民用領(lǐng)域的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )解析方案

什么是傳感器網(wǎng)絡(luò )?

傳感器網(wǎng)絡(luò )是由許多在空間上分布的自動(dòng)裝置組成的一種計算機網(wǎng)絡(luò )，這些裝置使用傳感器協(xié)作地監控不同位置的物理或環(huán)境狀況(比如溫度、聲音、振動(dòng)、壓力、運動(dòng)或污染物)。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展最初起源于戰場(chǎng)監測等軍事應用。而現今無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )被應用于很多民用領(lǐng)域，如環(huán)境與生態(tài)監測、健康監護、家庭自動(dòng)化、以及交通控制等。

傳感器網(wǎng)絡(luò )的原理

傳感器網(wǎng)絡(luò )的每個(gè)節點(diǎn)除配備了一個(gè)或多個(gè)傳感器之外，還裝備了一個(gè)無(wú)線(xiàn)電收發(fā)器、一個(gè)很小的微控制器和一個(gè)能源(通常為電池)。單個(gè)傳感器節點(diǎn)的尺寸大到一個(gè)鞋盒，小到一粒塵埃。傳感器節點(diǎn)的成本也是不定的，從幾百美元到幾美分，這取決于傳感器網(wǎng)絡(luò )的規模以及單個(gè)傳感器節點(diǎn)所需的復雜度。傳感器節點(diǎn)尺寸與復雜度的限制決定了能量、存儲、計算速度與頻寬的受限。 　　在計算機科學(xué)領(lǐng)域，傳感器網(wǎng)絡(luò )是一個(gè)研究熱點(diǎn)，每年都會(huì )召開(kāi)很多的研討會(huì )和國際會(huì )議。

傳感器網(wǎng)絡(luò )的作用

傳感器網(wǎng)絡(luò )主要包括三個(gè)方面：感應、通訊、計算(硬件、軟件、算法)。其中的關(guān)鍵技術(shù)主要有無(wú)線(xiàn)數據庫技術(shù)，比如使用在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的查詢(xún)，和用于和其它傳感器通訊的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，特別是多次跳躍路由協(xié)議。例如摩托羅拉使用在家庭控制系統中的ZigBee無(wú)線(xiàn)協(xié)議。

傳感器網(wǎng)絡(luò )體系結構

傳感器網(wǎng)絡(luò )系統通常包括傳感器節點(diǎn)(sensor)、匯聚節點(diǎn)(sink node)和管理節點(diǎn)。大量傳感器節點(diǎn)隨機部署在監測區域(sensor field)內部或附近，能夠通過(guò)自組織方式構成網(wǎng)絡(luò )。傳感器節點(diǎn)監測的數據沿著(zhù)其他傳感器節點(diǎn)逐跳地進(jìn)行傳輸，在傳輸過(guò)程中監測數據可能被多個(gè)節點(diǎn)處理，經(jīng)過(guò)多跳后路由到匯聚節點(diǎn)，最后通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或衛星到達管理節點(diǎn)。用戶(hù)通過(guò)管理節點(diǎn)對傳感器網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行配置和管理，發(fā)布監測任務(wù)以及收集監測數據。