無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)幫助監測森林火災

　　1.2 路由協(xié)議

　　路由協(xié)議負責將數據分組從源節點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )轉發(fā)到目的節點(diǎn)，它主要包括兩個(gè)方面的功能：尋找源節點(diǎn)和目的節點(diǎn)間的優(yōu)化路徑，將數據分組沿著(zhù)優(yōu)化路徑正確轉發(fā)。在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中，節點(diǎn)能量有限且一般沒(méi)有能量補充，因此路由協(xié)議需要高效利用能量，同時(shí)，傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)數目往往很大。節點(diǎn)只能獲取局部拓撲結構信息，路由協(xié)議要能在局部網(wǎng)絡(luò )信息的基礎上選擇合適的路徑。傳感器網(wǎng)絡(luò )具有很強的應用相關(guān)性，不同應用中的路由協(xié)議可能相差很大，沒(méi)有一個(gè)通用的路由協(xié)議。此外，傳感器網(wǎng)絡(luò )的路由機制還經(jīng)常與數據融合技術(shù)聯(lián)系在一起，通過(guò)減少通信量而節省能量。因此，傳統無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的路由協(xié)議不適應于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )。相對于傳統無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò )而言，傳統無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò )研究的重點(diǎn)放在無(wú)線(xiàn)通訊的服務(wù)質(zhì)量（Qos）上，而無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)是隨機分布，電池供電，因此目前無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )路由協(xié)議的研究重點(diǎn)是放在如何提高能量效率上，當前流行的幾個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的路由協(xié)議有：泛洪協(xié)議、Gossiping協(xié)議、SPIN協(xié)議、定向擴散（DirectedDi舶sion）協(xié)議、LEACH協(xié)議等閉。

　　1.3 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )管理技術(shù)

　　在傳感器網(wǎng)絡(luò )中，傳感器節點(diǎn)是體積微小的嵌入式設備，采用能量有限的電池供電，它的計算能力和通信能力十分有限，所以除了要設計能量高效的MAC協(xié)議、路由協(xié)議以及應用層協(xié)議之外，還要設計優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò )拓撲控制機制。對于自組織的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )而言，網(wǎng)絡(luò )拓撲結構控制對網(wǎng)絡(luò )性能影響很大。良好的拓撲結構能夠提高路由協(xié)議和MAC協(xié)議的效率，為數據融合、時(shí)間同步和目標定位等很多方面提供基礎，有利于延長(cháng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的生存時(shí)間。所以，拓撲控制是傳感器網(wǎng)絡(luò )中的一個(gè)基本問(wèn)題。

　　傳感器網(wǎng)絡(luò )拓撲控制主要研究的問(wèn)題是：在滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )覆蓋度和連通度的前提下，通過(guò)功率控制和骨干網(wǎng)節點(diǎn)選擇，剔除節點(diǎn)之間不必要的通信鏈路，形成一個(gè)數據轉發(fā)的優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )結構。具體地講，傳感器網(wǎng)絡(luò )中的拓撲控制按照研究方向可以分為兩類(lèi)：節點(diǎn)功率控制和層次型拓撲結構組織。功率控制機制調節網(wǎng)絡(luò )中每個(gè)節點(diǎn)的發(fā)射功率，在滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )連通度的前提下，均衡節點(diǎn)的單跳可達鄰居數目。層次型拓撲結構控制利用分簇機制，讓一些節點(diǎn)作為簇頭節點(diǎn)，由簇頭節點(diǎn)形成一個(gè)處理并轉發(fā)數據的骨干網(wǎng)，其他非骨干網(wǎng)節點(diǎn)可以暫時(shí)關(guān)閉通信模塊，進(jìn)入休眠狀態(tài)以節省能量?，F在的拓撲控制研究的發(fā)展趨勢是以實(shí)際應用為背景，多種機制結合使用，強調網(wǎng)絡(luò )拓撲控制的自適應性和魯棒性，在保證網(wǎng)絡(luò )連通性和覆蓋性的前提下，提高網(wǎng)絡(luò )通信的效率，最大限度地節省能量來(lái)延長(cháng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的生存時(shí)間?？紤]到不同的應用背景各有特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò )生存時(shí)間，一般都會(huì )綜合使用拓撲控制。

　　2 系統設計方案

　　整個(gè)系統由若干無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)、基站和用戶(hù)等組成，如圖2所示。