(最新)无线传感器网络学习报告

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1、无线传感器网络学习报告报告人:王娅2006年4月10/6/20211无线传感器网络学习报告无线网络的分类无线传感器网络的特征与体系结构无线传感器网络的工作原理无线传感器网络的路由协议提出我的研究思想10/6/20212无线网络的分类为了满足人们的通信要求，无线网络正越来越随深入我们的生活。随着通信技术、嵌入式计算技术、信息处理技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟，集数据采集、处理，数据传输、通信等一体的无线传感器网络引起了人们极大的重视。目前无线网络可分为两类:其一为有基础设施网,需要有线连接的固定基站来直接对网络中每一节点进行组织协调,无线局域网和传统的

2、蜂窝网都属于该类;另一类为无基础设施网,即无线Adhoc网络,其中节点采用分布式运行并具有相对独立的路由维护功能。10/6/20213无线网络的分类无线Adhoc网络源于七十年代美国军方分组无线网,随后IEEE在建立802.11标准时,将分组无线网改称为Adhoc网络,意为“仅为特定目的、情况或场合的”,这类网络的突出特性是具备自组织能力。根据网络中节点是否可移动,无线Adhoc网络又可分为两类（如图1）:一类为移动Adhoc网络(MobileAdhocNetwork,简称MANET),1997年IETF（网络工程任务组）成立了MANET工作组,旨在对该类

3、型网络的路由算法进行研究和开发;另一类为无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,简称WSN),网络拓扑结构固定或变化缓慢,此类网络试图通过在远控区域布撒大量传感器,然后由各传感器节点(简称节点)自行协调来迅速组建通讯网,在能量利用率优先考虑原则下进行工作任务划分以获取监视区域信息。10/6/20214无线传感器网络的特征与体系结构与传统网络相比，传感器网络具有以下特征：节点分布极其稠密且数目很大。传感器网络中节点能量、存储空间及计算能力等资源非常有限，且能量资源等无法补充。在传感器网络中，传感节点在布置完毕后，除了少数节点需要移动以外，

4、大部分节点都是静止的。多跳通信。由于低功率射频器件的信号传播范围有限，WSN应该能支持多跳通信，图2示意了从节点A（source）到BS（sink）的多跳传输过程。高度自适应的自治能力。由于应用的特殊性（节点能量较低或节点的移动、增加、消亡），WSN必须是能够自我配置的，需要很强的自适应能力和健壮性。10/6/20215无线传感器网络的特征与体系结构与其它网络一样，传感器网络的协议栈包括应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。研究热点主要集中在数据链路层和网络层。10/6/20216无线传感器网络的特征与体系结构物理层（PhysicalLayer）无线

5、通讯方式有射频(RF-radiofrequency)和红外(IR-infrared)两种。由于红外方式的方向性限制,使其应用更多的局限在点对点直接通讯,故无线传感器网络倾向于射频通讯。在通迅频带使用上可参考免申请的ISM（IndustrialSecurityManual,工业安全手册）（工业、科学和医疗）开放频段——2.4GHz（全球）、433MHz（欧洲）和917MHz（美国）。当通讯网络工作在开放频带时也会受到其它外部系统的影响，使用时必须采取抗干扰（微波炉、802.11b和蓝牙等设备）措施。10/6/20217无线传感器网络的特征与体系结构链路层（D

6、ataLinkLayer）链路层协议用于建立可靠的点到点或点到多点通信链路,主要由介质访问控制(MediumAccessControl,简称MAC)组成,MAC协议的基本作用是避免点到点通讯时冲突的发生。传感器网络的MAC协议必须满足两项基本要求:首先是组建网络底层基础设施,实现多跳并具备自组织特性的节点无线通讯;其次是在节点通讯过程中实现平等高效的资源共享。针对WSN的MAC提出了以下三种解决方案:10/6/20218无线传感器网络的特征与体系结构链路层（DataLinkLayer）SMACS(Self－OrganizingMediumAccessCon

7、trolforSensorNetworks自组织传感器介质访问控制)和EAR(EavesdropAndRegister窃听登记):SMACS实现网络启动和链路层组织,EAR算法完成移动节点和传感器网络的无缝连接。SMACS是节点不需依靠主控中心而能够独立进行邻居节点发现、建立并维护表单的自组织分布式网络底层基础协议,这种协议将邻居发现与信道分配有机地结合起来。EAR是对SMACS引入了移动节点,网络模型依然呈静态性，每个移动节点对临近的静态节点负责。这种时隙分配机制的不足在于当节点属于不同子网时有可能无法建立连接。组合TDMA/FDMA:根据射频传输消耗的

8、能量来优化选取信道的数量,当用于发送消耗能量过多时趋于TDMA工作