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无线传感器简介

无线传感器简介 2012 随着计算机技术、网络技术和无线通信技术的发展，以更小、更廉价的低功耗的嵌入式系统加上网络技术，发展出了许多新的信息获取和处理模式，无线传感器网络(Wireless Sensor Network)就是其中具有代表的一个领域。

无线传感器网络是由大量的随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点组成，节点间通过自组织的方式构成网络，是一种大规模、无人值守、资源严格受限的分布系统，节点中内置的形式多样的传感器用于测量所在剧边环境参数，通过网络的方式汇集数据，并在网络之间或通过上层网络传输。网络的通信方式和组网方式采用多跳和对等方式，网络拓扑结构与无线Ad—hoc网络相似，具有自组织、自治和自适应等动态变化特性所以有的文献上也将无线传感器网络定义为是由一织传感器以Ad—hoc方式构成的无线网络，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息，并发布给观察者。

无线传感器网络是由传感器网络节点组成的，应用和监测物理信号的不同决定了传感器的类型，另外节点的功能和性能也不尽相同。传感器网络节点大多由数据采集、数据处理、数据传输和电源等4部分组成。一般来讲，传感器网络节点是一个典型的嵌入式系统，处理器通常选用嵌入式CPU，如Motorola的68HCl6，ARM公司的ARM7、ARM9和Intel的80x86等；数据传输单元主要由低功耗、短距离的无线通信模块组成，比如RFM公司的TRl000等；因为需要进行较复杂的任务调度与管理，系统需要一个微型化的操作系统，常用的嵌入式操作系统有TinyOS、uCOS—Il和嵌入式Linux等。

在传统的无线传感器网络中，节点任意散落在被监测区域内。节点以自组织形式构成网络，通过多跳中继方式将监测数据传到槽节点，最终借助长距离或临时建立的槽链蹄将整个区域内的数据传送到远程中心进行集中处理。在无线传感器网络新的应用中，节点之间不仅是数据的采集和槽节点之间的通信链路，还需要协同工作，因此节点之间也有数据通信。1 无线传感器的协议栈 到目前为止，还没有关于无线传感器网络的标准协议栈，图1给出了一种无线传感器网络的一种协议栈。它包括两个层面的内容：通信和管理。通信包含物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层，有点类似于OSl的七层模型。管理层包括电源管理、移动管理和协同管理。通信实现网络节点之间的信息传递。节点把接收到的数据传递给管理层面，由管理层面来决定节点如何处理数据。管理平面负责检测和控制节点，使得节点能正确地工作。图1 无线传感器网络的协议 物理层首先要完成感知数据和数据的收集，对数据进行简单抽样处理，另要完成信号的调制解调、信号的发送和接收、功率控制等。考虑到无线传感器网络节点的能量是十分有限，节能对延长网络的生存时间是十分重要的，所以在物理层主要要研究的是如何进行动态功率管理和控制，另外还要研究无线传感器网络的无线通信的基本问题。

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