无线传感网络技术分析和应用展望.pdf

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1、第1O卷第9期软件导刊Vo1．10No．92011年9月SoflwareGuideSeo．20ll无线传感网络技术分析和应用展望阳韬(盐城工学院实验教学部，江苏盐城224000)摘要：无线传感网络融合了传感技术、信息技术和网络通信技术，是信息技术领域一种全新的发展方向。介绍了无线传感网络技术的节点结构、网络体系，重点研究分析了无线传感网络中的各项关键热点技术；介绍了无线传感网络技术在实际生活中的广泛应用；对无线传感网络的未来发展进行了展望。关键词：无线传感网络；网络体系结构；支撑技术；网络协议；网络管理中图分类号：TP393．17文献标识码：A

2、文章编号：1672—7800(2011)O9一Ol15一O3度集成化的传感器设备共同协作的实时检测、感知和采集0引言各种环境或检测对象的信息，然后通过传感器设备上嵌入式系统对信息进行处理，并通过自组织无线通信网络以多随着科学技术的发展，人类已经置身于信息时代。而跳中继的方式将所感知的信息数据传送到用户终端(见图对于信息获取最重要的技术之一传感器技术，也得到了飞2)，从而真正实现“无处不在的计算”理念。与传统的信息速的发展。同时，低功耗无线通信技术、嵌入式计算技术获取方式相比，无线传感网络具有自组织、功耗小、廉价和和集成电路技术的发展日益成熟。一

3、种融合了传感器技快速布置、可扩展性强、能在恶劣和特殊的环境下进行工术、信息处理技术和网络通信技术的无线传感器网络作等特点。(WirelessSensorNetworks(WSN))应运而生。这是信息科学领域中一个全新的研究方向，引起了世界上许多国家军事界和工业界的高度重视。美国商业周刊和麻省理工存储器l：；IHlI学院的《技术评论》杂志评出了对人类生活产生深渊影响的1O大新兴技术，无线传感网络被列为第一。图1传感器节点结构1无线传感网络体系结构1．1传感器节点结构传感器节点是无线传感网络体系中底层的硬件基础设备，它是由数据采集、数据传输、数据处

4、理和电源4个部分组成(见图1)。数据采集单元负责收集监测区域内终端用户需要的信息；通过数据处理单元对采集的信息进行数据处理，并进行存储；然后通过数据传输单元将信息传图2无线传感网络体系结构输到网络中其他节点。节点采用了嵌入式CPU，如：Intel的8086，RFM公司的TR1000等。为了处理数据，对任务2无线传感网络关键技术进行调度及管理，节点还需要采用一种嵌入式操作系统，目前最为流行的无线传感网络嵌入式操作系统是由加州随着对无线传感网络的深入研究，我们可以将无线传大学伯克利分校开发的TinyOS。感网络技术分为两个阶段：第一阶段主要偏重利用

5、微电子1．2网络体系结构技术设计小型化的节点设备；第二阶段就是对传感网络本传感器网络体系结构是由传感器节点、汇聚节点、传身问题的关注与研究。网络本身研究主要集中在3个方播介质、终端管理4个部分组成。节点通过飞机撒播、人面的关键技术：无线传感网络协议、网络支撑技术和网络工安置等方式任意的设置在监测区域内，能够通过许多高管理技术。作者简介：阳韬(1983一)，男，江苏盐城人，硕士，盐城工学院实验教学部助教，研究方向为无线传感网络。·116·软件导刊2．1无线传感网络协议分析信息数据时必须确定位置，这样数据才有实际意义。所无线传感网络协议主要是由物理

6、层、数据链路层、网以，定位技术在无线传感网络中占有非常重要的地位。定络层和传输层组成。位信息除了报告事件发生的地点外，还具有很多用途，如：物理层：主要功能是信道频率选择，无线信号的监测、目标跟踪、路由协助和网络管理等等。定位技术中根据是数据的发送与接受等。物理层的设计目标是以尽可能少否测量实际节点问的距离将传感网络的定位算法分为基的减少能量消耗获得较大的链路容量。目前使用的频段于距离的定位算法和距离无关的定位算法。基于距离的有3个：2．4(；Hz频段、915MHz频段、868MHz频段。其定位算法需要测量相邻节点问的绝对距离，并利用节点r}JJ

7、中H前广泛应【_}j的频段是9l5MHZ频段。的实际距离来汁算未知节点的位置。采朋这种机制的典数据链路层：分为媒体访问控制层(MAC层)和逻辑型定位算法有基于ToA的定位协议，基于TD()A的定位链路层(II(、层)两部分。这一层的主要功能是负责数据协议以及基于AOA的定位协议等。距离无关的定位算流的多路复用，数据帧的监测，媒介访问和差错控制，确保法利用节点问的估计距离来计算节点位置。采取这种机通信的可靠连接。其中MAC协议决定了无线传感网络制的典型算法有质心算法、DVHop算法、APIF算法和巾尢线信道的使用方式，在各个节点之间分配有限的无线

8、Amorphous算法等。通信资源，用来构造传感器网络系统的底层基础结构。在时间同步技术：传感网络中每个节点都有自己的本地MAC协议的研究中重要考虑节