无线传感器网络资料整理

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1、第一章无线传感器网络集成了传感器，微机电系统和网络通信三大技术。传感器网络综合了传感器技术，嵌入式计算技术，分布式信息处理技术和通信技术，能够通过协作实时监测，感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，获得详尽，准确的数据，传送到需要这些信息的用户。美国的《技术评论》将无线传感器网络列为未来新兴十大技术之首。无线网络分为两种：一种是有基础设施的网络如我们使用的手机；一种是无基础设施网络又称为无线AdHoc网络。无线AdHoc网络分为两类：一类是移动AdHoc网络，另一类是无线传感器网络。无线传感器网络的标准定义：大量的静止或移动的传感

2、器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地探测，处理和传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。它的英文名字是WirelessSensorNetwork,简称WSN.传感器技术，计算机技术，和通信技术分别构成了信息系统的“感官”“大脑”“神经”三个部分。传感器，感知对象和用户是传感器网络的三个基本要素。MAC层和物理层协议采用的是国际电气工程师协会制定的IEEE802.15.4协议。IEEE802.15.4是针对无线个域网制定的标准。该标准把低能量消耗，低速率传输，低成本作为重点目标，旨在为个人或家庭范围内不同设备之间低速互连提供统一标准。根据结点

3、数目的多少，传感器网络的结构可以分为平面结构和分级结构。平面结构的网络比较简单，所有的结点地位平等，所以又称对等式结构。在分级结构中，传感器网络被划分为多个簇。每个簇由一个簇头和多个簇成员组成。分级结构比平面结构复杂的多，他解决了平面结构中的网络阻塞问题，整体消耗能量较少，因而实用性更高。传感器结点的限制条件:1电源能量有限2通信能力受限3计算和存储能量受限绝大部分能量主要消耗在无线通信模块上。传感器结点传输信息时要比执行计算时更消耗电能。无线通信的能量消耗E与通信距离d的关系符合如下规律：E=k×d∧n(k乘以d的n次方)组网的特点：1自组织性2以数据为中心3应用

4、相关性4动态性5网络规模大6可靠性第二章传感器定义：一般来说能够把特定的被测量信息（物理量，化学量，生物量等）按一定规律转化成某种可用信号（电信号，光信号）的器件或装置。传感器一般由敏感元件，转换元件，和基本转换电路组成。按被测量与输出电量的转换原理划分：能量转换型和能量控制型能量转换型传感器直接将被测对象（如机械量）的输入转换成电能，属于这种类型的传感器包括压电式传感器，磁电式传感器，热电偶传感器等。能量控制型传感器直接将被测量转换成电参量（如电阻等）依靠外部辅助电源才能工作，并且由被测量控制外部供给能量的变化，属于这种类型的传感器包括电阻式，电感式，电容式等。光

5、敏传感器是一种感应光线强弱的传感器。传感器的灵敏度越高，测量范围往往越窄，稳定性越差。任何传感器都有一定的线性范围，在线性范围内它的输入与输出呈线性关系。由于传感器内部因素或外界干扰的情况下，传感器的输出变化成为漂移。当输入状态为零时的漂移称为零点漂移。第三章物理层为建立，维护和释放数据链路实体之间的二进制比特传输的物理连接，提供机械的，电气的，功能的和规程性的特性。无线通信物理层的主要技术包括：介质的选择，频段的选择，调频技术和扩频技术。扩频技术按照工作方式不同，分为四类：直接序列扩频，跳频，跳时，宽带线性调频扩频。目前无线传感器网络的通信传输介质主要是：无线电波

6、，红外线和光波。调制是无线通信系统的重要技术，它使得信号与信道匹配，增强电波的有效辐射，可以方便频率分配，减小信号干扰。使用ISM频段的主要优点是：ISM频段是自由频段，可用频带宽，并且在全球范围内都具有可用性；同时也没有特定的标准，给设计适合无线传感器网络的节能策略带来了更多的设计灵活性和空间。MAC协议就是通过一组规则和过程来有效，有序和公平地使用共享介质。设计传感器网络的MAC协议时，需要考虑以下问题：1节省能量2可扩展性3网络效率带冲突避免的载波侦听多路访问（CSMA/CA）协议，它是基于竞争的无线网络MAC协议的典型代表。S-MAC协议的适用条件是：传感器

7、网络的数据传输量不大，网络内部能够进行数据的处理和融合以减少数据通信量，网络能容忍一定程度的通信延迟。路由选择是指选择互联网络从源结点向目的结点传输信息的行为，并且信息至少通过一个中间结点。路由协议包含两个功能：1寻找源结点和目的结点间的优化路径；2将数据分组沿着优化路径正确转发定向扩散路由协议是一种基于查询的路由机制。扩散结点通过兴趣信息发出查询任务，采用洪泛方式传播兴趣信息到整个区域或部分区域内的所有传感器结点。在兴趣信息的传播过程中，协议将逐跳地在每个传感器结点上建立反向的从数据源到汇聚结点的数据传输梯度，传感器探测结点将采集到的数据沿着梯度方向传送给汇聚