无线传感网综述.doc

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1、无线传感网络技术的综述摘要：无线传感器网络是移动自组织网络技术的一大应用领域，集合了无线通信技术、传感器技术、嵌入式计算技术等多种技术。本文主要从基本概念、国内外研究现状、应用领域以及H前研究热点等方面对无线传感器网络技术进行了探讨。一、基本概念现代信息技术的三大技术基础就是传感器技术、计算机技术、通信技术，它们分别对信息进行采集、计算、传递，而传感网将这三项技术统一起来。无线传感网的定义为：在工作区域内，大量的微型传感器通过口组织的方式构成的无线网络,这些传感器集合了采集、计算、传递等功能，实吋的对区域进行监控，完成冃标跟踪、定位和预测的功能，通过无线网络，传

2、感器节点之间可以相互传递信息，并把信息传递给远终端。二、国内外发展历程20世纪70年代，第一代传感器网络出现吋，只具有获取简单信号的能力;经过几十年的发展，传感网络逐渐具有了获取多种信息的能力，并朝着智能的方向发展；现在，传感网络已经发展到第四代了，采用无线自组织方式，构成无线传感器网络WSN(WirelessSensorNetwork)⑴。美国等发达国家，非常重视无线传感器网络的发展，IEEE正在努力推进无线传感器网络的应用和发展，波士顿大学还于最近创办了传感器网络协会，美国的《技术评论》更是将无线传感器网络列为未来十大新兴技术屮的第一项，《商业周刊》也将无线

3、传感器网络列入未來四人新技术1998年，美国在先进国防研究项H局第一次提出无线自组织传感器网络的概念⑵。H前，国内对于传感器网络的研究也有很多重要成果。自2002年始，国家自然科学基金委员会批准了WSN相关的多个课题，屮国开始进入无线传感网络的研究领域；2006年初发布的《国家屮长期科学与技术发展规划纲要》为信息技术确定了三个前沿方向，其屮两个与无线传感器网络的研究直接相关，即智能感知技术与门组织网络技术。另外，屮科院丄海微系统所应用传感器网络技术于上海浦东机场安防，也取得了较好的示范效果。三、应用领域无线传感网络已经获得广泛的应用，这里仅介绍几个重要的领域。1

4、•军事领域无线传感器网络的研究最早起源于军事应用，因为传感器网络分布具有密集型、低成本、随机分布等特点，自组织性和抗错性可以避免某些节点损坏而导致整个网络崩溃，适用于恶劣的战场环境，可以通过飞机或火炮弹发射的方式将传感器布置到人员不易到达的区域，通过传感器的探测信息为下…步军事行动提供决策的依据。传感网络在战场的作用主要是收集敌情、跟踪敌人、H标定位等。比较典型的应用是智能微半和II标定位。其屮智能微尘是利用微电子技术将传感器尺寸做成灰尘大小，通过布置在-定区域，半有敌人通过吋，传感器可以附着在敌人身上或者武器上，这样就可以跟踪监测敌人动向。H标定位是通过在特定

5、区域布置10力到100万个传感器，通过大量信息的监测，为特性区域的信息监测提供精密的信息依据⑶。军事应用面临的问题是：尽管可以利用传感器隐蔽性、低成本、密集性等特点来应用于军事，但是缺点很明显。特定区域剧烈天气变化可能引起传感器的损坏；群居动物无意间的进入也可能对监测起到误导作用；传感器仅仅是体积小，可以不被人轻易发现，但是它传递信息是利用电磁波，如何避免敌人发现和电磁干扰也是一个问题。1•环境应用由于环境科学涉及的范围很广，用传统方式的搜集数据越来越困难，而应用传感器耗能低、如置密集、无需看护的特点，通过密集的节点布置，可以观察到微观环境，为环境的研究和监测提

6、供了便利的途径。具体实例包括：对气象的观测和天气的预测；生物群落的生活规律和迁移规律；森林火警和洪灾的监测⑷。冰川监测系统，来监测冰川的运动和融化；城市传感系统，来检测空气质量、空气湿度、温度等数据；海洋河流等水文监测系统，通过定时采集信息来进行实时监测[4]O环境应用面临的问题是：剧烈的天气变化同样可以造成传感器的大量损坏，尢法进行准确的监测；周围环境的复杂的电磁环境可能对监测造成-定的误导。2•医疗应用通过在病人身上佩戴…些微型传感器来监测病人的血床、心跳频率、体温等信息,这样就可以进行实时的监控，避免了每隔…段时间进行重测，对于记录病人信息更加便利。还可以

7、通过吞服或埋植的方式将某些传感器放置在人体内部，可以提前监测某些特定器官的病变⑹。面临的问题：传感器的安全性以及可靠性存在…定的风险性；尺寸也是植入人体的一个限制。3•其他应用除了上述应用外，传感网络还包括工业应用、家庭应用、交通应用等。四、研究热点1・网络通信协议网络通信协议主要是由物理层、数据链路层、网络层和传输层等几层协议组成。物理层主婆是研究传输媒介的选择、数据的发送方式等，设计H标是减少能量消耗；数据链路层主要研究网络的拓扑结构、信道接入方式等，主要是为了数据通信的可靠链接；网络层生要是路由协议的研究，对于减少能量消耗、鲁棒性和可靠性由重要的作用；传输

8、层是研究网络传输数据的可