感器節(jié)點(diǎn)的位置不能預(yù)先精確設(shè)定，節(jié)點(diǎn)之間的相互鄰居關(guān)系預(yù)先也不知道，如通過飛機(jī)播撒大量傳感器節(jié)點(diǎn)到面積廣闊的原始森林中，或隨意放置到人不可到達(dá)或危險(xiǎn)的區(qū)域。這樣就要求傳感器節(jié)點(diǎn)具有自組織的能力，能夠自動(dòng)進(jìn)行配置和管理，通過拓?fù)淇刂茩C(jī)制和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議自動(dòng)形成轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

　　在傳感器網(wǎng)絡(luò)使用過程中，部分傳感器節(jié)點(diǎn)由于能量耗盡或環(huán)境因素造成失效，也有一些節(jié)點(diǎn)為了彌補(bǔ)失效節(jié)點(diǎn)、增加監(jiān)測(cè)精度而補(bǔ)充到網(wǎng)絡(luò)中，這樣在傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)就動(dòng)態(tài)地增加或減少，從而使網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨之動(dòng)態(tài)地變化。傳感器網(wǎng)絡(luò)的自組織性要能夠適應(yīng)這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化。

　　動(dòng)態(tài)性

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可能因?yàn)橄铝幸蛩囟淖儯孩侪h(huán)境因素或電能耗盡造成的傳感器節(jié)點(diǎn)故障或失效；②環(huán)境條件變化可能造成無(wú)線通信鏈路帶寬變化，甚至?xí)r斷時(shí)通；③傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器、感知對(duì)象和觀察者這三要素都可能具有移動(dòng)性；④新節(jié)點(diǎn)的加入。這就要求傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要能夠適應(yīng)這種變化，具有動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)可重構(gòu)性。

　　可靠性

　　WSN特別適合部署在惡劣環(huán)境或人類不宜到達(dá)的區(qū)域，節(jié)點(diǎn)可能工作在露天環(huán)境中，遭受日曬、風(fēng)吹、雨淋，甚至遭到人或動(dòng)物的破壞。傳感器節(jié)點(diǎn)往往采用隨機(jī)部署，如通過飛機(jī)撒播或發(fā)射炮彈到指定區(qū)域進(jìn)行部署。這些都要求傳感器節(jié)點(diǎn)非常堅(jiān)固，不易損壞，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境條件。

　　由于監(jiān)測(cè)區(qū)域環(huán)境的限制以及傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)目巨大，不可能人工“照顧”每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)十分困難甚至不可維護(hù)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信保密性和安全性也十分重要，要防止監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)被盜取和獲取偽造的監(jiān)測(cè)信息。因此，傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟硬件必須具有魯棒性和容錯(cuò)性。

　　以數(shù)據(jù)為中心

　　互聯(lián)網(wǎng)是先有計(jì)算機(jī)終端系統(tǒng)，然后再互聯(lián)成為網(wǎng)絡(luò)，終端系統(tǒng)可以脫離網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立存在。在互聯(lián)網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用網(wǎng)絡(luò)中惟一的IP地址標(biāo)識(shí)，資源定位和信息傳輸依賴于終端、路由器、服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP地址。如果想訪問互聯(lián)網(wǎng)中的資源，首先要知道存放資源的服務(wù)器IP地址?？梢哉f現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)以地址為中心的網(wǎng)絡(luò)。

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)是任務(wù)型的網(wǎng)絡(luò)，脫離傳感器網(wǎng)絡(luò)談?wù)搨鞲衅鞴?jié)點(diǎn)沒有任何意義。傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)采用節(jié)點(diǎn)編號(hào)標(biāo)識(shí)，節(jié)點(diǎn)編號(hào)是否需要全網(wǎng)惟一取決于網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的設(shè)計(jì)。由于傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署，構(gòu)成的傳感器網(wǎng)絡(luò)與節(jié)點(diǎn)編號(hào)之間的關(guān)系是完全動(dòng)態(tài)的，表現(xiàn)為節(jié)點(diǎn)編號(hào)與節(jié)點(diǎn)位置沒有必然聯(lián)系。用戶使用傳感器網(wǎng)絡(luò)查詢事件時(shí)，直接將所關(guān)心的事件通告給網(wǎng)絡(luò)，而不是通告給某個(gè)確定編號(hào)的節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)在獲得指定事件的信息后匯報(bào)給用戶。這種以數(shù)據(jù)本身作為查詢或傳輸線索的思想更接近于自然語(yǔ)言交流的習(xí)慣。所以通常說傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)。

　　例如，在應(yīng)用于目標(biāo)跟蹤的傳感器網(wǎng)絡(luò)中，跟蹤目標(biāo)可能出現(xiàn)在任何地方，對(duì)目標(biāo)感興趣的用戶只關(guān)心目標(biāo)出現(xiàn)的位置和時(shí)間，并不關(guān)心哪個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到目標(biāo)。事實(shí)上，在目標(biāo)移動(dòng)的過程中，必然是由不同的節(jié)點(diǎn)提供目標(biāo)的位置消息。

　　集成化

　　傳感器節(jié)點(diǎn)的功耗低，體積小，價(jià)格便宜，實(shí)現(xiàn)了集成化。其中，微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的快速發(fā)展為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)上述功能提供了相應(yīng)的技術(shù)條件，在未來(lái)，類似“灰塵”的傳感器節(jié)點(diǎn)也將會(huì)被研發(fā)出來(lái)。

　　具有密集的節(jié)點(diǎn)布置

　　在安置傳感器節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)，布置有數(shù)量龐大的傳感器節(jié)點(diǎn)。通過這種布置方式可以對(duì)空間抽樣信息或者多維信息進(jìn)行捕獲，通過相應(yīng)的分布式處理，即可實(shí)現(xiàn)高精度的目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別。另外，也可以降低單個(gè)傳感器的精度要求。密集布設(shè)節(jié)點(diǎn)之后，將會(huì)存在大多的冗余節(jié)點(diǎn)，這一特性能夠提高系統(tǒng)的容錯(cuò)性能，對(duì)單個(gè)傳感器的要求得到了大大降低。最后，適當(dāng)將其中的某些節(jié)點(diǎn)進(jìn)行休眠調(diào)整，還可以延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。

　　協(xié)作方式執(zhí)行任務(wù)

　　這種方式通常包括協(xié)作式采集、處理、存儲(chǔ)以及傳輸信息。通過協(xié)作的方式，傳感器的節(jié)點(diǎn)可以共同實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)象的感知，得到完整的信息。這種方式可以有效克服處理和存儲(chǔ)能力不足的缺點(diǎn)，共同完成復(fù)雜任務(wù)的執(zhí)行。在協(xié)作方式下，傳感器之間的節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，可以通過多跳中繼轉(zhuǎn)發(fā)，也可以通過多節(jié)點(diǎn)協(xié)作發(fā)射的方式進(jìn)行.

　　自組織方式

　　之所以采用這種工作方式，是由無(wú)線傳感器自身的特點(diǎn)決定的。由于事先無(wú)法確定無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的位置，也不能明確它與周圍節(jié)點(diǎn)的位置關(guān)系，同時(shí)，有的節(jié)點(diǎn)在工作中有可能會(huì)因?yàn)槟芰坎蛔愣バв茫瑒t另外的節(jié)點(diǎn)將會(huì)補(bǔ)充進(jìn)來(lái)彌補(bǔ)這些失效的節(jié)點(diǎn)，還有一些節(jié)點(diǎn)被調(diào)整為休眠狀態(tài)，這些因素共同決定了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)性。這種自組織工作方式主要包括：自組織通信，自調(diào)度網(wǎng)絡(luò)功能以及自管理網(wǎng)絡(luò)等。

　　無(wú)線傳感器

　　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)的喚醒方式有以下幾種：

　?。?）全喚醒模式：這種模式下，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)喚醒，探測(cè)并跟蹤網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的目標(biāo)，雖然這種模式下可以得到較高的跟蹤精度，然而是以網(wǎng)絡(luò)能量的消耗巨大為代價(jià)的。

　?。?）隨機(jī)喚醒模式：這種模式下，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)由給定的喚醒概率p隨機(jī)喚醒。

　?。?）由預(yù)測(cè)機(jī)制選擇喚醒模式：這種模式下，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)根據(jù)跟蹤任務(wù)的需要，選擇性的喚醒對(duì)跟蹤精度收益較大的節(jié)點(diǎn)，通過本拍的信息預(yù)測(cè)目標(biāo)下一時(shí)刻的狀態(tài)，并喚醒節(jié)點(diǎn)。

　?。?）任務(wù)循環(huán)喚醒模式：這種模式下，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)周期性的出于喚醒狀態(tài)，這種工作模式的節(jié)點(diǎn)可以與其他工作模式的節(jié)點(diǎn)共存，并協(xié)助其他工作模式的節(jié)點(diǎn)工作。

　　其中由預(yù)測(cè)機(jī)制選擇喚醒模式可以獲得較低的能耗損耗和較高的信息收益。

　　功能

　　WSN并不界定網(wǎng)路型態(tài)，也就是可以是star、mesh、P2P或綜合以上型態(tài)的網(wǎng)路，但都一定具備下列的功能：

　　1. Sensors/microcontroller：偵測(cè)、搜集以及處理環(huán)境中的資料，例如偵測(cè)溫度、濕度等等。

　　2. Radio frequency：節(jié)點(diǎn)或gateway用以收發(fā)資料。

　　3. Software：包含在節(jié)點(diǎn)端的嵌入式系統(tǒng)以及使用者端的管理程式，軟體確保資料感測(cè)的功能進(jìn)行順利以及提供容易閱讀的介面。

　　應(yīng)用相關(guān)

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)用來(lái)感知客觀物理世界，獲取物理世界的信息量?？陀^世界的物理量多種多樣，不可窮盡。不同的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用關(guān)心不同的物理量，因此對(duì)傳感器的應(yīng)用系統(tǒng)也有多種多樣的要求。

　　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

　　不同的應(yīng)用對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的要求不同，其硬件平臺(tái)、軟件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議必然會(huì)有很大差別。所以傳感器網(wǎng)絡(luò)不能像因特網(wǎng)一樣，有統(tǒng)一的通信協(xié)議平臺(tái)。對(duì)于不同的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用雖然存在一些共性問題，但在開發(fā)傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，更關(guān)心傳感器網(wǎng)絡(luò)的差異。只有讓系統(tǒng)更貼近應(yīng)用，才能做出最高效的目標(biāo)系統(tǒng)。針對(duì)每一個(gè)具體應(yīng)用來(lái)研究傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這是傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的顯著特征。

　　無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)有著許多不同的應(yīng)用。在工業(yè)界和商業(yè)界中，它用于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，而如果使用有線傳感器，則成本較高且實(shí)現(xiàn)起來(lái)困難。無(wú)線傳感器可以長(zhǎng)期放置在荒蕪的地區(qū)，用于監(jiān)測(cè)環(huán)境變量，而不需要將他們重新充電再放回去。

　　無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用包括視頻監(jiān)視，交通監(jiān)視，航空交通控制，機(jī)器人學(xué),汽車，家居健康監(jiān)測(cè)和工業(yè)自動(dòng)化。在環(huán)境監(jiān)控中一個(gè)典型的應(yīng)用就是傳感網(wǎng)（Sensor Web，或SW）。傳感器網(wǎng)絡(luò)可以用來(lái)監(jiān)視有效利用電力，如日本的例子。

4、結(jié)構(gòu)

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常包括傳感器節(jié)點(diǎn)EndDevice、匯聚節(jié)點(diǎn)Router和管理節(jié)點(diǎn)Coordinator。

　　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)。

　　傳感器節(jié)點(diǎn)

　　處理能力、存儲(chǔ)能力和通信能力相對(duì)較弱，通過小容量電池供電。從網(wǎng)絡(luò)功能上看，每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)除了進(jìn)行本地信息收集和數(shù)據(jù)處理外，還要對(duì)其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和融合，并與其他節(jié)點(diǎn)協(xié)作完成一些特定任務(wù)。

　　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Internet 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(lái)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(wú)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的資源。

　　無(wú)線傳感器測(cè)距

　　在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，常用的測(cè)量節(jié)點(diǎn)間距離的方法主要有TOA（Time of Arrival），TDOA（Time Difference of Arrival）、超聲波、RSSI（Received Sig nalStrength Indicator）和TOF（Time of Light）等。