无线传感器网络综述00473

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1、万方数据嚣墓4銎。．型坠坚竺型!叁簦叠坐竺坚竺竺!窭鲨苎!!堂兰!塑!!!堂竺!!!!!型!!!竺竺!竺竺堕!竺!!竖竺堡————————————!竺!-!竺无线传感器网络综述马祖长1一，孙怡宁1，梅涛1(1中科院台肥智能机械研究所，安徽台肥23∞3I{2中国科学技术大学精密仪器系，安徽台肥230026)摘要：简要介绍了无线传感器网络体系结构、特点和应用领域。总结了无线传感器网络媒体访问控制协议、节能路由算法和节点定位的研究成果，探讨了存在的问题和今后发展的方向。关键词：无线传感器网络；综述；MAc协议；多跳

2、路由：节点定位中图分类号：TN919．2文献标识码：A文章编号：1000_436X(2004)04‘0114一llSurveyOnwirelesssensorsnetworkMAZu-ch柚912，SUNYi_nin91，MEITa01(1lnnofIn讪igcntM啦hi肿s．Cm腑seAcademy0fsdc㈣，Hefei23(啪1，chma；2．D唧tof№jsionM踮hineryandIns㈣I怵ion，umvcⅡ时0fscience卸dTechndogyofcmn^Hcfci23(K比6，(勘i艄

3、)Abst聃d：Thearchitecture．charactedsncsand8ppIic拒oⅡf弑dsofwi州esssensorsnetwoIkaIebdcnyin删uced．SomehOtspotsincluding眦diaacccsscontmlpmtocols，pow*awarcroutingschemes趾dnodesloc撕ona陀p陀跎ntedindetail．Openjs鲫esandd“elopnlentintends0fsenso撂networkarealsodiscussed．Keyw

4、ords：wireIesssensorsnetwork：su“ey；MACp眦ocols；mulb—b印姒lnng；nodes10cation1简介无线传感器网络是一种特殊的Ad-hoc网络【1J，可应用于布线和电源供给困难的区域、人员不能到达的区域(如受到污染、环境不能被破坏或敌对区域)和一些I临时场合(如发生自然灾害时，固定通信网络被破坏)等。它不需要固定网络支持，具有快速展开，抗毁性强等特点，可广泛应用于军事、工业、交通、环保等领域，引起了人们广泛关注。无线传感器网络典型工作方式如下：使用飞行器将大量传

5、感器节点(数量从几百到几千个)抛撒到感兴趣区域，节点通过自组织快速形成一个无线网络。节点既是信息的采集和发出者，也充当信息的路由者，采集的数据通过多跳路由到达网关。网关(一些文献也称为sinknode)是一个特殊的节点，可以通过Intemet、移动通信网络、卫星等与监控中心通信。也可以利用无人机飞越网络上空，通过网关采集数据。目前无线传感器网络尚处于研究阶段，为了加快其实用化进程，国外建设了很多演示系统，相关的理论研究成果也很多。近年来，国内一些科研院所和高校也开展了无线传感器网络理论和应用的研究，从可以获得

6、的文献资料来看，基本处于起步阶段。收稿日期：2003-08-18；修订日期：2004-02—03万方数据第4期马祖长等：无线传感器网络综述本文介绍了无线传感器网络体系结构、特点、应用领域以及传感器节点的硬件组成，分析了无线传感器网络的物理层、数据链路层、网络层、传输层协议和节点定位算法的研究现状，最后初步探讨了无线传感器网络领域内存在的问题和发展方向。2无线传感器网络体系结构无线传感器网络典型的体系结构如闵l所示。节点具有传感、信号处理和无线通信功能，它们既是信息包的发起者，也是信息包的转发者。通过网络自组织

7、和多跳路由，将数据向网关发送。网关可以使用多种方式与外部网络通信，如Intemet、卫星或移动通信网络等等，大规模的应用可能使用多个网关。节点由于受到体积、价格和电源供给等因素的限制，通信距离较短，只能与自己通信范围内的邻居交换数据。要访问通信范围以外的节点，必须使用多跳路由。为r保证网络内大多数节点都可以与网关建立无线链路，节点的分布要相当的密集。／二一_6～、乱、o。o＼o、o检测区域传感器节点图1无线传感器睡络通信体系结构圈在不同的应用中，传感器节点设计也各不相同，但是它们的基本结构是一样的。节点的典型

8、硬件结构如图2所示，主要包括电池及电源管理电路、传感器、信号调理电路、AD转换器件、存储器、微处理器和射频模块等。节点采用电池供电，一旦电源耗尽，节点就失去了工作能力。为了虽大限度的节约电源，在硬件设计方面，要尽量采用低功耗器件，在没有通信任务的时候，切断射频部分电源；在软件设计方面，各层通信协议都应该以节能为中心，必要时可以牺牲其他的一些网络性能指标，以获得更高的电源效率。图2无线传感嚣网络节点结