无线传感器网络研究现状及应用.pdf

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1、网络与通信学术探讨2015年第4期无线传感器网络研究现状及应用赵娜（青海省建筑职业技术学院，青海西宁810012）[摘要]作为物联网的重要组成部分，无线传感器网络具有非常广泛的应用领域，因而越来越多的工业界和学术界从事其开发。本文首先介绍了无线传感器网络的概念和特点，然后分析了无线传感器网络的研究现状和关键技术，最后阐述了无线传感器网络的应用领域，为相关研究人员提供参考。[关键词]无线器传感网络；传感器节点；能量；研究现状中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1008-66609(2015)04-0047-03和A/D转换功能模块来构成，主要任务是采集被

2、监测区域的1引言数据信息并进行模数转换；处理模块主要包括中央处理器、1.1定义存储器以及嵌入式系统等基本模块，主要控制节点的具体操无线传感器网络（WirelessSensorNetworks,WSN）由作并对传来的数据进行存储和处理；通信模块的核心组成部部署在监控区域、随机分布的大量传感器节点，以自组织和多分是无线通信模块，主要负责与其它节点无线通讯、收发数跳的方式构成无线网络来实现数据的采集量化、处理融合和据以及控制信息的交换；能量供应模块常由电池供电，负责传输应用，它综合了计算机技术、通信技术和传感器技术三大提供足够的能量以保证传感器节点能正常工作。技术[1

3、]。由于无线传感网络技术近年来的广泛应用，成为目感知模块数据处理模块通信模块前倍受关注的热点研究领域。1999年，出现了关于无线传感处理器传感器AC/DC网络MAC收发器[2]器网络的代表性论述，题为“传感器走向无线时代”。2001存储器年，美国《技术评论》杂志将无线传感器网络列于十大改变未能量供应模块来世界的新兴技术之首[3]。2003年，《商业周刊》预测：无线传图2传感器节点结构图感器网络将会在不久的将来掀起新的产业浪潮[4]。一个典型的无线传感网络结构如图1所示。1.2特点无线传感器网络不仅具有独立、分布、多跳等普通无线AdHoc网络的特性，同时还存在自组

4、织、动态的网络拓扑、以数据为中心等特点，应用前景越来越广泛[6]。首先是分布式的自组织特性。在传感器网络应用中，由于传感器节点的位置无法预先精确设定，节点之间的相互邻居关系预先也不知道，通常采用飞机播撒的方式将传感器节图1一个典型的无线传感器网络结构图点部署到广阔的或人不可到达的区域。这就要求传感器节点具有自组织的能力，能够自动进行配置和管理，自动转发无线传感器网络系统由汇聚节点（即Sink）、传感器节点监测数据。和管理节点构成,它的工作原理是:随机地把数量庞大的传其次是网络拓扑的动态特性。网络中的节点状态随着感器节点部署在监测区域内，通过无线方式将采集到的信息

5、环境条件的变化而相应地发生变化，加之无线通信信道的不以多跳的方式传输给远程任务管理平台，以实现用户对目标稳定性，网络拓扑因此也在不断地调整变化，而这种变化方的远程监测和处理。式是无人能准确预测出来的。传感器节点结构简单，如图2所示，通常由感知、数据处第三是节点资源受限特性。传感器节点具有的能量、通理、通信和能量供应四个模块构成[5]。感知模块是由传感器信能力、计算与存储能力都非常有限。如何高效使用能量是——————————————作者简介：赵娜，女，河南镇平人，硕士，副教授，研究方向：数据挖掘、大数据、无线传感器网络。-47-学术探讨网络与通信2015年第4期传

6、感器网络的首要设计目标。此外，节点的通信范围也很有要》为信息技术确定了三个前沿方向，有两个（即自组织网络限，随着通信范围的增大，通信功耗急剧增加。由于传感器技术和智能感知技术）属于无线传感器方面的研究。国内也节点使用的处理器是嵌入式处理器，体积小，计算能力相对有越来越多的企事业单位（如北京鑫诺金、成都无线龙科技、薄弱，存储容量也比较小。此外，传感器网络还具有可靠性宁波中科等公司）开始积极投身于传感器网络技术的研究。低、以数据为中心等特点。3无线传感器网络关键技术2无线传感器网络国内外研究现状作为当今信息科学与计算机网络领域的研究热点，无线无线传感器网络具备较高的

7、科研价值和广泛的应用前传感器网络的关键技术具有多技术融合、跨学科交叉等特景，它的出现引发了国内外的广泛关注，虽然其研究历史不征，每项关键技术都亟待突破[7]。目前无线传感器网络的关长，但发展非常迅速。键技术有节能技术、网络拓扑控制、网络协议、网络安全、时2.1国外研究现状间同步、定位技术、数据融合、数据管理、应用层技术等，可归1999年美国国防部提出了“智能尘埃”的概念，最早开始结为网络通信协议、网络管理技术和网络支撑技术三个方无线传感器网络技术的研究，目的是监控敌方的活动状况而面。具体如表1所示。不被察觉。“灵巧传感器网络通信”计划是2001年被美国陆军提出的

8、，就是将无人值守式弹药、