2006 苗渤钰 无线传感器网络新技术进展研究

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1、综述无线传感器网络新技术进展研究OverviewofWirelessSensorNetwork武汉科技大学信息科学与工程学院（武汉430081）苗渤钰熊庆国摘要：本文介绍了无线传感器网络的基本概念，提出了一种无线传感器的网络体系结构框架并简要介绍了各主要研究方向的最新进展。本文还针对最受关注的数据链路层协议（MAC协议）、网络层路由协议、能耗管理以及网络仿真技术（TinyOS）等几个研究热点做了比较详细的叙述。Abstract:Thispaperdescribesthebasicconcept.Thenthenetworka

2、rchitectureisproposedwithbriefintroductionofeachindividualresearchissueinvolved.Detailedprogressinafewmostimportantresearchareasisalsodiscussed,includedatalinklayerroutingprotocol(MAClayerroutingprotocol),networklayerprotocol,powermanagementandnetworksimulationtool

3、(TinyOS).关键词：无线传感器网络数据链路层协议路由协议能耗管理网络仿真Keywords:WirelesssensornetworksDatalinklayerroutingprotocol(MAClayerroutingprotocol)RoutingprotocolPowermanagementNetworksimulationtool无线传感器网络是当前在国际上备受关注的、涉作系统等）、通信单元（由无线通信模块组成）以及及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领电源。此外，可以选择的其他功能单元包括：定位系域

4、，被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。统、移动系统以及电源自供电系统等。本文将首先介绍无线传感器网络的基本概念，包括系统结构、基础层硬件平台以及具有代表性的研究项目，然后根据提出的网络体系结构框架简要介互联网DCBSinkE绍各相关研究方向的最新进展，最后针对数据链路A层协议、网络层路由协议、协议栈优化、能耗管理工作管理节点以及网络仿真技术等几个最受关注的研究热点做比用户较详细的阐述。传感区传感节点1无线传感器网络的系统结构、硬件平台、应用及研究项目图1一个典型的传感器网络体系结构在传感器网络中，节点可以通过飞机布撒

5、或人工图1所示为一个典型的传感器网络的系统结构，布置等方式，大量部署在被感知对象内部或者附近。包括分布式传感器节点（群）、接收发送器、互联网这些节点通过自组织方式构成无线网络，以协作的方和用户界面等。其中传感器网络节点（图2所示）的式实时感知、采集和处理网络覆盖区域中的信息，并基本组成包括：传感单元（由传感器和模数转换功能通过多条网络将数据经由Sink节点（接收发送器）链模块组成）、处理单元（包括CPU、存储器、嵌入式操路将整个区域内的信息传送到远程控制管理中心；反322006年第11期中国仪器仪表综述之，远程管理中心也可以

6、对网络节点进行实时控制和展性，有效地维持传感节点的能量消耗，从而延长网操纵。络生命周期（典型算法-LEACH）；（3）以数据为中心的路由：它提出对传感器网络本地查询系统移动用户中的数据用特定的描述方式命名，数据传送基于数据查询并依赖数据命名，所有的数据通信都限制在局部范围内。这种方式的通信不再依赖特定的节点，而是依赖于网络中的数据，从而减少了网络中大量传送的传感单元处理单元重复冗余数据，降低了不必要的开销，从而延长网络Processor传感器ADC收发器Storage生命周期（典型算法-定向扩散）；（4）基于位置信息的路由：

7、它利用节点的位置信电源单元自供电系统息，把查询或者数据转发给需要的地域，从而缩减数据的传送范围。实际上许多传感器网络的路由协议都图2传感器网络节点结构假设节点的位置信息为已知，所以可以方便地利用节传感器网络节点为一个微型化的嵌入式系统，构点的位置信息将节点分为不同的域（Region）。基于成无线传感器网络的基础层支持平台。目前国内外有域进行数据传送能缩小传送范围缓和中间节点，从而许多网络节点的设计，原理是相似的，只是采用了不延长网络生命周期（典型算法-GEAR）。同的微处理器或者不同的通信或协议方式，如自定义除了上述提出的几

8、种路由协议外，又有许多新协议、802.11协议、ZigBee协议、蓝牙协议以及UWB的路由协议被提出。文献2中利用图论中流量优化的通信方式等。方法来为采样数据报选择路由。文献3中将MAC层和传感器网络有着巨大的应用前景，建筑在各类传路由层协议捆绑设计，用跨层优化技术来进一步节省感网络节点平