无线传感器网络总数

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1、绪论无线传感器网络(WSN，WirelessSensorNetworks)是指由大量部署在感知区内的，廉价的、体积较小的传感器节点所组成的一个智能网络，这个智能网络采用无线通信的方式自主的传输信息，自行的解决一些网络问题，它不需要基础设施支持。在传感器网络中，各个传感器节点根据自身所具有的特殊功能感知和采集自身所处的地理环境中网络所需的各种信息，通过加密和无线传输技术把这个有用信息以多跳的方式传输给监测中心作进一步处理。在无线传感器网络中，传感器节点的探测功能决定了整个网络的使用功能，现有的传感器网络中所具有的各种各样传感器节点能够探

2、测包括土壤成分、有毒气体、地震（Earthquake）、电磁（Electromagnetic）、温度（Temperature）、湿度（Humidity）、噪声（Noise）、光强度、压力（Pressure）、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的物理现象。近年来，随着科学技术的不断发展，适用于传感器网络的节点定位算法、加密和安全技术、节能技术等也不断地得到发展和优化，这就更加丰富了传感器网络的应用，无线传感器网络在航空、军事、防爆、反恐、救灾、环境、保健、医疗、家居、工业、商业等领域的应用更加突出和广泛[1-5]。1.1课题

3、研究目的及意义无线传感器网络最早应用于监测敌方潜艇的活动情况，是冷战时期美国先进国防研究项目局（DARPA，DefenseAdvancedResearchProjectsAgency）针对监测海洋中敌方潜艇的活动情况所展开的一个研究项目。无线传感器网络是涉及无线通信、分布式信息处理、嵌入式计算和传感器等多学科的综合性技术。无线传感器网络技术是二十一世纪最重要的新技术之一，作为新一代的传感器网络更加智能化和多功能化，在许多场合都能找到其用武之地。美国《MIT技术评论》评选出对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术中，WSN排列第一位[6

4、]。由于其存在的巨大应用价值，目前世界上许多国家的军事、工业、商业等部门都投入大量的人力、物力对WSN进行研究和应用。无线传感器网络像其它许多新技术一样，最早有关的研发都是从国防、军事等角度出发来进行考虑的。美国军方意识到传感器网络在以网络为核心的现代化战争中是一个关键性的技术之一，因此设立了一系列的军事WSN研究项目。在学术界，欧美地区的一些发达国家和亚太地区的一些发展中国家如：德国、法国、芬兰、英国、日本等国的研究机构都投入大量的精力和研发资金，制定了一系列的WSN研究计划，积极支持相关基础理论的研究[7]。著名院校如：加州大学洛

5、杉矶分校（UCLA，UniversityofCalifornia，LosAngeles）、伯克利分校（UCLB，UniversityofCalifornia，Berkeley）、南加州大学（USC，UniversityofSouthernCalifornia）等纷纷设立WSN相关研究项目。传感器通过通信网络相互协作把信息传送到决策方，它可以通过多重观测、扩大探测区域、缩短响应时间等技术来提高侦察和追踪的性能，并且可以通过商业网络和一般的网络接口来降低成本。无线传感器网络和传统的通信、广播等无线网络相比有着本质的区别，后者通过资源管理和

6、优化路由等策略使得宽带利用率最大化，能够同时为静止的和高速移动的用户提供高质量、高稳定度的通信和广播服务。而在无线传感器网络中，传感器节点广泛播撒于特定的环境中，在许多应用场合传感器节点都不具有移动性[8]。另外由于无线传感器网络节点都是随机播撒的，外界无法知道这些节点所分布的具体位置，这些节点都是作为一次性使用而设计的，它们是利用自身存储的能量进行工作，一旦电量耗尽其能源也无法得到补充，这个节点的生命周期也就结束了，因此设计高效、低复杂度的算法来延长传感器网络的生命周期和定位精度成了研究无线传感器网络的核心任务。WSN在我国的研究开

7、展较晚，研究水平与欧美等国家相比还存在着巨大的差距。目前国内研究的重点还是集中在跟踪国外所研究算法中的某一个方面，主要是针对特定问题进行研究，缺乏综合性和创新性。另外，国内研究方法多采用软件仿真，多是从理论上分析，缺乏实践经验，并且很少有研究者能够提出新颖、与众不同的研究算法，在WSN的研究过程中，还有很长的路要走，这也需要千千万万的科技和实践工作者继续努力，不断的推动WSN的应用和发展。1.2无线传感器网络概述无线传感器网络由大量具有感知能力、通信能力和计算能力的传感器节点构成。不同类型的传感器网络节点构成了不同类型的传感器网络应用

8、。虽然传感器网络节点不尽相同，但一般都是由电源部分、传感单元（由传感器和模数转换功能模块组成）、通信单元（由无线通信模块组成）、处理单元（由嵌入式微处理器构成，包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等）等四部分组成[9]。此