无线传感器网络综述_马祖长
无线传感器网络技术综述
无线传感器网络综述摘要:无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术。
因其巨大的应用前景而受到科学界越来越广泛的重视。
本文介绍了无线传感器的定义、体系结构以及特点，并着重分析了无线传感器网络研究的一些关键问题，最后探讨了无线传感器网络的应用前景以及发展方向。
关键字:无线传感器网络；体系结构；关键技术；应用一、无线传感器网络的定义无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。
二、无线传感器网络的原理利用各种类型的敏感元件构成的传感器，分布于需要覆盖的领域内，组成传感器节点，用于收集数据，并且将数据路由送至信息收集节点“Sink”，信息收集节点与信息处理节点通过广域网将数据送至地面监控中心进行统计分析和处理，并对监测结果进行综合评估。
三、无线传感器网络的体系结构3.1无线传感器网络的系统构架无线传感器网络的系统构架如下图1-1所示，通常包括传感器节点(sensor node)、汇聚节点(sink node)和管理节点，即无线传感器网络的三个要素是传感器、感知对象和观察者。
3.2传感器节点的结构传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成，如图1-2所示。
在软件设计方面，各通信协议都应该以节能为中心，必要时可以牺牲一些其他的一些网络性能指标，以获得更高的电源效率。
图1-2无线传感器网络节点结构3.3无线传感器网络的体系结构无线传感器网络的体系结构由分层的网络通信协议、网络管理平台以及应用支撑这三个部分组成，如下图1-3所示。
网络通信协议网络管理平台图1-3.无线传感器网络的体系结构分层的网络通信协议结构类似于传统的TCP/IP协议体系结构，由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。
物理层的功能包括信道选择、无线信号的监测、信号的发送与接收等。
数据链路层的主要任务是加权物理层传输原始比特的功能，使之对上层显现一条无差错的链路。
无线传感器网络的研究内容综述
无线传感器网络的研究内容综述摘要：无线传感器网络具有广泛的应用前景，且能够实现多种功能，因而是当前学术研究的一个重点领域。
本文介绍了无线传感器网络的体系结构和组网特点，详细分析了当前无线传感器网络中各层次的通信协议。
关键词：无线传感器网络体系结构组网特点通信协议1 无线传感器网络结构无线传感器网络的典型结构为自组多跳网络。
该网络中的节点同时具有传感、信息处理以及无线通信功能，每个节点通过多跳路由连接到无线网关，通过无线网关实现与监控终端的通信。
鉴于节点的属性限制，其通信距离较短，因此必须使用多跳路由，且节点数量要多，分布要密集。
2 无线传感器网络特点无线传感器网络具有如下几方面特点。
①硬件功能有限。
由于节点体积较小、价格相对低廉且要求运行的功耗较低，故其在性能方面要比通用的计算设备差很多。
②续航时间有限。
该方式为电池供电，且节点体积较小，分部环境较复杂，因而无法为电池充电或者为节点更换电池，一旦能源消耗完毕，该节点也就死亡，因此在传感器网络的设计中，一切以节能为前提。
③自组织性。
无线传感器网络的覆盖都是由节点自助完成的，不需要依赖任何支撑网络设施。
④无中心性。
网络中所有节点都是相对独立和平等的，任意节点的离开或加入都不会影响整个网络的运行。
⑤多跳路由。
无线传输网络中的节点只能在小范围内进行通信，因而若希望实现与网关或者外围监控终端的通信则必须通过其他节点进行路由实现。
⑥节点数量庞大，网络分布密集。
在某一区域进行无线传感器网络部署时需要使用大量的节点来维持网络的容错性和抗毁性。
3 无线传感器网络协议层次无线传感器网络的通信协议主要分为物理层、链路层、网络层和传输层。
对于这些协议需要进行具体讨论，现有的如ieee802.1x协议无法在无线传感器网络中应用。
3.1 物理层物理层的主要作用为产生载波对所需传输的数据进行调制与解调。
当前时期对物理层节点的设计思路主要有两种，一种为使用mems和集成电路技术等对节点的微处理器、传感器等模块进行设计；另一种为使用现有的商业元器件进行节点构建。
无线传感器网络技术综述
无线传感器网络技术综述李凤保 李 凌(中国工程物理研究院计算机应用研究所 绵阳 621900)摘要 无线传感器网络是计算机科学技术的一个新的研究领域,具有十分广阔的应用前景,已经引起了学术界和工业界的高度重视。
介绍了无线传感器网络系统概念、特点及性能评价、主要应用领域、网络体系结构、需要研究的主要内容。
关键词 无线传感器网络 分布式传感器网络 电源能量有限 可扩展性Survey on W ireless Sen sor Network Techn iquesL i Fengbao L i L ing(Institu te of Co m p u ter A pp lication ,Ch ina A cad e m y E ng ineering P hy sics ,M iany ang 621900,Ch ina )Abstract Senso r netw o rk is a new research area of computer science and techno logy and has a w ide app licati on future .Bo th academ ia and industries are very interested in it .T he concep ts ,characteristics ,perfo rm ance evalu 2ati on ,m ain app licati on field and arch itecture of w ireless senso r netw o rk s are introduced ,and the m ain issues of the research on senso r netw o rk s are also p resented .Key words W ireless senso r netw o rk D istributed senso r netw o rk (D SN ) Pow er aw are Scalability1 引 言无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,传送到这些信息的用户。
无线传感器网络综述
【 摘
无线传 感器 网络 是一种全 新 的信息获 取方式 ， 它不需 要 固定 网 络支持 ， 随机布 置 、自组 织 、抗毁 性强 、适 应苛刻环 境等优 势， 以其 具 有在 多种场 合满 足信息 获取 的实 时性 、准确 性 、全面性 等需 求 的能 力 。由于无线传感器 网络的应用前景愈来愈广泛， ］ 已引起了许 多国家学术界和工业界 的高度重视． 为是对２ 世 纪产生巨大影响 被认 １ 力的技 术之一 。 本 文介绍 了无线 传感器 网络 数据管理技术 。分析 了无线传感 器 网络的Ｚｇ ｅ协议研究现状， ｉｂｅ 对无线传感器 网络 网络安全进行了探讨， 最后初步探讨 了无线传 感器网络领 域内存在的问题， 并展望 了今后 的
４８ 注意防止发生共 振现象。 由于定子 电流中含有高次谐 波成 ． 分， 电机转矩 中含有脉动分量， 有可能造成 电机的振动与机械振动产生 共振， 使设备 出现故障。应在预先找到负载固有的共振频率后。 利用变 频器频率 跳跃功能设置 ， 开共振频率点 。 躲
５ 、结 束语
以上通过对变频器运 行过程中存在的干扰 问题 的分析， 提出了解 决这些 问题的实际方法 。随着新技术和新理 论不断在变频 器上的应 用， 变频器 应用存在的这些问题 有望通过 变频 器本身的功叁 嚷 偿来 解决 。以满足工业现场和 社会环境对 变频 器性能不断提高 的需求。 参考文 献 …韩安 荣． 用变频器及其应用 （ 版 ）［ ． 通 第２ Ｍ］ 北京： 机械工业 出版
一
４ 、总结
本文介绍 了无线传感 器网络数据管理实现技术， 了Ｚｇ ｅ 协 分析 ｉＢｅ 议与无线传 感器 网络相结合的基本技术。 无线传 感器网络网络安全 对 的总体框架进行 了综述 。可 以看到， 在无线传感器 网络发展的同时， 它 还将遇到更 多的困难和 挑战： 如何使 用无线传 感器网络对环境进 行更 合理 的监测和控 制： 如何对传感器 网络 获取 的大量 实时数据进 行分析 处理及可视化展 示： 如何让无线传感器 网络应 用更好地 为人类服务等
无线传感器网络技术综述
无线传感器网络技术综述无线传感器网络是一种由数量众多的传感器节点组成、通过无线通信相互连接而形成的网络，其主要目的是感知与采集环境中的各种信息并将其传输到基站。
这种网络结构的应用广泛，涉及到农业、工业、医疗和军事等多个领域。
本文将对无线传感器网络的基础概念、应用领域、技术特点、发展趋势等方面进行综述。
基础概念无线传感器是一种可以感知并收集物理或环境信息的设备，如温度、湿度、声音、光强度等，它能在自身移动范围内自主组网并通过无线传输技术将收集的数据传递到上层网络。
一个典型的无线传感器节点通常由传感器、处理器、存储器、能量源及无线通信模块组成。
当一个节点中的传感器检测到环境的变化，会将采集的数据通过处理器处理并存在自己本地的存储器中，同时通过通信模块向其它节点或基站发送数据。
应用领域无线传感器网络的应用领域非常广泛，包括工业自动化、能源管理、医疗健康、环境监测、安防监控等等。
其中，工业自动化方面的应用比较典型，可以通过部署大量传感器节点实现生产过程中的实时监测和数据采集，从而提高生产线的效率和质量。
另外，无线传感器网络在医疗领域也有很好的应用，如可穿戴式设备能够实时监测生命体征信息、智能药盒能够提醒病人按时服药等等，这些设备都是通过无线传感器节点实现了对人类健康的跟踪。
技术特点(1) 能耗低：由于传感器节点的功耗和尺寸都非常小，因此其特点之一就是具有较低的能耗。
(2) 自组织：无线传感器节点之间可以通过无线通信进行自组织，从而实现自主组网和协作工作。
(3) 数据处理能力：由于节点中既有传感器又有处理器，所以可以实现一定程度的内部数据处理，同时也可以上传采集到的数据给其他节点或基站进行处理。
(4) 网络相对稳定：虽然无线传感器网络常常在复杂的环境下工作，比如山区、森林等，但其节点之间沟通的距离相对较短，且无线信号传输的性质都比较良好，因此，一般有相对稳定的通信质量和能力。
(5) 节点注重自我保护：由于传感器节点通常工作在不稳定的环境中，如天气变化等，因此，节点通常会受到某些不可预测的因素的侵害，如恶意攻击等，所以节点会进行自我保护，而保护方式则基于软硬件的结合。
无线传感器网络应用技术综述
无线传感器网络应用技术综述本文将对无线传感器网络应用技术进行综述，介绍该技术的定义、原理、发展历程以及在各个领域中的应用情况。
无线传感器网络技术以其独特的优势，如可扩展性、灵活性、自组织性等，在智能家居、智能交通、环境监测等领域发挥着越来越重要的作用。
无线传感器网络技术是一种利用微型传感器节点之间的无线通信技术，通过自组织和多跳接力等方式，实现对环境中各种参数（如温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等）进行监测和数据传输的计算机网络系统。
无线传感器网络技术的发展迅速，自20世纪90年代出现以来，已经广泛应用于许多领域。
无线传感器网络技术的应用非常广泛，例如在智能家居领域，可以通过安装温度、湿度、光照等传感器，实现对家居环境的智能控制；在智能交通领域，可以通过在路面上安装传感器节点，实现对交通拥堵的实时监测和预警；在环境监测领域，可以通过在野外或城市中布置各种传感器，实现对空气质量、水质、噪音等环境参数的监测和数据采集。
无线传感器网络技术还可以应用于安全监控、农业物联网、智能医疗等领域。
无线传感器网络技术的优势在于以下几个方面：由于传感器节点体积小、功耗低，可以大量部署，从而实现对环境参数的全方位监测；无线传感器网络具有自组织和多跳接力特性，可以在没有基础设施的情况下进行快速组网和数据传输；无线传感器网络技术具有高度灵活性和可扩展性，可以根据需要随时增加或减少节点数量和监测范围。
然而，无线传感器网络技术也面临一些挑战，如可维护性、网络安全和数据传输等方面的问题。
例如，由于传感器节点的生命周期受到限制，需要定期进行更换和充电，因此需要解决节点的可维护性问题；同时，由于传感器节点之间的通信是无线的，容易受到干扰和攻击，因此需要采取有效的安全措施来保证网络安全；由于传感器节点的处理和存储能力有限，需要优化数据传输协议，以保证数据的实时性和准确性。
未来，随着物联网技术的不断发展，无线传感器网络技术的应用前景将更加广阔。
无线传感器网络综述
无线传感器网络综述摘要：传感器网络是目前国内外的最新研究热点，具有广阔的应用前景，将是未来社会应用最广的网络，本文主要介绍了无线传感器网络的概念、体系结构、特点、通信结构及应用领域。
关键词：无线传感器网络体系结构应用0.引言近年来随着通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的发展，作为现代信息获取的重要技术之一，传感器技术而日益成熟，这些小型传感器一般称作sensor node（传感器节点）或者mote（灰尘）。
无线传感器网络(wireless Sensor Networks，WSN)就是由大量的密集部署在监控区域的智能传感器节点构成的一种网络应用系统[1]。
由于传感器节点数量众多，部署时只能采用随机投放的方式，传感器节点的位置不能预先确定；在任意时刻，节点间通过无线信道连接，采用多跳(multi-hop)、对等(peer to peer)通信方式，自组织网络拓扑结构；传感器节点间具有很强的协同能力，通过局部的数据采集、预处理以及节点间的数据交换来完成全局任务。
1．无线传感器网络的体系结构1.1无线传感器网络的系统构架无线传感器网络的系统构架如下图1-1所示，通常包括传感器节点(sensor node)、汇聚节点(sink node)和管理节点，即无线传感器网络的三个要素是传感器、感知对象和观察者[2]。
汇1-1.汇汇汇汇汇汇汇汇汇汇汇汇在无线传感器网络的工作过程中，大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近，能够通过自组织的方式构成网络。
传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳的进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理节点。
用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。
1.2传感器节点的结构传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成，如图1-2所示。
汇1-2.汇汇汇汇汇汇汇汇传感器模块负责监测区域内信息的采集和数据转换；处理器模块负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据；无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信，交换控制信息和收发采集数据；能量供应模块为传感器节点提供运行所需的能量，通常采用微型电池。
无线传感器网络安全技术综述
无线传感器网络安全技术综述近年来，随着科技的飞速发展，人们对于智能化，自动化，大数据等方面的需求越来越大，而无线传感器网络（WMSN）技术的出现，为这些需求提供了有效的解决方案。
但是，随着这种技术在各个领域的应用，很自然地引起了人们对于它的安全性问题的关注。
因此，本文将综述无线传感器网络安全技术的相关问题。
一、WMSN 工作原理无线传感器网络，顾名思义，就是通过无线传输技术，将大量的分布在空间环境中的传感器节点相互连接起来，实现实时监测和数据的采集等功能。
这项技术的实现，主要依靠以下两个方面技术的支持。
1、传感器技术无线传感器网络中的传感器，基本上可以实现对于所处环境的数据采集，并将这些数据实时传送给周围的相邻节点。
通过组网的方式，数据就可以顺着网状结构，源源不断地汇集到网络的中心节点，也就是数据处理中心，再进一步处理和分析。
这样，就可以基于这些数据，得出环境的发展趋势，从而为人们提供有用的信息和提示。
2、无线通信技术无线传感器网络的核心是大量分散的节点，因此节点与节点之间的通信就显得非常关键。
无线通信技术的出现，就实现了传感器节点之间的相互通信，并且可以建立一个可靠的网络环境，尤其在开放式的环境中，无线通信技术显得特别重要。
二、WMSN 安全性问题尽管 WMSN 技术可以为许多行业提供有效解决方案，但是，它也会面临一系列安全性问题。
以下是一些安全性问题：1、链路和节点安全问题分散在各个不同的位置的传感器节点，需要通过一个网络结构相互关联和通信。
如果在这个过程中，有一个节点被人攻击或者是被污染，这很可能会影响整个网络的运转。
因此，必须尽快找到这样的节点，将它从整个网络结构中隔离开来，防止进一步的扩散。
2、数据传输安全问题WMSN 技术是通过无线传输技术实现传感器节点数据的收集和处理的。
然而，这也会面临着一些传输数据安全的隐患。
因此，必须通过加密机制等技术，确保数据在传输过程中的安全性，避免敏感信息和数据泄露。
无线传感器网络应用技术综述
协议节点地位平等．简单易扩展．但缺王 管理；集群路由即分鹱为簇旨和簇成员， 便千管理和维护．研究的热点足集成两种
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无线传感器网络应用系统最新进展综述
无线传感器网络应用系统最新进展综述无线传感器网络应用系统最新进展综述一、引言随着物联网技术的不断发展，无线传感器网络应用系统在多个领域得到了广泛的应用，并取得了显著进展。
本文将对无线传感器网络应用系统在不同领域中的最新进展进行综述，旨在为相关研究和应用提供参考。
二、农业领域无线传感器网络在农业领域中的应用已经取得了重要的突破。
在农田环境监测方面，无线传感器网络可以通过感应土壤湿度、气温、光照等关键参数，实现对农田环境的实时监测和预警，有助于提高农作物的产量和质量。
此外，还可以利用无线传感器网络实现智能灌溉系统，根据检测到的土壤湿度和气象数据，自动调节灌溉量，提高水资源的利用效率。
三、环境监测领域无线传感器网络在环境监测领域具有广阔的应用前景。
通过在城市规划中部署大量无线传感器节点，可以实时监测空气质量、噪声水平、道路交通等环境参数，为城市环境管理提供数据支持。
同时，无线传感器网络还可以应用于自然环境监测，如森林火灾、气候变化等，为环境保护提供重要的科学依据。
四、智能交通领域无线传感器网络在智能交通领域的应用由于其低成本、易部署等优势备受关注。
在智能交通管理系统中，通过在道路上部署无线传感器节点，可以实时监测交通流量、道路状况等信息，并进行智能调度和路径规划，减少拥堵，提高交通效率。
此外，无线传感器网络还可以应用于无人驾驶技术中，提供实时的路况信息和障碍物检测，为无人驾驶车辆提供安全保障。
五、健康医疗领域无线传感器网络在健康医疗领域的应用日益普遍。
通过植入无线传感器节点，可以实时监测患者的体温、心率、血压等生理参数，并将数据传输到远程监测中心，实现远程医疗和实时监护。
此外，无线传感器网络还可以应用于老年人护理和疾病预防等方面，为人们的健康提供更好的保障。
六、安防监控领域无线传感器网络在安防监控领域中有着广泛的应用。
通过在建筑物、城市街道等关键区域部署无线传感器节点，可以实时监测和控制周围环境，例如可对火灾、入侵等异常情况进行快速响应，提高安全性。
面向物联网的无线传感器网络综述
-90-科学技术创新2019.06面向物联网的无线传感器网络综述陈雪敏（山东凯文科技职业学院，山东济南250200）摘要：在这个信息化技术飞速发展的时代，互联网在人们日常生活当中的重要性变得越来越高，已经成为了人们日常生活当中必不可少的一部分，并且对社会的发展起到了一定的促进作用。
随着社会的不断发展，以互联网所形成的物联网时代已经逐渐到来，在这个过程当中，无线传感器在网络当中的应用也变得越来越广泛。
为了更好地保证我国现代社会发展过程当中对网络运行所提出的要求，我们需要在激烈的市场竞争当中，对无线传感器的网络性能进行更好的保证。
因此，针对面向物联网的无线传感器网络综述进行分析。
关键词：物联网；无线传感器；发展中图分类号:TP212.9,TN929.5文献标识码：A文章编号:2096-4390（2019）06-0090-02本文将首先简单对物联网以及无线传感器进行分析，使人们能够对其有一个充分的了解，在此基础上，将深入探究面向物联网的无线传感器网络,希望能够对我国的整体发展起到促进作用。
1物联网与无线传感器的概述随着信息化时代的不断发展，物联网行业的发展也可以称为十分迅速，物联网作为新型计算机技术的一个重要组成部分，在整个信息技术发展应用的过程当中起到了十分重要的作用，我们所提到的物联网从本质上来说就是物与物之间的互联网，我们将这种物与物之间的互联网简称成为物联网，简单来说，这种物联网也是互联网的一种拓展网络其次,我们在使用物联网的过程当中就可以发现，物联网的用户端延伸以及拓展已经满足于各种物品与物品之间进行信息交换以及通信。
在当前网络发展的过程当中，无线传感器作为网络中的一种应用，使信息技术不断进行创新以及发展所产生的产物，我们将传感器应用到物联网当中，可以对网络环境更好的进行优化，以此来保证网络的整体安全性以及可靠性。
在整个无线传感器网络当中，我们可以通过传感器的节点来对一些所需要应用到的信息进行相应的收集以及监测，同时，还可以保证在信息数据发送的过程当中，更好的维信息的安全性提供相应的保障。
无线传感器网络综述文档资料
WSN的特征（续）
☆节点的限制 ※电池能量有限 ※通信能力有限 能量消耗和通信距离关系E正比于d (n).{2<n<4} ※计算和存储能力有限
12
WSN的特征（续）
☆传感器网络的特点：
大规模网络 自组织网络 动态性网络 可靠性网络 应用性相关的网络 以数据为中心的网络
13
WSN的应用
主要内容：
WSN概述 历史以及发展现状 WSN的体系结构 WSN的特征 WSN的应用 WSN的协议 关键技术 1 未来发展机遇展望
WSN概述
无线传感器网络（wireless sensor network, WSN）系统是当前在国际上备受关 注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的 前沿热点研究领域。它综合了传感器技术、嵌 入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分 布式信息处理技术等。
3
WSN概述（续）
影响力 ☆美国商业周刊和MIT技术评论在预测未来技 术发展报告中将无线传感器网络列为21世纪最 有影响的21项技术和改变世界的10大技术之 一。 ☆传感器网络被列为未来3大高科技产业一。 ☆美国的《技术评论》将无线传感器网络列为 第一项未来新兴技术。 ☆《商业周刊》 预测的未来4大新技术中，无
☆军事上的应用 传感器网络具有可快速部署、可自组织、隐蔽
性强和高容错性的特点，因此非常适合军事上 的应用。通过飞机或炮弹直接将传感器节点散 播到敌方阵地内部，或者在公共隔离带部署传 感网络，就能隐蔽而且近距离的准确收集战场 信息。 例:传感器网络已经成为美军事C4ISRT系统必 不可少的一部分。
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☆智能家居 家电和家具中嵌入传感器节点，通过无线网络 与Internet连在一起。为人提供人性化的家居 环境。 例：Avaak 提供一个只有1立方英寸大小的自 治产品。这个微型的无线视频平台包含有一节 电池、无线电、摄像相机、(彩色成像器加镜 头)、控制器、天线和温度传感器。（如图 ）
无线传感器网络综述1
简介1. 1什么是无线传感器网络无线传感器网络作为计算、通信和传感器三项技术相结合的产物,是一种全新的信息获取和处理技术。
由于近来微型制造的技术、通讯技术及电池技术的改进,促使微小的传感器可具有感应、无线通讯及处理信息的能力。
此类传感器不但能够感应及侦测环境的目标物及改变,并且可处理收集到的数据,并将处理过后的资料以无线传输的方式送到数据收集中心或基地台。
这些微型传感器通常由传感部件、数据处理部件和通信部件组成,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通过自组织的方式构成网络。
借助于节点中内置的形式多样的传感器测量所在周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号,从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等众多我们感兴趣的物质现象。
在通信方式上,虽然可以采用有线、无线、红外和光等多种形式,但一般认为短距离的无线低功率通信技术最适合传感器网络使用,一般称作无线传感器网络。
1. 2无线传感器网络的应用无线传感器网络节点的微处理能力和无线通信能力使无线传感器网络有广阔的应用前景,以下分为五大类加以描述其应用及潜力:a、军事应用b、生物环境监测c、健康应用d、家庭应用e、工业控制和监测1. 3无线传感器网络体系结构无线传感器网络体系结构由三个主要部分组成:传感节点,终端节点( Sink)和观察对象。
传感节点散布在观察区域内采集与观察对象相关的数据,并将协同处理后的数据传送到Sink。
Sink 可以通过Internet或通信卫星实现传感器网络与任务管理节点通信。
2传感器网络的安全机制安全是系统可用的前提,需要在保证通信安全的前提下,降低系统开销,研究可行的安全算法。
由于无线传感器网络受到的安全威胁和移动ad hoc网络不同,所以现有的网络安全机制无法应用于本领域,需要开发专门协议。
目前主要存在两种思路简介如下:一种思想是从维护路由安全的角度出发,寻找尽可能安全的路由以保证网络的安全。
物联网中的无线传感器网络技术综述
物联网中的无线传感器网络技术综述随着物联网（Internet of Things, IoT）的快速发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）作为支撑物联网的关键技术之一，取得了长足的发展。
本文将对物联网中的无线传感器网络技术进行综述，介绍其基本原理、应用领域以及面临的挑战。
1. 基本原理无线传感器网络是由大量分布式的无线传感器节点组成，节点间可以通过无线通信进行数据交换和协同工作。
节点一般由传感器、微处理器和无线通信模块组成，能够感知环境中的各种物理量并将数据传输至目标位置。
无线传感器网络的数据传输采用无线通信技术，常见的有Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等。
节点之间可以通过路由选择算法建立通信路径，实现数据的传输。
2. 应用领域无线传感器网络技术在物联网中有广泛的应用领域。
首先是环境监测领域，可以用于气象、大气污染、土壤湿度等环境参数的监测。
其次是农业领域，可以实现灌溉系统、养殖系统的远程监控和智能化管理。
再者是智能建筑和智能城市领域，通过无线传感器网络可以监控建筑物的温度、湿度、光照等参数，优化能源管理和提高居住舒适度。
此外，无线传感器网络还应用于交通管理、医疗保健、工业控制等领域。
3. 面临的挑战尽管无线传感器网络技术在物联网中有广泛的应用，但仍然面临一些挑战。
首先是能源限制问题，无线传感器节点常常由电池供电，在远程和分布式环境下很难更换电池。
因此如何降低节点功耗，延长网络寿命是一个重要的问题。
其次是网络安全问题，由于传感器网络中的节点数量很大，且分布广泛，容易受到黑客攻击和数据泄露。
因此，设计安全的通信协议和机制是至关重要的。
最后是网络拓扑和数据传输效率问题，如何设计合理的网络拓扑结构和路由算法，提高数据传输的效率和可靠性也是一个研究重点。
为了解决这些挑战，学术界和工业界提出了一系列的解决方案。
首先，研究人员通过优化传感器节点的功耗管理策略，改进了能源利用效率。
物联网中的无线传感器网络技术综述
物联网中的无线传感器网络技术综述无线传感器网络技术（Wireless Sensor Network, WSN）是物联网技术的重要组成部分之一，旨在将传感器和网络技术结合，实现小型节点的低成本、低功耗和高度智能化。
此类网络能够通过自组织方式自发地建立一个联合网络，旨在使物联网的应用更加深入、细致和准确。
本文将综述无线传感器网络技术在物联网中的应用，以及技术特点和发展趋势，为读者全面介绍无线传感器网络技术。
一、无线传感器网络技术概念及原理1.1 无线传感器网络简介传感器是物联网中非常重要的一种设备。
随着物联网技术的不断发展，传感器的应用范围越来越广泛，从工业生产到生活设备及各行各业中几乎无所不在。
然而，由于成本和能耗的限制，传感器的单体能力存在着极大的局限性。
为此，无线传感器网络技术横空出世，这项技术为传感器节点提供了一种联合使用的方式。
通过无线传感器网络技术，传感器节点在网络中进行数据交互和协作，从而实现远程监测和控制等多种应用。
1.2 无线传感器网络原理无线传感器节点由传感器、处理器、通信模块和电源组成。
在传感器网络中，节点彼此组合形成一个联机网络，节点之间之间通过无线方式进行数据交换。
无线传感器网络是典型的分布式系统，每个节点都可以与周围节点通信，通过传输能量和传输信息来完成网络应用。
在无线传感器网络中，传感器节点通过不断的自适应和自学习，定期地收集和分析周围环境的参数，形成一个感知环境的虚拟网络，从而为物联网应用提供有力支撑。
二、无线传感器网络技术的应用领域2.1 工业领域工业领域是典型的无线传感器网络应用领域之一。
在制造业中，无线传感器节点可以扮演重要角色，通过在生产过程中采集和分析数据，改善生产过程，提高生产效率，节省资源成本，加强产品质量控制等，其应用价值非常显著。
例如：在制造过程中，精确定位和测量配套设备的运行状态就可以由传感器节点来完成。
2.2 环境领域环境领域是另一个重要的无线传感器网络应用领域。
无线传感器网络综述_马祖长
Abstract: The architecture, characteristics and application fields of wireless sensors network are briefly introduced. Some hot spots including media access control protocols, power-aware routing schemes and nodes location are presented in detail. Open issues and development intends of sensors network are also discussed. Key words: wireless sensors network; survey; MAC protocols; multi-hop routing; nodes location
第4期
马祖长等：无线传感器网络综述
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(4) 卫生保健：可以在病人身上安装用于检测身体机能的传感器节点，这些信息汇总后， 传送给医生，进行及时处理，为远程医疗创造条件。
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无线传感器网络协议层次
自组织无线传感器网络通信协议主要包括物理层、数据链路层、网络层和传输层，无线 传感器网络自身的特点决定了它不能使用目前已经存在的一些标准协议，例如 IEEE 802.11 。 所以国外的研究工作者为无线传感器网络的各个层次都提出了一些解决方案， 但是总的来说， 到目前为止并没有形成被广泛认可的标准。 5.1 物理层 物理层负责载波频率产生、信号的调制解调等工作。节点的设计主要有两种方法，一种 是利用市场上可以获得的商业元器件构件传感器节点，如围绕 TinyOS 项目所设计的系列硬 件平台[3]；另一种方法是采用 MEMS 和集成电路技术，设计包含微处理器、通信电路、传感 器等模块的高度集成化传感器节点，如 智能尘埃(smart dust)[4]、 无线集成网络传感器(WINS)[5] 等。 无线传感器网络的载波媒体可能的选择包括红外线、激光和无线电波。为了提高网络的 环境适应性，所选择的传输媒体应该是在多数地区内都可以使用的。红外线的使用不需要申 请频段，不会受到电磁信号干扰，而且红外线收发器价格便宜。另外一种可能的通信方式是 激光，激光通信保密性强、速度快。但是红外线和激光通信的一个共同问题是要求发送器和 接收器在视线范围之内，这对于节点随机分布的无线传感器网络来说，难以实现，因而使用 受到了限制。 在国外已经建立起来的无线传感器网络中， 多数传感器节点的硬件设计多基于射频电路。 由于使用 902MHz 、2.4GHz 及 5.8GHz 的 ISM 频段在很多国家都不需要向无线电管理部门申 请，所以很多系统采用 ISM 频段作为载波频率。µAMPS[6]无线传感器节点使用与蓝牙兼容的 2.4GHz 射频收发器，其内部集成了频率震荡器。文献[4，7]介绍的低功率传感器节点都使用 916MHz 的射频收发器，无线集成网络传感器(WINS)采用的是 902~928MHz 和 2.4GHz 的载 波频率。 节点硬件的具体设计已经超过了本文的讨论范围，下面主要介绍无线传感器网络通信协 议的其他部分。 5.2 数据链路层 数据链路层负责媒体访问和错误控制。 媒体访问协议保证可靠的点对点和点对多点通信， 错误控制则保证源节点发出的信息可以完整、无误地到达目标节点。 5.2.1 媒体访问控制协议（MAC） 在传感区域内，成千上万的节点随机分布，MAC 协议要在节点之间建立链路，保证所 有的节点可以公平、有效的利用有限的带宽。传统的无线网络内，主要的评价指标有吞吐量、 带宽利用率、公平性和延时等，但是对于无线传感器网络来说，电源效率是第一位的，有时 甚至不惜牺牲其他方面，来获得更高的电源效率。 MAC 协议是一个非常活跃的研究领域， 研究者已经提出了很多的建议方案，这些协议可以大致划分为以随机竞争为基础和基于预约 的媒体访问控制协议。 (1) 以竞争为基础的 MAC 协议 IEEE 802.11 的 MAC 协议就是以竞争为基础的协议，它可以简单可靠地处理多跳网络中
无线传感器网络研究综述
无线传感器网络研究综述作者：黄月来源：《经济技术协作信息》 2018年第22期在目前我们应用的无线传感器，主要的特点有三个，首先是无线传感器具有小体积的优点，其次是无线传感器具有较低价格的特点，最后是无线传感器应用的电池含有检测功能和无线通信效能。
无线传感器的大范围应用，离不开上述三点特点被更广泛的认可。
无线传感器网络在实际的设计过程中，涉及到的科学技术多种多样，最主要的有三个，首选是传感技术，其次是嵌入式网络计算技术，最后是无线通信网络技术。
正是由于无线传感器的优点明显以及应用科学前沿，因此目前在世界范围内都受到了高度的关注，无线传感器网络技术更是世界上多学科交叉分析研究的热点技术。
多个无线传感器的有效协助就构成了无线传感器的整个网络构成，这样能够有效的实现实时检测以及相关数据的采集，通过数据的采集以及检测来有效的将数据汇总，然后通过无线网络的形式，将数据进行有效的传递，然后有效的达到数据的终端使用处，进而有效的在物理研究领域，计算机研究领域以及人类生活领域中构建一种联系，实现无线传感器网络的效能最大化。
一、无线传感器网络技术的主要特点l无线传感器网络技术在应用传感器上具有能效少，价格低以及高集成性的特点。
无线传感器网络技术在实际的应用过程中，并不是将传传感器连接到无线网络上这样简单，在技术上还是有其复杂性和独特性的。
随着我国微机系统技术和我国低能耗技术的发展，在很大程度上提升了我国传感器在节点上的创新和发展。
目前我国应用的无线传感器具有小体积，能耗少以及价格低的特点，同时无线传感器在很大程度上能够实现微型传感器的特性，例如执行器和传感处理器的功能都能够在无线传感器应用过程中有体现。
相较于传统形式的传感器，无线传感器在网络节点上的特点更加的明显和突出，节点的集成度非常好，这样能够让无线传感器的节点传递更加的高效。
2无线传感器网络技术具有更加密集的节点分布。
无线传感器网络技术在应用的过程中，有一个非常主要的特点在于能够在检测区域中进行大密度的节点放置，同时在节点布置的过程中，我们还能够根据节点的性能不同，类型不同进行高密度的布置。
无线传感器网络综述
科技信息
计算机与网络
2. 3 显示成绩部分 当做完题目, 我们单击文字“显示总成绩”, 就可以看到自己
选择题、填空题和总成绩的得分情况, 并且可以单击文字“重做 一次”, 来重新测验, 如图 3 显示成绩程序流程界面。 在“计算成
绩 ”计 算 图 标 中 统 计 分 数: sco re1: = sx 3 5, sco re2: = st 3 5, sco re: = sco re1+ sco re2
在早期的研究中, 人们认为对A d Hoc 网络协议稍加修改甚 至无需修改就可以直接应用于无线传感器网络。 但是随着研究
的深入, 人们逐渐认识到这两种网络具有许多不同的特点, 传感 器网络不能简单的借用 (所谓“传统的”)A d hoc 网络的协议。原 因有以下几方面:
(1) 无线传感器网络中的节点数量和分布密度远远超过以 往A d hoc 网络中的节点数, 而且传感器节点不一定具有全球唯 一的标识;
科技信息
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无线传感器网络综述
郑州大学升达经贸管理学院资讯管理系 周飞菲
[ 摘 要 ]20 世纪末, 随着 In ternet 技术、无线通信技术、电子信息技术的发展, 传感器技术日益朝着网络化、智能化的 方向发展。无线传感器网络正是适应这种发展需求而出现的, 它集传感器技术、微机电技术和网络通讯技术于一身, 具 有信息采集、处理和传输等功能。 本文主要对无线传感器网络的定义、结构及其应用领域和发展前景作一综合介绍。
[ 2 ]毕广吉. A u tho rw are 程序设计与典型实例[M ]. 人民邮 电出版社, 2004
[ 3 ]毕广吉. A u tho rw are 变量、函数、控件手册与范例[M ]. 电子工业出版社, 2003
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收稿日期：2003-08-18；修订日期：2004-02-03
第4期
马祖长等：无线传感器网络综述
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本文介绍了无线传感器网络体系结构、特点、应用领域以及传感器节点的硬件组成，分 析了无线传感器网络的物理层、数据链路层、网络层、传输层协议和节点定位算法的研究现 状，最后初步探讨了无线传感器网络领域内存在的问题和发展方向。
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无线传感器网络的应用领域
由于无线传感器网络的特殊性，其应用领域与普通通信网络有着显著的区别，主要包括 以下几类。 (1) 军事应用。军事应用是无线传感器网络技术的主要应用领域，由于其特有的无需架 设网络设施、可快速展开、抗毁性强等特点，是数字人战场无线数据通信的首选技术，是军 队在敌对区域中获取情报的重要技术手段。 (2) 紧急和临时场合。在发生了地震、水灾、强热带风暴或遭受其他灾难打击后，固定 的通信网络设施（如有线通信网络、蜂窝移动通信网络的基站等网络设施、卫星通信地球站 以及微波接力站等）可能被全部摧毁或无法正常工作，对于抢险救灾来说，这时就需要无线 传感器网络这种不依赖任何固定网络设施、能快速布设的自组织网络技术。边远或偏僻野外 地区、植被不能破坏的自然保护区，无法采用固定或预设的网络设施进行通信，也可以采用 无线传感器网络来进行信号采集与处理。无线传感器网络的快速展开和自组织特点，是这些 场合通信的最佳选择。 (3) 大型设备的监控：在一些大型设备中，需要对一些关键部件的技术参数进行监控， 以掌握设备的运行情况。在不便于安装有线传感器的情况下，无线传感器网络就可以作为一 个可选的通信手段。
摘
要：简要介绍了无线传感器网络体系结构、特点和应用领域。总结了无线传感器网络媒体访
问控制协议、节能路由算法和节点定位的研究成果，探讨了存在的问题和今后发展的方向。 关键词：无线传感器网络；综述；MAC 协议；多跳路由；节点定位1 中图分类号：TN919.2 文献标识码：A 文章编号：1000-436X(2004)04-0114-11
传感器 电池及电源管理电路 存储器
信号调理电路
AD 转换器 图2
微处理器
射频模块
无线传感器网络节点结构图
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无线传感器网络特点
目前常见的无线网络包括移动通信网、无线局域网、蓝牙网络、Ad hoc 网络等，与这些
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通
信
学
报
2004 年
网络相比，无线传感器网络具有以下特点[1, 2]： (1) 硬件资源有限。节点由于受价格、体积和功耗的限制，其计算能力、程序空间和内 存空间比普通的计算机功能要弱很多。这一点决定了在节点操作系统设计中，协议层次不能 太复杂。 (2) 电源容量有限。网络节点由电池供电，电池的容量一般不是很大。其特殊的应用领 域决定了在使用过程中，不能给电池充电或更换电池，一旦电池能量用完，这个节点也就失 去了作用 （死亡） 。 因此在传感器网络设计过程中， 任何技术和协议的使用都要以节能为前提。 (3) 无中心。无线传感器网络中没有严格的控制中心，所有结点地位平等，是一个对等 式网络。结点可以随时加入或离开网络，任何结点的故障不会影响整个网络的运行，具有很 强的抗毁性。 (4) 自组织。网络的布设和展开无需依赖于任何预设的网络设施，节点通过分层协议和 分布式算法协调各自的行为，节点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。 (5) 多跳路由。网络中节点通信距离有限，一般在几百米范围内，节点只能与它的邻居 直接通信。如果希望与其射频覆盖范围之外的节点进行通信， 则需要通过中间节点进行路由。 固定网络的多跳路由使用网关和路由器来实现，而无线传感器网络中的多跳路由是由普通网 络节点完成的，没有专门的路由设备。这样每个节点既可以是信息的发起者，也是信息的转 发者。 (6) 动态拓扑。无线传感器网络是一个动态的网络，节点可以随处移动；一个节点可能 会因为电池能量耗尽或其他故障，退出网络运行；一个节点也可能由于工作的需要而被添加 到网络中。 这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化，因此网络应该具有动态拓扑组织功能。 (7) 节点数量众多，分布密集。为了对一个区域执行监测任务，往往有成千上万传感器 节点空投到该区域。传感器节点分布非常密集，利用节点之间高度连接性来保证系统的容错 性和抗毁性。
网关
互联网、卫星或 移动通信网络
监控中心 检测区域 图1 传感器节点
无线传感器网络通信体系结构图
在不同的应用中，传感器节点设计也各不相同，但是它们的基本结构是一样的。节点的 典型硬件结构如图 2 所示，主要包括电池及电源管理电路、传感器、信号调理电路、AD 转 换器件、存储器、微处理器和射频模块等。节点采用电池供电，一旦电源耗尽，节点就失去 了工作能力。为了最大限度的节约电源，在硬件设计方面，要尽量采用低功耗器件，在没有 通信任务的时候，切断射频部分电源；在软件设计方面，各层通信协议都应该以节能为中心， 必要时可以牺牲其他的一些网络性能指标，以获得更高的电源效率。
Survey on wireless sensors network
MA Zu-chang1,2 , SUN Yi-ning1 , MEI Tao1
(1. Inst of Intelligent Machines, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031,China; 2. Dept of Precision Machinery and Instrumentation, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China)
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无线传感器网络体系结构
无线传感器网络典型的体系结构如图 1 所示。节点具有传感、信号处理和无线通信功能， 它们既是信息包的发起者，也是信息包的转发者。通过网络自组织和多跳路由，将数据向网 关发送。网关可以使用多种方式与外部网络通信，如 Internet、卫星或移动通信网络等等，大 规模的应用可能使用多个网关。 节点由于受到体积、价格和电源供给等因素的限制，通信距离较短，只能与自己通信范 围内的邻居交换数据。要访问通信范围以外的节点，必须使用多跳路由。为了保证网络内大 多数节点都可以与网关建立无线链路，节点的分布要相当的密集。
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简介
无线传感器网络是一种特殊的 Ad-hoc 网络[1]，可应用于布线和电源供给困难的区域、人 员不能到达的区域（如受到污染、环境不能被破坏或敌对区域）和一些临时场合（如发生自 然灾害时，固定通信网络被破坏）等。它不需要固定网络支持，具有快速展开，抗毁性强等 特点，可广泛应用于军事、工业、交通、环保等领域，引起了人们广泛关注。 无线传感器网络典型工作方式如下：使用飞行器将大量传感器节点（数量从几百到几千 个）抛撒到感兴趣区域，节点通过自组织快速形成一个无线网络。节点既是信息的采集和发 出者，也充当信息的路由者，采集的数据通过多跳路由到达网关。网关（一些文献也称为 Sink node）是一个特殊的节点，可以通过 Internet、移动通信网络、卫星等与监控中心通信。也可 以利用无人机飞越网络上空，通过网关采集数据。 目前无线传感器网络尚处于研究阶段，为了加快其实用化进程，国外建设了很多演示系 统，相关的理论研究成果也很多。近年来，国内一些科研院所和高校也开展了无线传感器网 络理论和应用的研究，从可以获得的文献资料来看，基本处于起步阶段。
Abstract: The architecture, characteristics and application fields of wireless sensors network are briefly introduced. Some hot spots including media access control protocols, power-aware routing schemes and nodes location are presented in detail. Open issues and development intends of sensors network are also discussed. Key words: wireless sensors network; survey; MAC protocols; multi-hop routing; nodes location
2004 年 4 月 第 25 卷 第 4 期
通
信
学
报
JOURNAL OF CHINA INSTITUTE OF COMMUNICATIONS
Vol.25 No.4 April 2004
无线传感器网络综述
马祖长 1, 2 ，孙怡宁 1 ，梅涛 1
（1. 中科院合肥智能机械研究所，安徽 合肥 230031；2. 中国科学技术大学 精密仪器系，安徽 合肥 230026）
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(4) 卫生保健：可以在病人身上安装用于检测身体机能的传感器节点，这些信息汇总后， 传送给医生，进行及时处理，为远程医疗创造条件。
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无线传感器网络协议层次
自组织无线传感器网络通信协议主要包括物理层、数据链路层、网络层和传输层，无线 传感器网络自身的特点决定了它不能使用目前已经存在的一些标准协议，例如 IEEE 802.11 。 所以国外的研究工作者为无线传感器网络的各个层次都提出了一些解决方案， 但是总的来说， 到目前为止并没有形成被广泛认可的标准。 5.1 物理层 物理层负责载波频率产生、信号的调制解调等工作。节点的设计主要有两种方法，一种 是利用市场上可以获得的商业元器件构件传感器节点，如围绕 TinyOS 项目所设计的系列硬 件平台[3]；另一种方法是采用 MEMS 和集成电路技术，设计包含微处理器、通信电路、传感 器等模块的高度集成化传感器节点，如 智能尘埃(smart dust)[4]、 无线集成网络传感器(WINS)[5] 等。 无线传感器网络的载波媒体可能的选择包括红外线、激光和无线电波。为了提高网络的 环境适应性，所选择的传输媒体应该是在多数地区内都可以使用的。红外线的使用不需要申 请频段，不会受到电磁信号干扰，而且红外线收发器价格便宜。另外一种可能的通信方式是 激光，激光通信保密性强、速度快。但是红外线和激光通信的一个共同问题是要求发送器和 接收器在视线范围之内，这对于节点随机分布的无线传感器网络来说，难以实现，因而使用 受到了限制。 在国外已经建立起来的无线传感器网络中， 多数传感器节点的硬件设计多基于射频电路。 由于使用 902MHz 、2.4GHz 及 5.8GHz 的 ISM 频段在很多国家都不需要向无线电管理部门申 请，所以很多系统采用 ISM 频段作为载波频率。µAMPS[6]无线传感器节点使用与蓝牙兼容的 2.4GHz 射频收发器，其内部集成了频率震荡器。文献[4，7]介绍的低功率传感器节点都使用 916MHz 的射频收发器，无线集成网络传感器(WINS)采用的是 902~928MHz 和 2.4GHz 的载 波频率。 节点硬件的具体设计已经超过了本文的讨论范围，下面主要介绍无线传感器网络通信协 议的其他部分。 5.2 数据链路层 数据链路层负责媒体访问和错误控制。 媒体访问协议保证可靠的点对点和点对多点通信， 错误控制则保证源节点发出的信息可以完整、无误地到达目标节点。 5.2.1 媒体访问控制协议（MAC） 在传感区域内，成千上万的节点随机分布，MAC 协议要在节点之间建立链路，保证所 有的节点可以公平、有效的利用有限的带宽。传统的无线网络内，主要的评价指标有吞吐量、 带宽利用率、公平性和延时等，但是对于无线传感器网络来说，电源效率是第一位活跃的研究领域， 研究者已经提出了很多的建议方案，这些协议可以大致划分为以随机竞争为基础和基于预约 的媒体访问控制协议。 (1) 以竞争为基础的 MAC 协议 IEEE 802.11 的 MAC 协议就是以竞争为基础的协议，它可以简单可靠地处理多跳网络中