无线传感器网络研究进展06710

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1、万方数据计算机研究与发展JournalofComputerResearchandDevelopmentISSN1000—1239／CNll一1777／TP42(1)：163～174，2005无线传感器网络研究进展崔莉1鞠海玲1’2苗勇1’2李天璞1’2刘巍1’2赵泽11(中国科学院计算技术研究所北京100080)2(中国科学院研究生院北京100039)(1cui@ict．ac．cn)overviewofWirelessSensorNetworksCuiLi，JuHailin91，-，MiaoYon91一，L

2、iTianpul一，LiuWeil一，andZhaoZel1(hs班“把0，C0州勉fi∞g丁k^加z唰，吼i卵倒A∞d8my盯Sc船舱唧，B巧ing100080)2(Gr以“n把Sc^00z0，f胁@in删A∞demy0，&iP，zc部，＆彬行g100039)AbstractMoreandmoreacademicresearchersandpeoplefromindustryareengagedindevelopingwirelesssensornetworksduetothegreatpromisean

3、dpotentialwithvariousapplications．ThispaperdescribesthebasicconceptandhardwareplatformforsenSOrnetwork．Thenthenetworkprotocolarchitectureisproposedwithbriefintroductionofeachindividualresearchissueinvolved．Detailedprogressinafewmostimportantresearchareasis

4、alsodiscussed，includingdatalinklayerprotocol，networklayerroutingprotocol，powermanagementandnetworksimulationt001．Keywordswirelesssensornetworks；networkprotocolstack；datalinklayerprotocol；powermanagement；networksimulation摘要无线传感器网络因其巨大的应用前景而受到学术界和工业界越来越广泛的重视

5、．介绍了无线传感器网络的基本概念以及具有应用代表性的研究项目，总结提出了网络协议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、网络层路由协议、协议栈优化、能耗管理以及网络仿真技术等几个研究热点做了比较详细的研究进展综述．·关键词无线传感器网络；网络协议栈；数据链路协议；能耗管理；网络仿真中图法分类号TP3911引言无线传感器网络是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域．它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布

6、式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，这些信息通过无线方式被发送，并以自组多跳的网络方式传送到用户终端，从而实现物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的连通．传感器网络具有十分广阔的应用前景，在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多重要领域都有潜在的实用价值，已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视，被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一．本文将首先介绍无线传感器网络的基本概念，包括系统结

7、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绍各相关研究方向的最新进展，最后针对数据链路层协议、网络层路由协议、协议栈优化、能耗管理收稿日期：2004—12—08基金项目：中国科学院计算技术研究所创新基金项目(20046040)；“百人计划启动基金”项目(20034020)万方数据164计算机研究与发展2005，42(1)以及网络仿真技术等几个最受关注的研究热点做比较详细的进展综述．2无线传感器网络的系统结构、基础硬件平台、代表性应用及研究项目图1所示为一个典型的传感器网

8、络的系统结构，包括分布式传感器节点(群)、接收发送器、互联网和用户界面等‘1I．其中，传感器网络节点的基本组成包括如下4个基本单元：传感单元(由传感器和模数转换功能模块组成)、处理单元(包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等)、通信单元(由无线通信模块组成)以及电源．此外，可以选择的其他功能单元包括：定位系统、移动系统以及电源自供电系统等．在传感器网络中，节点可以通过飞机布撒或人工布置等方式，大量部署在被感知对象内