无线传感器网络的应用及影响因素分析

无线传感器网络的应用与影响因素分析

摘要：无线传感器网络在信息传输、采集、处理方面的能力非常强。最初，由于军事方面的需要，无线传感网络不断发展，传感器网络技术不断进步，其应用的X围也日益广泛，已从军事防御领域扩展以及普及到社会生活的各个方面。本文全面描述了无线传感器网络的发展过程、研究领域的现状和影响传感器应用的若干因素。关键词：无线传感器网络；传感器节点；限制因素applications of wireless sensor networks and influencing factors analysis

liu peng

(college of puter science,yangtze university,jingzhou434023,china) abstract:wireless sensor networks in the transmission of informa- tion,collecting,processing capacity is very strong.initially,due to the needs of the military aspects of wireless sensor networks,the continuous development of sensor network technology continues to progress its increasingly wide range of applications,from military defense field to expand and spread to various aspects of social life.a prehensive description of the development process of the wireless sensor network,the status of the research areas and a number of factors affecting the application of the sensor.

keywords:wireless sensor networks;sensor nodes;limiting factor

一、无线传感器网络的技术起源以及特点

1990年以来，硬件以及计算机技术不断向前发展，美国的许多研究机构纷纷开展了在无线传感器网络领域的专项研究计划。进入21世纪以后，在传感器网络技术领域的发展进一步体现出来。全世界反对恐怖主义的这个宏观背景下，人类在无线传感器的网络技术方面（wsn）的研究正蓬勃发展。在硬件体系中，它的结构慢慢变得稳定，在无线传感器这个X围内，在开发实用节点领域的硬件方面，逐渐从高等院校以及研究所转移到了公司。开发平台的便捷促使众多的研究所转入研究传感信息融合、时间同步与定位、大规模无线组网、低功耗设计技术等核心技术，与此同时，众多团队纷纷开始开发和大批量生产相关应用产品。

无线传感网络有以下重要特征：

（1）自组织以及无中心。在无线传感器网络的分布X围内，就节点的地位而言，他们同样平等，网络是对等式的，也就没提前指定中心。在展开以及布设网络方面，也不需依靠任何设置完善的无线传感网络设施，经由分层协议以及分布式算法，节点可以自动调节各自行为，开始运行后，节点可以自发地、快速地形成无线传感网络。

（2）多跳路由。在本文所涉及的传感器网络X围内，节点在通信方面的能力并不大，所覆盖的X围也很小，任何节点与附近节点可以通信。如要节点和超出它的射频覆盖能力的节点联系，就得经过中间的节点来路由。在无线传感器网络领域中，普通网络节点的多跳路由就可以完成了。

（3）动态拓扑。在本文属于涉及的无线传感器网络这个动态的网络中，节点可以在任何地方进行运动；电池能量耗尽或者别的障碍才能够使得某个人节点退出网络运行；无线网络将其添加到其中的原因可能是工作的需要。因为这些可以在任何时间变化，网络拓扑结构也会进行相应地变化会，因此，在无线传感网络X围内，动态的拓扑组织能力应该被发现和运用。

（4）节点数量很大、在分布方式上比较密集。在本文所提及的无线传感器网络X围内，节点的分布X围很宽泛、数量特别大、在维护方面难度很大，有些时候进行维护的可能都很小。所以，需要解决容错性和软、硬件鲁棒性和提高传感器网络的健壮性方面的问题。

（5）硬件资源方面的限制。在无线传感器网络这个X围内，节点必须携带方便、轻便灵巧、所以，嵌入式处理器以及存储器能够被很好地利用，因此，在计算能力以及存储能力都不强。给设计应用程序带来很多麻烦，并且，在计算能力有限这种状况下，怎么协调和处理分布式信息诸如此类的问题也需要相应地去解决。（6）工作环境的制约。所有的节点都会集中地分布在待测的区域，这样才能测得真实的具体值。以及不适合利用人工补能的办法进行补能。各个节点都必须准备可以长期储存和利用的能量，如果不能这样的话，节点就必须获得来自外部的能量。这些节点当在自己所带的电池能量用尽之后常常被扔掉了，这样处理的话，在促使网络不再运行方面起到了加速的作用。所以，无线传感器网络协议

以及技术的一个重要研究方向就是研究如何节能这个大问题。（7）在安全性方面，分布式的控制和能力有限的无线信道使得无线传感器网络极易遭受外来攻击。拒绝服务、主动入侵、被动窃听是上述攻击的常用办法，因此，安全性在网络设计中的地位是极其重要的。

（8）由于传输能力的限制，无线传感器网络只能经由无线电波，才能进行数据传输，尽管不再布线，可是，与有线网络相比，天生缺陷却是低带宽，与相对有限信道相比，由它供给的网络带宽要低得多。与此同时，信号间彼此干扰，本身的信号也逐渐衰落，天气和地形等全部因素也会影响它，理论上的最大带宽会远远地大于真正的带宽。

二、无线传感器网络技术的具体事例

（一）在军事领域中的运用

在现代化的战争中，来自战场方面的信息是极其重要的，战场信息能够在极大的X围上对战争的结局起到影响和决定的作用。因为在无线传感器网络存在着自组织和无中心性，如果某个节点受到了损害或者攻击，整个体系仍然能够正常工作。这使得无线传感器网络极大地适合应用在恶劣的战场环境的汇总。

（二）医疗应用

在医疗护理和研究方面，也广泛应用无线传感网络。除了硬件平台，可扩展的软件基础设施也是由codeblue项目提供的旨在保护医疗安全方面的无线感应器，个人使用的电脑以及其他的设备以及提