序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇無線傳感網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

    論文摘要:本文首先介紹無線傳感器網(wǎng)絡的基本概念，對無線傳感器網(wǎng)絡應用于深空探測所必須解決的一些關(guān)鍵技術(shù)做出較詳細的分析，并從理論上給出了能量問題的解決方案。

0概述

    無線傳感器網(wǎng)絡是當前在國際上備受關(guān)注的、涉及多學科高度交叉、知識高度集成的前沿熱點研究領域，它綜合了傳感器技術(shù)、嵌人式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作實時監(jiān)測感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，這些信息盈過無線方式被發(fā)送，并以自組織多跳的網(wǎng)絡方式傳送到處理終端，從而實現(xiàn)物理世界、計算世界以及人類社會三元世界的連通. mems支持下的微小傳感器技術(shù)和節(jié)點間的無線通信能力為無線傳感器網(wǎng)絡賦予了廣闊的應用前景，在深空探測方面，無線傳感器網(wǎng)絡有著得天獨厚的技術(shù)優(yōu)勢。借助于航天器布撒的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點實現(xiàn)對星球表明長時間的監(jiān)測，應該是一種經(jīng)濟可行的方案。nasa的jpl ( jetpropulsion  laboratory)實驗室研制的sensorwebs’ 就是為將來的火星探測進行技術(shù)準備的，已在佛羅里達宇航中心周圍的環(huán)境監(jiān)測項目中進行測試和完善。本文首先介紹無線傳感器網(wǎng)絡的基本概念，然后對無線傳感器網(wǎng)絡應用于深空探測所必須解決的一些關(guān)鍵技術(shù)做出較詳細的分析，并從理論上給出了能量問題的解決方案。

1無線傳感器網(wǎng)絡的基本概念

    圖1所示為一個典型的傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括分布式傳感器節(jié)點(群)、接收發(fā)送器、無線網(wǎng)絡和遠程控制管理中心等。其中，傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的基本組成包括如下4個基本單元:傳感單元(由傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換功能模塊組成)、處理單元(包括cpu，存儲器、嵌入式操作系統(tǒng)等)、通信單元(由無線通信模塊組成)以及電源。此外，可以選擇的其他功能單元包括:定位系統(tǒng)、移動系統(tǒng)以及電源自供電系統(tǒng)等。在傳感器網(wǎng)絡中，節(jié)點可以通過飛機布撒或人工布置等方式，大量部署在被感知對象內(nèi)部或者附近。這些節(jié)點通過自組織方式構(gòu)成無線網(wǎng)絡，以協(xié)作的方式實時感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中的信息，并通過多跳網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)經(jīng)由sink節(jié)點(接收發(fā)送器)鏈路將整個區(qū)域內(nèi)的信息傳送到遠程控制管理中心。反之，遠程管理中心也可以對網(wǎng)絡節(jié)點進行實時控制和操縱。

    傳感器網(wǎng)絡節(jié)點為一個微型化的嵌人式系統(tǒng)，構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng)絡的基礎層支持平臺。目前國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)了許多種網(wǎng)絡節(jié)點的設計，它們在實現(xiàn)原理上是相似的，只是分別采用了不同的微處理器或者不同的通信或協(xié)議方式，比如采用自定義協(xié)議、802. 11協(xié)議、zigbee協(xié)議、藍牙協(xié)議以及uwb通信方式等。典型的節(jié)點包括berkeley  motes，sensoria  wins，berkeley  pico-nodes， mit uamps，smartmesh dust mote，intelimote以及intel xscale nodes,  ictcas/hkust的buds等。

2無線傳感器網(wǎng)絡應用于深空探測的一些關(guān)鍵技術(shù)

2.1物理層

    物理層的研究主要涉及無線傳感器網(wǎng)絡采用的傳輸媒體、頻段選擇以及調(diào)制方式。目前，采用的傳輸媒體主要有:無線電、紅外線、光波等。

    無線電傳輸是目前無線傳感器網(wǎng)絡采用的主流傳輸方式，需要解決的問題有:頻段選擇、節(jié)能的編碼方式、調(diào)制算法設計等。在頻段選擇方面，ism頻段由于具有無需注冊、具有大范圍的可選頻段、沒有特定的標準、可以靈活使用的優(yōu)點，被人們普遍采用。與無線電傳輸相比，紅外線、光波傳輸則具有不需要復雜的調(diào)制解調(diào)機制，接收器電路簡單，單位數(shù)據(jù)傳輸功耗小等優(yōu)點。但由于不能穿透非透明物體，只能在一些特殊的系統(tǒng)中使用。

    外層空間是一個非常惡劣的環(huán)境，由于沒有地球大氣層和臭氧層的保護，空間溫差變化很大，各種輻射強烈，大大小小的流星橫行，用于深空探測的無線傳感器網(wǎng)絡必須能夠在惡劣環(huán)境(振動、加速度、高真空、低溫、粒子輻射等)下工作。因此用于深空探測的無線傳感器網(wǎng)絡物理層一個極其重要的研究方向是:研究抗強電磁干擾、抗大沖擊、高過載、能夠適應極高、極低的溫度環(huán)境的無線傳感器網(wǎng)絡電路設計方法。

2. 2傳輸層

    現(xiàn)階段對傳輸控制的研究主要集中于錯誤恢復機制。參考文獻分析了端到端錯誤恢復機制在無線多跳網(wǎng)絡中的性能。仿真表明，隨著無線信道質(zhì)量的下降(信道錯誤率從i%上升到50%),端到端錯誤恢復機制的性能下降很快(發(fā)送成功率從90%下降到接近0)。

    目前，用于深空探測的無線傳感器網(wǎng)絡傳輸層的研究迫切需要解決的間題有:如何在深空振動、加速度、高真空、低溫、粒子輻射等惡劣環(huán)境下，在拓撲結(jié)構(gòu)、信道質(zhì)量動態(tài)變化的條件下，為上層應用提供節(jié)能、可靠、實時性高的數(shù)據(jù)傳輸服務。

2. 3能量問題

    能源問題是無線傳感器網(wǎng)絡面臨的最大挑戰(zhàn)，傳感器節(jié)點的小尺寸限制了其攜帶的能量，進而限制了網(wǎng)絡的使用壽命。用于深空探測的無線傳感器節(jié)點處于無法接近的場所，導致無法頻繁的更換節(jié)點的電源。

    深空環(huán)境下能源問題的解決有以下兩個研究方向:

    第一個方向是采用再生能源為節(jié)點供電。但是節(jié)點所處的環(huán)境對再生能源的獲取有很大的影響，必須根據(jù)不同的環(huán)境設計不同的獲取再生能源的方法。

    ①對于圍繞恒星運轉(zhuǎn)，無陰陽面之分的星球和如月球等有陰陽面之分的星球的陽面，可以考慮利用太陽能電池和溫差效益發(fā)動機來為節(jié)點提供能量。

    ②對于布散在有陰陽面之分的星球陰面的節(jié)點，由于不能接受到恒星的能量、常年溫度很低，前面所說的太陽能源和溫差效益在這種情況下無法利用，可以考慮如圖2的一種獲取能量的方法:

    如示意圖2所示，布散在陰面的節(jié)點，可以利用人造行星反射恒星能量，然后利用太陽能源來獲得節(jié)點的供電。

   另外一個方向是從系統(tǒng)的角度采用采取節(jié)能措施，可以從以下兩方面考慮:

   ①考慮到深空環(huán)境的溫差變化很大，最低溫度可能接近絕對零度。在這種情況下，可以考慮利用半導體材料的超導現(xiàn)象，節(jié)約能量。

    ②采用低功耗的能源高效器件、節(jié)能措施，從物理層面上延長節(jié)點使用壽命。低功耗與能源高效的區(qū)別是:低功耗用于度量每種時鐘器件所消耗的功率，能源高效則用于度量執(zhí)行每條指令器件所消耗的功率。

    從系統(tǒng)角度出發(fā)節(jié)省功耗，需要實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)有:

    (1)動態(tài)功率管理(dynamic power manage-ment，簡稱dpm)。

    在多數(shù)傳感器網(wǎng)絡的應用中，監(jiān)測事件具有很強的偶然性，節(jié)點上所有的工作單元沒有必要時刻保持正常工作狀態(tài)，處于休眠狀態(tài)，甚至完全關(guān)閉，必要時加以喚醒是一種有效的系統(tǒng)節(jié)能方案。

    (2)動態(tài)電壓調(diào)度

    在文獻中，有c. lm等人提出的動態(tài)電壓調(diào)度策略的主要原理是基于負載狀態(tài)動態(tài)調(diào)節(jié)供電電壓來減少系統(tǒng)功耗，并被應用到pda之類的個人移動設備上。在文獻中，提出了如圖3所示的功率控制原理圖。節(jié)點上的嵌人式操作系統(tǒng)負責調(diào)度來自不同任務隊列的請求接受任務，并實時監(jiān)控處理器的利用率和任務隊列的長度，負載觀測器依據(jù)這兩參數(shù)的序列計算負載的標稱值w，直流/直流變換器參照該值輸出幅度為a的電壓，支持處理器的正常工作。這構(gòu)成了一個典型的閉環(huán)反饋系統(tǒng)。控制理論中成熟的方法可以為該系統(tǒng)各個模塊的設計提供有力的支持。

2. 4其他關(guān)鍵技術(shù)

    除了以上問題外，還有許多關(guān)鍵技術(shù)必須注意，主要集中在網(wǎng)絡拓撲協(xié)議和應用相關(guān)的共性技術(shù)上。文章由于篇幅的限制，在此不做詳細的說明。

3結(jié)論

篇(2)

關(guān)鍵詞：WIFI WSN 異構(gòu)網(wǎng)絡 動態(tài)覆蓋

引言

礦山工業(yè)是國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，對經(jīng)濟發(fā)展具有重要作用。隨著國家對礦山安全重視程度不斷加強，礦山企業(yè)陸續(xù)建立起各種安全監(jiān)測，對保障礦山安全和生產(chǎn)起了重要作用。

近幾年礦井建設的工業(yè)以太網(wǎng)綜合自動化系統(tǒng)，利用環(huán)網(wǎng)增強通信的冗余性，建立了實時、可靠的傳輸骨干承載網(wǎng)。由于礦山井下作業(yè)環(huán)境復雜，有線通信網(wǎng)絡無法達到一些區(qū)域，有限的監(jiān)測點無法全方位監(jiān)測采掘工作面等安全關(guān)鍵區(qū)域的災害信息，現(xiàn)有的有線通信網(wǎng)在礦山井下范圍內(nèi)存在“盲區(qū)”，無法實現(xiàn)對工作面等關(guān)鍵區(qū)域的通信覆蓋。

在礦山復雜環(huán)境條件下，高效、動態(tài)、靈活的組網(wǎng)與實時可靠的信息傳輸技術(shù)對無線傳感器網(wǎng)絡應用至關(guān)重要。作為無線傳感器網(wǎng)絡重要支撐技術(shù)，動態(tài)組網(wǎng)技術(shù)的研究是無線傳感器網(wǎng)絡的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的理論基礎，為無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信和節(jié)點標識提供保證。隨著WIFI技術(shù)的發(fā)展，對基于WIFI和WSN的實時數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)機制、實時滿足的帶寬預留機制、高可靠多跳組網(wǎng)技術(shù)與網(wǎng)絡冗余技術(shù)開展研究，可以有效地解決礦山無線網(wǎng)絡多跳數(shù)據(jù)、視頻傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)問題。

1、復雜環(huán)境下異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)

礦井無線傳感器網(wǎng)絡通常在惡劣、高危工作環(huán)境中，需要工作在地下，水，巖石以及各種混合介質(zhì)的情況下，與一般的無線傳感器網(wǎng)絡工作條件存在巨大差異，需要對網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)以及組網(wǎng)協(xié)議進行高效設計。

針對巷道/工作面的長形隧道的空間特點，研究礦井立體空間的覆蓋控制、拓撲結(jié)構(gòu)以及相關(guān)協(xié)議。在技術(shù)路線方面，擬采用圖論、隨機過程等數(shù)學工具和OPNET仿真軟件，通過理論分析、計算機仿真來建立模型，進行仿真研究。在保證系統(tǒng)連通性的前提下實現(xiàn)最小能量覆蓋控制，實現(xiàn)網(wǎng)絡協(xié)議的交叉層設計。

擬采用平面結(jié)構(gòu)與層次結(jié)構(gòu)相結(jié)合的，兼有兩者優(yōu)點的新型網(wǎng)絡協(xié)議，主要研究如何在平面結(jié)構(gòu)中引入“虛擬簇”的概念，減少拓撲生成過程中使用的控制報文，降低網(wǎng)絡通信開銷。

開發(fā)一種平面路由協(xié)議和層次路由協(xié)議相結(jié)合的新型協(xié)議。即在主干路由節(jié)點中使用平面路由協(xié)議，在sink節(jié)點中使用層次路由模型。這樣可以充分利用兩種協(xié)議的優(yōu)點。主干路由節(jié)點基本呈線性撒布，節(jié)點位置固定，使用平面路由協(xié)議完全可以勝任，同時資源消耗也較小。Sink節(jié)點在礦井中一般呈平面或立體分布，撒布密度大，位置變化頻繁，適合使用層次路由模型，從而降低信息的傳輸時延，并簡化節(jié)點的狀態(tài)維護。

要求網(wǎng)絡與協(xié)議具有自適應能力, 提出靈活、動態(tài)的網(wǎng)絡和協(xié)議以適應物理層自適應調(diào)制、編碼和接入方案。實現(xiàn)礦井無線地下傳感器網(wǎng)絡的有效覆蓋和連通性保持控制及快速自組網(wǎng)重構(gòu)。給出有效的障礙（Hazard）避免算法及變功率技術(shù)，以及在工作面、掘進面、采空區(qū)和順槽等區(qū)域保證覆蓋和連通性的有效方法。

2、無線傳感器網(wǎng)絡動態(tài)休眠與組網(wǎng)問題

在大規(guī)模的應用場景下，節(jié)點的休眠必須考慮到網(wǎng)絡的整體覆蓋率，保證重要區(qū)域的有效覆蓋；但傳統(tǒng)的休眠機制通常導致傳輸數(shù)據(jù)延時的增加，并不適用于及時檢測突發(fā)事件的發(fā)生，也無法對網(wǎng)絡中某個節(jié)點進行控制，因此研究動態(tài)休眠機制，節(jié)約網(wǎng)絡消耗的能量，同時保證網(wǎng)絡覆蓋率，保證對突發(fā)事件的及時響應是研究無線傳感器網(wǎng)絡休眠需要解決的問題。

為了實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡的動態(tài)休眠，我們采取的是主動喚醒與等待相結(jié)合的機制，傳感器網(wǎng)絡部署以后，將網(wǎng)絡分成大小不一的區(qū)域，設置區(qū)域首節(jié)點，并由其負責區(qū)域內(nèi)節(jié)點的休眠調(diào)度，區(qū)域首節(jié)點之間由Sink節(jié)點負責協(xié)調(diào)休眠調(diào)度，這樣采用一種合理的休眠調(diào)度算法，保證網(wǎng)絡覆蓋同時達到休眠節(jié)約能量的目的。

3、基于WIFI和WSN的礦井無線通信與救援支撐平臺

傳感器網(wǎng)絡硬件平臺的設計主要是傳感器節(jié)點的設計，研究設計出具有微型化、擴展性和靈活性、穩(wěn)定性和安全性及低成本特點的傳感器節(jié)點。研究無線傳感器網(wǎng)絡中間件技術(shù)，建立無線測控網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)信息采集自動部署、自組織 傳輸和智能控制。

3.1信息感知節(jié)點硬件系統(tǒng)

在系統(tǒng)和國外相應產(chǎn)品的基礎上，選擇功耗低、尺寸小、性能優(yōu)良的處理器、無線收發(fā)和存儲芯片，設計構(gòu)建適用于礦井環(huán)境下的信息感知節(jié)點的硬件框架，并實現(xiàn)信息感知節(jié)點的硬件設計，信息感知節(jié)點基本配置示意如上圖所示。同時密切關(guān)注超寬帶和IEEE802.15.4等技術(shù)的發(fā)展，并尋求應用到網(wǎng)絡中的可能性。

3.2接入網(wǎng)關(guān)

接入網(wǎng)關(guān)sink應具有無線收發(fā)和接入煤礦通信網(wǎng)絡的能力。依據(jù)目前煤礦通信網(wǎng)絡采用環(huán)形冗余工業(yè)以太網(wǎng)的實際，如圖示，設計的sink使用的32位ARM9芯片作為系統(tǒng)控制核心，采用嵌入式Linux實時操作系統(tǒng)，支持10/100M以太網(wǎng)接口，而且增加了必要的數(shù)據(jù)采集和處理部分。

4、結(jié)語

通過wsn動態(tài)組網(wǎng)與傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究為建立煤礦監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)1、長期獲取煤礦巷道各種參數(shù)信息；2、對煤礦爆炸等事故做出預警提供了可能。針對煤礦支巷道的無線傳感器網(wǎng)絡多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，具有可靠性高、覆蓋性好和擴展性強等優(yōu)點，適合于礦井巷道局部監(jiān)測井下瓦斯，粉塵等參數(shù)環(huán)境。

參考文獻：

[1]楊維，馮錫生，程時昕，等。新一代全礦井無線信息、系統(tǒng)理論與關(guān)鍵技術(shù)[ J ].煤炭學報,2004，29f4；506-509.

[2]華鋼．煤礦安全生產(chǎn)綜合調(diào)度系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].徐州：中國礦業(yè)大學，2002.

篇(3)

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng) 無線傳感器網(wǎng)絡 電力系統(tǒng)

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）07-0012-01

1 智能電網(wǎng)

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，用戶對電力系統(tǒng)的要求也在不斷提高，未來電網(wǎng)的建設和發(fā)展必須能夠滿足不同用戶的需求，而且要具備交互性以及高安全性等特點。智能電網(wǎng)被認為是未來電網(wǎng)建設的首要解決方案。智能電網(wǎng)是基于新技術(shù)、新能源、新架構(gòu)的智能電力系統(tǒng)。我國智能電網(wǎng)定義是：智能電網(wǎng)應該是利用先進的信息、通信和控制技術(shù)，骨干網(wǎng)架采用特高壓電網(wǎng)，以各級電網(wǎng)相互協(xié)調(diào)配合的堅強電網(wǎng)為基礎，建設成具有互動化、信息化、自動化特點的統(tǒng)一智能化堅強電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的主要特點有以下幾個方面[1]：自愈性，當智能電網(wǎng)設備及網(wǎng)絡出現(xiàn)異常，智能電網(wǎng)可以自動快速檢測故障并恢復網(wǎng)絡；互動性，可實現(xiàn)用戶與智能電網(wǎng)的交互行為；安全性，在電網(wǎng)遭受人為攻擊或外力破壞情況下可以自動做出應對恢復運行；兼容性，智能電網(wǎng)應兼容未來的分布式電源、新電子設備；市場化，擁有非常成熟的市場運行模式；高效性，提高單個電力設備的利用效率；電能優(yōu)質(zhì)性，擁有電能質(zhì)量問題的快速診斷和解決方案；集成性，能夠與其他各種信息系統(tǒng)綜合集成，集成多種業(yè)務。

傳感器網(wǎng)絡技術(shù)是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵基礎技術(shù)，智能電網(wǎng)架構(gòu)中每個角落都分布著輸電、配電網(wǎng)絡，為了及時正確地調(diào)整電力資源達到有效利用電力資源的目標，必須對智能電網(wǎng)的電力參數(shù)及時感知，了解電網(wǎng)運行狀態(tài)；必須利用網(wǎng)絡傳感器對電力設備進行實時監(jiān)控，快速定位并維護電力故障；網(wǎng)絡傳感器也可以自動收集記錄分析電力數(shù)據(jù)為用戶以及電力企業(yè)的行為作出指導。

2 無線傳感網(wǎng)及其關(guān)鍵技術(shù)

無線傳感網(wǎng)絡是一個新的研究熱點，它與各領域交叉融合。在一定區(qū)域中大量部署傳感器節(jié)點，節(jié)點之間通過多跳路由自主成網(wǎng)，采集區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)信息并轉(zhuǎn)發(fā)至控制中心，控制中心對數(shù)據(jù)進行分析后判斷該區(qū)域內(nèi)發(fā)生了什么并作出決策，這就是無線傳感器網(wǎng)絡的核心內(nèi)容。無線傳感器網(wǎng)絡有鮮明特點：以數(shù)據(jù)為中心的對等網(wǎng)絡，網(wǎng)絡拓撲具有動態(tài)性，傳輸能力有限，具有多跳路由等[2]。

無線傳感器網(wǎng)絡的設計和建設中，必須運用到多種基本技術(shù)，這些主要技術(shù)有：（1）網(wǎng)絡協(xié)議，無線傳感器網(wǎng)絡屬于自組織網(wǎng)絡，所以其網(wǎng)絡協(xié)議與傳統(tǒng)網(wǎng)絡有很大差別，網(wǎng)絡協(xié)議設計中也需考慮傳感器節(jié)點的硬件局限性、網(wǎng)絡脫皮的動態(tài)性等；（2）時間同步，只有無線傳感器網(wǎng)絡中各節(jié)點時間同步才能共同完成網(wǎng)絡任務；（3）定位技術(shù)，位置信息是未來數(shù)據(jù)分析中涉及的重要方面，所以傳感器采集到的數(shù)據(jù)需要附帶有該節(jié)點的位置信息；（4）數(shù)據(jù)管理，由于無線傳感器網(wǎng)絡受通信帶寬、存儲容量等限制，需要對收集到的信息進行去除冗余等預處理，所以對節(jié)點數(shù)據(jù)的融合和有效管理非常必要；（5）能量管理，無線傳感器節(jié)點常常處于無人區(qū)域及惡劣環(huán)境中，對節(jié)點電能的補充也是一個需要考慮的問題；（6）安全管理，確保無線傳感器網(wǎng)絡的通信安全和信息安全[3]。

在無線傳感器網(wǎng)絡中，傳感器節(jié)點定位技術(shù)是網(wǎng)絡的核心技術(shù)之一，節(jié)點定位過程中需要網(wǎng)絡中所有節(jié)點相互合作，通過已知節(jié)點的位置確定觀察節(jié)點的位置進而確定檢測目標的位置。定位算法的性能將對無線傳感器網(wǎng)絡產(chǎn)生重要影響，定位算法性能評價指標有：（1）規(guī)模，在一定時間內(nèi)，對同一無線傳感器網(wǎng)絡，不同定位算法可以定位的目標規(guī)模；（2）定位精度，是定位算法最直接的評價參數(shù)；（3）容錯性及自適應性，性能良好的定位算法可以通過自我調(diào)整、減少誤差，達到提高定位精度的目的；（4）節(jié)點密度，傳感器節(jié)點密度大會增加節(jié)點之間通信沖突，浪費帶寬，節(jié)點密度會影響定位算法精度；（5）代價，不同定位算法在資金、空間、時間上的代價不同，相同性能下代價小的算法更加有優(yōu)勢；（6）功耗，傳感器功耗會直接影響到對傳感器的供電，直接關(guān)系傳感器網(wǎng)絡性能。經(jīng)典的無線傳感器定位算法有Dv-hop定位算法、凸規(guī)劃定位算法、APIT算法等。

3 無線傳感器在智能電網(wǎng)中的應用

無線傳感器在設備狀態(tài)檢修中的應用，在電力系統(tǒng)中，建立遠程控制監(jiān)視系統(tǒng)是提高管理水平的關(guān)鍵技術(shù)，遠程監(jiān)控系統(tǒng)通過檢測電力設備狀態(tài)數(shù)據(jù)對設備狀態(tài)進行評估，在設備出現(xiàn)故障時及時提醒維修人員使維修成本及故障損失最小化，無線傳感器網(wǎng)絡無需布線、靈活多變的優(yōu)勢克服了傳統(tǒng)有線通信設備的不足，降低了電力運營成本，提高了設備檢修效率。

無線傳感網(wǎng)在智能家居中的應用，未來智能電網(wǎng)通過為用戶安裝智能電表可以掌握比傳統(tǒng)電表更為全面的數(shù)據(jù)信息，能夠?qū)崟r掌握用電負載情況，指導電網(wǎng)建設。將無線傳感器網(wǎng)絡引入智能家居系統(tǒng)，在家電中安裝傳感器節(jié)點，通過智能電表與無線傳感器網(wǎng)絡協(xié)調(diào)工作，可以使用戶更合理使用電力，使電力企業(yè)有針對性地開展供電等工作。

無線傳感器網(wǎng)絡在分布式母線保護中的應用，作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，母線工作狀態(tài)的穩(wěn)定對電力系統(tǒng)非常重要，一般情況下重要變電站以及一些大型發(fā)電廠設母線保護，傳統(tǒng)的母線保護需要布線且靈活性低，不能靈活組網(wǎng)，無線傳感器網(wǎng)絡引入到分布式母線保護中可以通過網(wǎng)絡對各線路數(shù)據(jù)進行交換，完成故障判斷，克服了傳統(tǒng)母線保護中存在的不足之處。

參考文獻

[1]余貽鑫，欒文鵬.智能電網(wǎng)[J].電網(wǎng)與清潔能源，2009，25（1）：7-11.

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關(guān)鍵詞： 物聯(lián)網(wǎng) 概述 關(guān)鍵技術(shù) 發(fā)展

一、物聯(lián)網(wǎng)概述

ITU對物聯(lián)網(wǎng)的定義為： 物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物到物、人到物和人到人的互連。這里人與物的互連指人使用傳感器等設備后與物體的互連，而人與人的互連指人使用傳感系統(tǒng)而不是現(xiàn)在的電腦實現(xiàn)人與人之間的互連。物聯(lián)網(wǎng)的核心是實現(xiàn)物體之間的互連，從而能夠?qū)崿F(xiàn)物體與物體之間的信息交換和通信。物體信息通過網(wǎng)絡傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行暮罂蓪崿F(xiàn)各種信息服務和應用。

物聯(lián)網(wǎng)的主要作用是縮小物理世界和信息系統(tǒng)之間的距離，它可以通過射頻識別、傳感器、全球定位系統(tǒng)、移動電話等設備，按約定的協(xié)議，將世界上的所有物體全部連接到信息網(wǎng)絡中，使得它們在事件處理中成為積極的參與者，體現(xiàn)了物理空間和信息空間的融合。服務可以和這些智能物體通過網(wǎng)絡進行交互，獲得與這些物體相關(guān)的任何信息。

傳感網(wǎng)可以看作是物聯(lián)網(wǎng)的末端延伸網(wǎng)之一。無線傳感器網(wǎng)絡由大量隨意分布的、能耗及資源受限的傳感節(jié)點組成，它具有感知能力、計算能力和通信能力，通過自組織方式構(gòu)成無線網(wǎng)絡，協(xié)作地實時采集和處理物理世界的大量信息，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)全面感知的功能。

泛在網(wǎng)是一種無所不在的網(wǎng)絡，它可以使任何人在任何時間、任何地點通過網(wǎng)絡獲得任何信息，它是一個大通信的概念，是面向經(jīng)濟、社會、企業(yè)和家庭全面信息化的概括。泛在網(wǎng)不是一個全新的網(wǎng)絡， 它是充分挖掘已有網(wǎng)絡的潛能，結(jié)合不斷出現(xiàn)的新技術(shù)，將網(wǎng)絡觸角不斷延伸，實現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間按需進行的信息獲取、傳遞、存儲、認知、決策等服務。泛在網(wǎng)具有比物聯(lián)網(wǎng)更廣泛的內(nèi)涵，而物聯(lián)網(wǎng)是邁向泛在網(wǎng)的第一步。從覆蓋的技術(shù)范圍來看，泛在網(wǎng)包含了物聯(lián)網(wǎng)，而物聯(lián)網(wǎng)又包含了傳感網(wǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中最重要的理念是融合。物聯(lián)網(wǎng)通過設備融合、網(wǎng)絡融合、平臺融合實現(xiàn)服務融合、業(yè)務融合和市場融合。設備融合指研發(fā)出一體化的感知終端。網(wǎng)絡融合指用戶可使用任意終端通過任一方式接入網(wǎng)絡，而且號碼唯一、帳單唯一。平臺融合指用戶數(shù)據(jù)集中管理、公用的業(yè)務平臺、分類的管理平臺和應用平臺，支撐用戶跨業(yè)務系統(tǒng)的互操作，形成統(tǒng)一認證系統(tǒng)，實現(xiàn)基于統(tǒng)一賬號、統(tǒng)一密碼的集中認證。服務融合指在服務層面實現(xiàn)融合；業(yè)務融合指物聯(lián)網(wǎng)同時提供語音、數(shù)據(jù)、視頻等多種業(yè)務；市場融合就是以市場機制為引導， 把各類通信和信息產(chǎn)品和服務捆綁起來打包銷售。

二、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

1.物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)包含感知延伸層、網(wǎng)絡層、業(yè)務和應用層三層。第一層負責采集物和物相關(guān)的信息；第二層是異構(gòu)融合的泛在通信網(wǎng)絡，包括現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)、廣電網(wǎng)以及各種接入網(wǎng)和專用網(wǎng)，通信網(wǎng)絡對采集到的物體信息進行傳輸和處理；第三層是應用和業(yè)務，為各種終端設備提供感知信息的應用服務。

（1）感知延伸層。物聯(lián)網(wǎng)中由于要實現(xiàn)物與物和人與物的通信，感知延伸層是必須的。感知延伸層主要實現(xiàn)物體的信息采集、捕獲和識別。感知延伸層的關(guān)鍵技術(shù)包括傳感器、RFID、GPS、自組織網(wǎng)絡、傳感器網(wǎng)絡、短距離無線通信等。感知延伸層必須解決低功耗、低成本和小型化的問題，并且向靈敏度更高、更全面的感知能力方向發(fā)展。

（2）網(wǎng)絡層。網(wǎng)絡層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)，主要進行信息的傳遞，包括接入網(wǎng)和核心網(wǎng)。網(wǎng)絡層要根據(jù)感知延伸層的業(yè)務特征，優(yōu)化網(wǎng)絡特性，更好地實現(xiàn)物與物之間的通信、物與人之間的通信以及人與人之間的通信，這就要求必須建立一個端到端的全局物聯(lián)網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)中有很多設備的接入，是一個泛在化的接入、異構(gòu)的接入。接入方式多種多樣，接入網(wǎng)有移動網(wǎng)絡、無線接入網(wǎng)絡、固定網(wǎng)絡和有線電視網(wǎng)絡。移動通信網(wǎng)具有覆蓋廣、建設成本低、部署方便、具備移動性等特點，使得移動網(wǎng)絡將成為物聯(lián)網(wǎng)主要的接入方式，通信網(wǎng)絡就要是通過多種方式提供廣泛的互聯(lián)互通。除此以外，物體是可以移動的，而它們的要求是隨時隨地都可以上網(wǎng)。因此在局部形成一個自主的網(wǎng)絡，還要連接大的網(wǎng)絡，這是一個層次性的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。這要借助有線和無線的技術(shù)，實現(xiàn)無縫透明的接入。

隨著物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務種類的不斷豐富、應用范圍的擴大、應用要求的提高，對于通線網(wǎng)絡也會從簡單到復雜、從單一到融合，從多種的接入方式到核心網(wǎng)的融合整體的過渡。

（3）業(yè)務和應用層。業(yè)務和應用層是物聯(lián)網(wǎng)的信息處理和應用， 面向各類應用，實現(xiàn)信息的存儲、數(shù)據(jù)的挖掘、應用的決策等，涉及海量信息的智能處理、分布式計算、中間件、信息發(fā)現(xiàn)等多種技術(shù)。

由于網(wǎng)絡層是由多種異構(gòu)網(wǎng)絡組成的，而物聯(lián)網(wǎng)的應用是多種多樣的，因此在網(wǎng)絡層和應用層之間需要有中間件進行承上啟下。中間件是一種獨立的系統(tǒng)軟件或者服務程序，能夠隱藏底層網(wǎng)絡環(huán)境的復雜性，處理網(wǎng)絡之間的異構(gòu)性，分布式應用軟件借助于中間件在不同的技術(shù)之間共享資源，它是分布式計算和系統(tǒng)集成的關(guān)鍵組件。它具有簡化新業(yè)務開發(fā)的作用，并且可以將已有的各種技術(shù)結(jié)合成一個新的整體，因此是物聯(lián)網(wǎng)中不可缺少的一部分。

云計算是物聯(lián)網(wǎng)智能信息分析的核心要素。云計算技術(shù)的運用， 使數(shù)以億計的各類物品的實時動態(tài)管理變得可能。隨著物聯(lián)網(wǎng)應用的發(fā)展、終端數(shù)量的增長，可借助云計算處理海量信息，進行輔助決策， 提升物聯(lián)網(wǎng)信息處理能力。因此，云計算作為一種虛擬化、硬件/軟件運營化的解決方案，可以為物聯(lián)網(wǎng)提供高效的計算、存儲能力，為泛在鏈接的物聯(lián)網(wǎng)提供網(wǎng)絡引擎。

從目前的物聯(lián)網(wǎng)應用來看，都是各個行業(yè)自己建設系統(tǒng)，不便于多種業(yè)務的擴展，如果沒有統(tǒng)一建設標準、規(guī)范的物聯(lián)網(wǎng)接入、融合的管理平臺，物聯(lián)網(wǎng)將因為各行業(yè)的差異無法產(chǎn)生規(guī)模化效應，增加

了使用復雜度與成本。

2. 物聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)融合網(wǎng)絡層。任何終端節(jié)點在物聯(lián)網(wǎng)中都應能實現(xiàn)泛在互聯(lián)。由節(jié)點組成的網(wǎng)絡末端網(wǎng)絡，如傳感器網(wǎng)、RFID、家居網(wǎng)、個域網(wǎng)、局域網(wǎng)、體域網(wǎng)、車域網(wǎng)等，連接到物聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)融合網(wǎng)絡上，從而形成一個廣泛互聯(lián)的網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)在核心層可以考慮NGN / IMS融合，在接入層面需要考慮多種異構(gòu)網(wǎng)絡的融合和協(xié)同。由于異構(gòu)網(wǎng)絡相對獨立自治，相互間缺乏有效的協(xié)同機制，造成了系統(tǒng)間干擾、重疊覆蓋、單一網(wǎng)絡業(yè)務提供能力有限、頻譜資源浪費、業(yè)務的無縫切換等問題無法解決。面對日益復雜的異構(gòu)無線環(huán)境，為了使用戶能夠便捷地接入網(wǎng)絡，輕松地享用網(wǎng)絡服務，融合已成為信息通信業(yè)的發(fā)展潮流。融合階段是指在各種網(wǎng)絡連通的網(wǎng)絡平臺上，分布式部署若干信息處理的功能單元，根據(jù)應用需求而在網(wǎng)絡中對傳遞的信息進行收集、融合和處理，從而使基于感知的智能服務實現(xiàn)得更為精確。從該階段開始，網(wǎng)絡將從提供信息交互功能擴展到提供智能信息處理功能及支撐服務，并且傳統(tǒng)的應用服務器網(wǎng)絡架構(gòu)向可管、可控、可信的集中智慧參與的網(wǎng)絡架構(gòu)演進。

3. 感知節(jié)點及終端。感知節(jié)點既能采集物體本身的有關(guān)信息，也能探測、存儲、處理乃至融合各種與物體相關(guān)的信息，從而向物聯(lián)網(wǎng)提供各種關(guān)聯(lián)信息。

微電子技術(shù)、嵌入式技術(shù)、近距離通信技術(shù)、傳感器技術(shù)和智能標簽技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展與成熟使得感知節(jié)點能夠智能地感知物體與環(huán)境并對其進行通信、處理和控制。感知節(jié)點方面的關(guān)鍵技術(shù)有：支持感知內(nèi)容的多媒體化的感知節(jié)點技術(shù)、感知節(jié)點組合化的關(guān)鍵技術(shù)、感知節(jié)點的設計和低成本制造、感知節(jié)點在組網(wǎng)和協(xié)同方面的軟硬件框架等。物聯(lián)網(wǎng)需要多樣化、小型化、智能化和低成本的終端。

4.泛在傳感網(wǎng)。泛在傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)末端采用的關(guān)鍵技術(shù)之一。泛在傳感網(wǎng)是由多個傳感節(jié)點組成的分布式無線自組織網(wǎng)絡，用來感知溫度、濕度、壓力等環(huán)境參數(shù)，一般提供局域或小范圍內(nèi)物與物之間的信息交換。泛在傳感網(wǎng)一般分成三個部分：應用與服務層，下一代網(wǎng)絡層，傳感器網(wǎng)絡層。應用與服務層提供醫(yī)療、軍事、天氣等服務；下一代網(wǎng)絡層由核心網(wǎng)和接入網(wǎng)組成；最末端的傳感器網(wǎng)絡層屬于感知/延伸層。將傳感技術(shù)與無源標簽結(jié)合在一起將給物聯(lián)網(wǎng)帶來許多新的應用。隨著各項技術(shù)的成熟和發(fā)展，傳感器網(wǎng)絡的研究將會取得更大的進步，將對物聯(lián)網(wǎng)建設起到重要作用。

5. 物聯(lián)網(wǎng)的服務平臺技術(shù)與安全。物聯(lián)網(wǎng)將對信息進行綜合分析并提供更智能的服務。物聯(lián)網(wǎng)應用平臺子集與共性支撐平臺之間的關(guān)系、共平臺的開放性與規(guī)范性是物聯(lián)網(wǎng)應用部署所要研究的關(guān)鍵問題。面向泛在融合的物聯(lián)網(wǎng)的可管可控可信服務平臺架構(gòu)、如何保證業(yè)務質(zhì)量和體驗質(zhì)量、支持泛在異構(gòu)融合多種商業(yè)模式、提供簽約協(xié)商等管理功能和保護用戶數(shù)據(jù)隱私等是物聯(lián)網(wǎng)服務平臺方面的關(guān)鍵技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)除了具有傳統(tǒng)網(wǎng)絡的安全問題外，產(chǎn)生了新的安全性和隱私問題。在物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)的采集、處理和提取的實現(xiàn)方式與人們現(xiàn)在所熟知的方式是完全不同的，在物聯(lián)網(wǎng)中收集個人數(shù)據(jù)的場合相當多，因此，人類無法親自掌控私人信息的公開。此外，信息存儲的成本在不斷降低，因此信息一旦產(chǎn)生，將很有可能被永久保存，這使得數(shù)據(jù)遺忘的現(xiàn)象不復存在。確保信息數(shù)據(jù)的安全和隱私是物聯(lián)網(wǎng)必須解決的問題，如果信息的安全性和隱私得不到保證，人們將不會將這項新技術(shù)融入他們的環(huán)境和生活中。

三、結(jié)論

總之，物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)有待突破，應用和市場有待于發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)領域主要研究內(nèi)容可以從下面幾個方面著手。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡架構(gòu)；物聯(lián)網(wǎng)的通信技術(shù)；包括無線通信、無線智能傳感器網(wǎng)絡、微型傳感器、網(wǎng)絡通信、多媒體通信及寬帶通信等。與此相關(guān)的技術(shù)包括傳感技術(shù)、識別技術(shù)、發(fā)現(xiàn)技術(shù)、計算技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)、嵌入式智能技術(shù)、軟件技術(shù)等。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)融合；物聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)網(wǎng)絡融合；物聯(lián)網(wǎng)的智能終端；如何將現(xiàn)有的智能終端用到物聯(lián)網(wǎng)中或者開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)需要的智能終端是一個重要研究內(nèi)容。物聯(lián)網(wǎng)的信息安全和保密；物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)標準研究；物聯(lián)網(wǎng)應用和業(yè)務開發(fā)，推動物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展必須實現(xiàn)一些應用領域的示范應用，因此相關(guān)技術(shù)的研究和應用系統(tǒng)的開發(fā)實現(xiàn)是推動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要途徑。

參考文獻

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篇(5)

【關(guān)鍵詞】無線傳感器網(wǎng)絡；雙網(wǎng)；觸發(fā)式通訊鏈路管理技術(shù)；研究

無線傳感器網(wǎng)絡中，融合了無線通信技術(shù)、數(shù)字電路、微系統(tǒng)技術(shù)、傳感技術(shù)等各種先進技術(shù)，在交通、環(huán)境、醫(yī)療、軍事等各個領域中都具有非常廣泛的應用，尤其是在一些環(huán)境比較復雜的區(qū)域的檢測工作中，應用無線傳感器網(wǎng)絡具有非常好的應用效果，隨著社會市場經(jīng)濟的發(fā)展，各項技術(shù)水平都得到了有效的提升，在一些特殊應用領域中，無線傳感器網(wǎng)絡的實時性、穩(wěn)定性性能已經(jīng)難以滿足相關(guān)的要求，本文提出的基于雙網(wǎng)的觸發(fā)式通訊鏈路管理技術(shù)對于無線傳感器網(wǎng)絡的實時性、穩(wěn)定性性能的提升具有積極的作用，本文就主要針對其予以簡單分析。

一、無線傳感器網(wǎng)絡中的關(guān)鍵技術(shù)簡單介紹

由于無線傳感器網(wǎng)絡具有諸多的優(yōu)良性能，并且具有非常廣泛的應用范圍，關(guān)于無線傳感器網(wǎng)絡的研究已經(jīng)逐漸成為信息領域的研究熱點，在該網(wǎng)絡中，涉及到的學科領域是非常的廣的，下面就對其中的一些關(guān)鍵技術(shù)予以簡單介紹：

（1）網(wǎng)絡協(xié)議，該部分的主要功能是聯(lián)系起各個獨立的節(jié)點，使其能夠形成多跳的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議以及網(wǎng)絡層協(xié)議是目前無線傳感器網(wǎng)絡協(xié)議研究中的重點內(nèi)容，路由協(xié)議對于傳感器節(jié)點的工作模式及通信過程的控制具有非常重要的作用。

（2）網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，在相關(guān)的監(jiān)控區(qū)域中，覆蓋良好的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，對于路由協(xié)議及鏈路層的效率的提升具有非常重要的作用，并且能夠為上層的目標定位、時間同步、數(shù)據(jù)融合等奠定良好的基礎，從而有效的促進無線傳感器網(wǎng)絡的負載平衡。

（3）數(shù)據(jù)融合技術(shù)，無線傳感器網(wǎng)絡在對相關(guān)的目標進行觀察、檢測的過程中，存在嚴重的數(shù)據(jù)冗余現(xiàn)象，如果不對相關(guān)數(shù)據(jù)進行處理，直接將其傳輸至觀察者，這會使網(wǎng)絡流量明顯增大，采用有效的數(shù)據(jù)融合技術(shù)，對數(shù)據(jù)中的冗余及部分干擾予以有效的消除，對于信息準確度的提高具有積極的作用，并且能夠有效的減少網(wǎng)絡流量。

（4）時間同步，在無線傳感器網(wǎng)絡工作的過程中，一個非常關(guān)鍵的內(nèi)容就是要實現(xiàn)其各個網(wǎng)絡節(jié)點的協(xié)同作用。

（5）節(jié)點定位技術(shù)，無線傳感器中各個隨機分布的傳感器節(jié)點在工作的過程中，能夠?qū)ψ约核幍奈恢眠M行準確、自動的定位是非常必要的，并且其定位機制要能夠滿足分布式計算、能量高效、健壯性、自組織性等各種要求。

二、無線傳感器網(wǎng)絡中的雙網(wǎng)技術(shù)

現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡中，對于網(wǎng)絡的劃分難以根據(jù)具體的功能來進行劃分，這使得相關(guān)的通訊網(wǎng)絡在實現(xiàn)網(wǎng)絡目標時，通訊鏈路中的冗余現(xiàn)象嚴重，這與網(wǎng)絡中的節(jié)能要求不相符，而在雙網(wǎng)技術(shù)中，充分的應用了時間有效通訊子網(wǎng)絡以及能量有效通訊子網(wǎng)絡，借助于最小時間與最小能量兩方面的優(yōu)勢，對于傳感器網(wǎng)絡中的時間有效及能量有效方面的需求具有非常好的平衡性能。

1.雙網(wǎng)模型的提出

為了能夠在無線傳感器網(wǎng)絡中有效的實現(xiàn)能量消耗節(jié)省的目標，本次研究中，依據(jù)adhoc網(wǎng)絡中的SMECN與MECN設計中的相關(guān)方法，能夠使得無線傳感器網(wǎng)絡在節(jié)省能量的基礎上，很好的滿足無線傳輸網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)實時性傳輸?shù)囊螅獙崿F(xiàn)最小時間與最小能量兩方面的設計目標，在此基礎上提出了雙網(wǎng)模型，在該模型中對無線傳感器網(wǎng)絡進行了有效的劃分，將其劃分為時間有效通訊子網(wǎng)與能量有效通訊子網(wǎng)兩個性質(zhì)不同的子網(wǎng)絡，在無線傳感器網(wǎng)絡中，任意的節(jié)點在時間有效的通訊子網(wǎng)中，具有最小時間消耗的通訊路徑，并且在能量有效的通訊子網(wǎng)中，具有能量消耗最少的通訊路徑。

2.網(wǎng)絡假設

為了方便對本文中研究的無線傳感器網(wǎng)絡進行描述，在本次研究中，需要針對無線傳感器網(wǎng)絡作出以下的假設：

（1）假設無線傳感器網(wǎng)絡具有較好的穩(wěn)定性性能，并且網(wǎng)絡具有足夠好的健壯性，并且其節(jié)點保持相對靜止；

（2）假設在感知區(qū)域中，傳感器的所有節(jié)點是隨機均勻分布的，并且其具有足夠大的分布密度，無線傳感器網(wǎng)絡通訊具有非常好的連通性；

（3）假設網(wǎng)絡傳感器網(wǎng)絡中的所有傳感器節(jié)點都知道自己以及鄰居節(jié)點的地理位置信息；

（4）假設所有傳感器節(jié)點具有穩(wěn)定、可靠的通訊質(zhì)量，并且相關(guān)的傳感器能夠在通訊的過程中，依據(jù)通訊距離來對自身的發(fā)射功率進行調(diào)節(jié)，并且在通訊過程中的能量消耗，滿足相關(guān)的能量模型。

3.雙網(wǎng)的構(gòu)建

本次研究中的雙網(wǎng)構(gòu)建采用的是基于delaunay三角網(wǎng)的構(gòu)建方法，這是計算幾何中的一種常用的網(wǎng)絡劃分方法，delaunay三角網(wǎng)具有唯一性、最小角最大、空外接圓特性等性質(zhì)，本次研究中的基于delaunay三角網(wǎng)構(gòu)建EECN的方法主要是依據(jù)三角網(wǎng)空外接圓的特性，能量有效的通訊鏈路選擇的是那些較短的邊，應用這種方式構(gòu)建的雙網(wǎng)具有最小能量特性，如果相關(guān)的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點分布均勻，使得網(wǎng)絡的形式與等邊三角形接近，如果節(jié)點之間的通訊跳數(shù)最少，就能是無線傳感器網(wǎng)絡實現(xiàn)最小能量通信。

在雙網(wǎng)的構(gòu)建過程中，依據(jù)屬性的不同，對網(wǎng)絡中的通訊鏈路進行有效的分組是最基本的工作，能量屬性及時間屬性是分組過程中最基本的依據(jù)，本次研究中采用的分組方法是基于delanuay三角網(wǎng)的通訊鏈路分組法，采用這種方法進行分組，對于通訊鏈路屬性的區(qū)分具有非常重要的作用，并且在分組的過程中，只需要依據(jù)局部信息就能夠保證分組的有效性，這能夠使得無線傳感器網(wǎng)絡在運行的過程中節(jié)省大量的能量。

本文中應用到的DBCLG通訊鏈路分組方法，分組的過程中主要是依據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡中能量有效的通訊三角形來實現(xiàn)的，如果在無線傳感器網(wǎng)絡中找到一個能量有效的通訊三角形，那么在該三角形中，其所包含的三條通訊鏈路都具有能量有效性，對網(wǎng)絡中的所有的能量有效通訊三角形進行搜索之后，未被標記出的鏈路都是時間有效的通訊鏈路，這主要是由于時間有效的通訊鏈路通常不會在任何能量有效的通訊三角形中出現(xiàn)。

三、無線傳感器網(wǎng)絡中的基于雙網(wǎng)的通訊鏈路管理及維護

1.雙網(wǎng)中的路由

本文中所指的雙網(wǎng)主要指的是邏輯上的劃分，是一種對通訊鏈路進行分組管理的方式，在現(xiàn)實中，不存在物理意義上的無線傳感器網(wǎng)絡的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，本文在對基于雙網(wǎng)的通訊鏈路管理技術(shù)進行分析時，采用了觸發(fā)式通訊鏈路管理來作為實例進行分析。

要實現(xiàn)雙網(wǎng)的最小時間及最小能量方面的良好性能，主要采用的是構(gòu)建最小跳數(shù)及最小能量通訊網(wǎng)絡的方式來實現(xiàn)，在本次研究中，實現(xiàn)雙網(wǎng)，只是應用TECN與EECN將原有的無線傳感器網(wǎng)絡在邏輯上進行劃分，將其劃分為兩個通訊子網(wǎng)，但是對于處于無線傳感器網(wǎng)絡中的某個傳感器節(jié)點來講，在同一個時刻中，該節(jié)點智能屬于其中的一個網(wǎng)絡，并且其在每個網(wǎng)絡中的路由方式都是不同的，省時的路由方式或者是節(jié)能的路由方式，并且為了能夠滿足相關(guān)的網(wǎng)絡變化要求，所有的節(jié)點都能夠在兩個網(wǎng)絡中實現(xiàn)靈活的轉(zhuǎn)換。

在TECN網(wǎng)絡與EECN網(wǎng)絡的路由構(gòu)建過程中，其構(gòu)建方式是多種多樣的，并且不同的通訊子網(wǎng)可以構(gòu)建不同的路由方式，本次研究中所采用的路由方式是最短跳數(shù)的方式，在TECN網(wǎng)絡中，如果選擇最短跳數(shù)的路由構(gòu)建方式，為了有效的節(jié)省網(wǎng)絡時間，節(jié)點之間的通訊鏈路應該盡量應用較少的長距通訊鏈路組成。對于EECN網(wǎng)絡來說，如果選擇了最短跳數(shù)路由構(gòu)建方式，其通訊路徑應該盡量采用較少的短距通訊鏈路組成，采用這種路由策略，對于網(wǎng)絡的能量的節(jié)約具有非常重要的作用。

2.雙網(wǎng)之間的有效轉(zhuǎn)換

通過構(gòu)建雙網(wǎng)，無線傳感器網(wǎng)絡能夠在時間與能量上分別取得較好的成果，但是由于雙網(wǎng)的建立只是邏輯上的建立，在實際的無線傳感器網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)傳輸過程中，其傳輸過程中是通過哪個網(wǎng)絡進行傳輸是與當前的網(wǎng)絡狀態(tài)及數(shù)據(jù)信息自身的性質(zhì)有關(guān)的，如果當前的狀態(tài)中，網(wǎng)絡對于節(jié)能性能具有較高的要求，數(shù)據(jù)的傳輸應該處于EECN網(wǎng)絡上進行傳輸，這對于節(jié)省網(wǎng)絡中的能量的消耗具有非常重要的作用，但是如果相關(guān)數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中，對于實時性具有較高的要求，數(shù)據(jù)的傳輸工作應該盡量的處于TECN網(wǎng)絡上，這能夠有效的減少網(wǎng)絡傳輸過程中的響應時間，更好的滿足實時性要求。

雖然雙網(wǎng)中的每個節(jié)點都可以實現(xiàn)雙網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換，但是只有處于時間有效的通訊鏈路的兩個端點之間的網(wǎng)絡切換才具有實際的意義，因此，雙網(wǎng)轉(zhuǎn)換工作中的關(guān)鍵節(jié)點是具有時間有效的鄰居節(jié)點。

3.觸發(fā)式通訊鏈路的管理

鏈路管理主要是指在無線傳感器網(wǎng)絡中，對一些特殊的通訊鏈路進行有效的管理，并在需要的時候?qū)ζ溆枰杂行У睦茫@對于網(wǎng)絡中的通訊鏈路的利用率的提升具有非常重要的作用，在實際的應用中，要提升整個網(wǎng)絡的綜合利用率，需要根據(jù)實際的需求選擇時間有效通訊鏈路或者能量有效通訊鏈路，在觸發(fā)式通訊鏈路的管理工作中，會為每條需要實施管理的通訊鏈路設計一個觸發(fā)器，如果需要對相關(guān)的通訊網(wǎng)絡實施調(diào)整，將該觸發(fā)器觸發(fā)，相關(guān)的觸發(fā)器就會依據(jù)網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶嶋H情況來選擇最優(yōu)的通訊鏈路，這對于通訊網(wǎng)絡的時間有效率及能量有效率的提升都具有非常重要的作用。

四、結(jié)束語

無線傳感器網(wǎng)絡在實際的應用中具有非常廣泛的應用范圍，基于雙網(wǎng)的通訊鏈路管理技術(shù)，對于無線傳感器網(wǎng)絡中的實時性及節(jié)能性能的提升都具有非常重要的作用，本文就針對此進行了簡單探討。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：3G；車聯(lián)網(wǎng)；射頻識別；創(chuàng)新實驗平臺

作者簡介：周海燕（1977-），女，湖南邵東人，桂林電子科技大學信息與通信學院，工程師；覃遠年（1971-），男，廣西昭平人，桂林電子科技大學信息與通信學院，高級實驗師。（廣西 桂林 541004）

基金項目：本文系桂林電子科技大學教改項目“3G移動通信技術(shù)實驗課程的建設和開發(fā)”（項目編號：ZSH00503）、“應用型通信專業(yè)基礎實驗教學模式改革與研究”（項目編號：ZL230219）的研究成果。

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）04-0132-02

目前我國已經(jīng)成為全球最大的汽車生產(chǎn)和消費國，[1]高速發(fā)展的傳感網(wǎng)和3G 網(wǎng)絡，得天獨厚的體制優(yōu)勢，使中國有能力在全球率先應用汽車移動物聯(lián)網(wǎng)――車聯(lián)網(wǎng)（Internet of Vehicles）。車聯(lián)網(wǎng)已被列為我國重大專項寬帶移動通信研究方向之一。物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，通過信息交換和通信，實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。[2]車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展中的一個重點方向，是傳統(tǒng)的交通領域和通信信息技術(shù)領域深度融合的標志。[3]3G網(wǎng)絡為車聯(lián)網(wǎng)提供了網(wǎng)絡基礎，我國三大運營商已經(jīng)建成覆蓋全國的基礎通信網(wǎng)，3G通信網(wǎng)絡提供了寬帶化的無線信息傳輸通道，并可以處理圖像、視頻流等多種媒體形式，這為建設車聯(lián)網(wǎng)提供了堅實的網(wǎng)絡基礎。車聯(lián)網(wǎng)也將為通信業(yè)提供巨大市場，它的應用和推廣，可以為3G網(wǎng)絡帶來龐大的用戶市場，并衍生出豐富的行業(yè)應用。本文結(jié)合3G通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提出了車聯(lián)網(wǎng)實驗平臺的規(guī)劃建設思路，并就建設具體目標、方案、內(nèi)容等進行了深入探討。

一、3G車聯(lián)網(wǎng)及關(guān)鍵技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)及無線3G網(wǎng)絡技術(shù)的普及和完善，未來智能交通系統(tǒng)將是合理解決交通堵塞、快速處理交通事故、優(yōu)化城市汽車流量的重要方式之一。[4]通過先進的通信手段將交通設施、交通工具、出行者、交通管理者等相關(guān)的交通因素聯(lián)結(jié)起來，實現(xiàn)交通運輸系統(tǒng)信息化、智能化。在掌握充分信息的情況下，出行者可以選擇出行方式和出行路線，或在出行途中實時改變出行方式及路線，以達到改善出行質(zhì)量的目的。交通管理部門能夠進行合理的交通疏導、控制和事件管理；運輸部門可隨時掌握車輛的運行情況，進行合理地調(diào)度；而交通規(guī)劃部門則可以利用交通信息支持交通規(guī)劃決策、交通發(fā)展戰(zhàn)略決策等。基于3G的車聯(lián)網(wǎng)就是通過裝載在車輛上的電子標簽、車載診斷系統(tǒng)、3G無線通信模塊以及安裝在道路兩旁的無線射頻識別、無線傳感等技術(shù)，實現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)絡上對車輛屬性信息和動態(tài)信息的采集，并對車輛的運行狀態(tài)進行有效監(jiān)管和提供綜合服務。車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中車輛作為終端節(jié)點，利用車載終端設備接入到車聯(lián)網(wǎng)，以獲取包括語音服務通訊、定位導航、車輛服務中心連接、移動互聯(lián)網(wǎng)接入、車輛第三方信息管理、車輛緊急救援、車輛數(shù)據(jù)和管理、車載娛樂等服務。[5]車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)可以概況為以下幾點：[6]

1.通信及其應用技術(shù)

車聯(lián)網(wǎng)主要依賴短距離無線通信和遠距離的移動通信兩種技術(shù)。前者主要是RFID，無線傳感及WiFi等通信技術(shù)，后者主要是GPRS、3G、LTE-4G等移動通信技術(shù)。目前我國第三代移動通信網(wǎng)絡已經(jīng)成型，考慮到移動通信網(wǎng)絡的覆蓋范圍和車輛的移動特性，第二代通信網(wǎng)絡和第三代通信網(wǎng)絡互為補充，為車聯(lián)網(wǎng)應用提供了基本網(wǎng)絡支撐。從通信的角度分析，車聯(lián)網(wǎng)終端設備可以看作高速移動通信終端。這兩類通信技術(shù)并不是車聯(lián)網(wǎng)獨有的關(guān)鍵技術(shù)，因此技術(shù)發(fā)展的重點主要是這些通信技術(shù)的應用，如高速公路及停車場自動繳費、無線設備互聯(lián)等短距離無線通信應用及VOIP應用（車友在線、車隊領航等）、監(jiān)控調(diào)度數(shù)據(jù)包傳輸、視頻監(jiān)控等具體應用。

2.語音識別與傳感信息整合

很多電子終端設計成手動操控模式，由于存在安全隱患，行車過程中操控終端系統(tǒng)受到極大限制。通過語音識別向車聯(lián)網(wǎng)發(fā)號施令索取服務，依靠聽覺接收車聯(lián)網(wǎng)反饋信息從而獲取提供的服務，這是最適合汽車這種快速移動空間的應用體驗。車聯(lián)網(wǎng)傳感器包括汽車傳感器和道路傳感器。車內(nèi)傳感器提供關(guān)于車的狀況信息；車外傳感器就是用來感應如相對距離、外部環(huán)境等狀況，這些信息用來增強安全和輔助駕駛。道路傳感器用于感知和傳遞道路狀況信息，如車流量、車速、路口擁堵情況等，這些信息都能讓車載系統(tǒng)及時獲得關(guān)于道路及交通環(huán)境的信息。

3.智能車載終端與云計算融合

車聯(lián)網(wǎng)是一種智能化的新型網(wǎng)絡，車載終端必須采用開放的、智能的終端系統(tǒng)平臺，能包容不同的通信網(wǎng)絡，這就要求車聯(lián)網(wǎng)必須采用開放的網(wǎng)絡通信協(xié)議。相應協(xié)議研發(fā)應結(jié)合車聯(lián)網(wǎng)的實際特點，注重協(xié)議的運行效率，充分考慮信號處理識別、信息融合、網(wǎng)絡控制、數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)确矫娴膬?nèi)容。云計算將在車聯(lián)網(wǎng)中用于分析計算路況、大規(guī)模車輛路徑規(guī)劃、智能交通調(diào)度、基于龐大案例的車輛診斷計算等。車聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)一樣都要采用信息服務融合來實現(xiàn)服務創(chuàng)新、提供增值服務。整合信息和資源使車載終端獲得更合適、更有價值的服務，如呼叫中心服務與車險業(yè)務整合、遠程診斷與現(xiàn)場服務預約整合、位置服務與商家服務整合等。同時車聯(lián)網(wǎng)的開放性、包容性和匿名性帶來了一些不可避免的安全隱患。車聯(lián)網(wǎng)還應考慮防御網(wǎng)絡攻擊、保護個人隱私、確保數(shù)據(jù)傳輸準確等方面的關(guān)鍵問題。

二、3G車聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實驗平臺建設思路[6]

教學及科研用3G車聯(lián)網(wǎng)實驗平臺的建設應遵循可靠性、開放性、可擴展性和先進性原則，總體設計應滿足實際實驗教學、科研開發(fā)及應用體驗的要求。圍繞培養(yǎng)學生的學習興趣、培養(yǎng)學生的動手能力和推動學校科研工作等目標，構(gòu)建實驗平臺要滿足基礎性教學實驗要求，提供實驗的真實環(huán)境、實驗設備、網(wǎng)絡拓撲以及詳實的操作步驟等，加深學生對移動通信與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎理論知識的理解。另外，要緊密結(jié)合車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，規(guī)劃和建設若干個具有行業(yè)應用背景的物聯(lián)網(wǎng)場景和實驗項目，以激發(fā)學生興趣，培養(yǎng)其工程應用、設計和管理的綜合能力。車聯(lián)網(wǎng)融合了多種技術(shù)，由于多學科的交叉融合和影響，新的技術(shù)創(chuàng)新成為可能。3G車聯(lián)網(wǎng)實驗平臺將構(gòu)建射頻識別、無線傳感網(wǎng)、通信網(wǎng)絡、中間件技術(shù)及嵌入式技術(shù)等多種技術(shù)的平臺，為學校科研人員提供一個開放的環(huán)境平臺支撐，并為開展具體的行業(yè)應用及交叉學科的教學研究提供技術(shù)支持。

三、實驗內(nèi)容設置

1.基礎教學實驗內(nèi)容

實驗室平臺方案整體實驗內(nèi)容計劃將滿足移動通信與車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎教學和實驗。3G移動通信在實驗設置上傾向于工程應用，如利用3G模塊進行遠程控制、視頻監(jiān)控等。車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的重要分支，因此實驗教學部分將開設與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的教學實驗。為了激發(fā)學生的科研興趣，圍繞電子吊桿控制、ETC系統(tǒng)、模擬交通指揮系統(tǒng)、車輛定位和公交線路管理等設計出了更多的綜合應用設計擴展實驗。以下給出部分參考實驗題目及簡要內(nèi)容。無線數(shù)據(jù)傳輸通信實驗：掌握3G無線通信傳輸協(xié)議和實現(xiàn)方式；有線、無線局域網(wǎng)混合組網(wǎng)實驗：了解車聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡組成及通信調(diào)試；WiFi無線接入點（AP）管理與配置實驗：了解車聯(lián)網(wǎng)無線網(wǎng)絡接入點知識；WiFi設備服務器管理與配置實驗：了解車聯(lián)網(wǎng)內(nèi)設備聯(lián)網(wǎng)模塊知識；無線溫濕度傳感器數(shù)據(jù)采集實驗：以溫濕度傳感器為例掌握傳感器在車聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的應用；無線射頻識別（RFID）實驗：掌握射頻識別中電磁感應、數(shù)據(jù)交換等基本知識；模擬交通燈控制平臺實驗：模擬車聯(lián)網(wǎng)遠程交通管控；物流倉儲管理平臺實驗：汽車制造環(huán)節(jié)中倉儲物流流程；環(huán)境監(jiān)測平臺實驗：模擬工廠、倉庫環(huán)境信息采集和處理；[7]視頻監(jiān)控平臺實驗：模擬行車視頻、停車場、汽車制造物流視頻監(jiān)控；車輛信息采集與管理實驗：采用RFID技術(shù)采集車輛信息及對車主信息進行管理。

2.車聯(lián)網(wǎng)應用綜合實驗系統(tǒng)

利用先進無線傳感技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、計算技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù)等組建一個車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，對道路和交通進行全面感知，實現(xiàn)多個系統(tǒng)間大范圍、大容量數(shù)據(jù)的交互，對每一輛汽車進行交通全程控制，對每一條道路進行交通全時空控制，為交通提高效率安全。圖1是車載智能終端及信息交互過程示意圖，車載終端利用3G模塊經(jīng)過基站和通信傳輸網(wǎng)絡及服務中心構(gòu)成完整的車聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)。在此平臺上可以模擬終端行車信息的采集，服務中心將有效的通行道路路況等信息及時傳送到終端，這樣實驗平臺就形成了一個綜合的車聯(lián)網(wǎng)應用體驗室。基于這個平臺，可以擴展建設幾個常用的車聯(lián)網(wǎng)智能交通應用：[8]ETC系統(tǒng)、車載信息診斷系統(tǒng)、智能充電系統(tǒng)、智能交通指揮以及線路導航，這些模擬應用體驗加深了師生對車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展的理解，而且能夠支持新的智能交通課題開發(fā)。

四、結(jié)語

車聯(lián)網(wǎng)將在緩解城市交通堵塞、減少車輛尾氣污染以及減小車輛安全隱患方面發(fā)揮重要作用。日趨成熟的3G移動通信為車輛終端與道路交管系統(tǒng)保持實時通訊提供可靠保障。車聯(lián)網(wǎng)必將徹底改變?nèi)祟惓鲂心Ｊ剑磥沓鞘薪煌▽⒏鎰e紅綠燈、擁堵、交通事故、停車難等一系列問題。3G與車聯(lián)網(wǎng)實驗平臺的建設不僅助推了高校新興專業(yè)發(fā)展及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，而且促進了通信、汽車電子以及智能交通產(chǎn)業(yè)的進一步融合。

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[6]廣州飛瑞敖公司.車聯(lián)網(wǎng)實驗平臺及汽車制造物流模擬應用實驗室建設解決方案[Z].

篇(7)

關(guān)鍵詞：WSN智能 無線網(wǎng)絡傳感器

在信息化社會，幾乎沒有任何一種科學技術(shù)的發(fā)展和應用能夠離得開傳感器和信號探測技術(shù)的支持。生活在信息時代的人們，絕大部分的日常生活與信息資源的開發(fā)、采集、傳送和處理息息相關(guān)。分析當前信息與技術(shù)發(fā)展狀態(tài)，21世紀的先進傳感器必須具備小型化、智能化、多功能化和網(wǎng)絡化等優(yōu)良特征。

一、無線傳感器網(wǎng)絡的定義和特點

無線傳感器網(wǎng)絡可以看成是由數(shù)據(jù)獲取網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)分布網(wǎng)絡和控制管理中心三部分組成的。其主要組成部分是集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊的節(jié)點,各節(jié)點通過協(xié)議自組成一個分布式網(wǎng)絡,再將采集來的數(shù)據(jù)通過優(yōu)化后經(jīng)無線電波傳輸給信息處理中心。無線傳感器網(wǎng)絡具有以下特點：

1.硬件資源有限。WSN節(jié)點采用嵌入式處理器和存儲器，計算能力和存儲能力十分有限。所以，需要解決如何在有限計算能力的條件下進行協(xié)作分布式信息處理的難題。

2.電源容量有限。為了測量真實世界的具體值,各個節(jié)點會密集地分布于待測區(qū)域內(nèi),人工補充能量的方法已經(jīng)不再適用。每個節(jié)點都要儲備可供長期使用的能量,或者自己從外汲取能量（太陽能）。當自身攜帶的電池的能量耗盡，往往被廢棄，甚至造成網(wǎng)絡的中斷。所以，任何WSN技術(shù)和協(xié)議的研究都要以節(jié)能為前提。

3.無中心。在無線傳感器網(wǎng)絡中,所有節(jié)點的地位都是平等的,沒有預先指定的中心, 是一個對等式網(wǎng)絡。各節(jié)點通過分布式算法來相互協(xié)調(diào),在無人值守的情況下,節(jié)點就能自動組織起一個測量網(wǎng)絡。而正因為沒有中心,網(wǎng)絡便不會因為單個節(jié)點的脫離而受到損害。節(jié)點可以隨時加入或離開網(wǎng)絡，任何節(jié)點的故障不會影響整個網(wǎng)絡的運行，具有很強的抗毀性。

4.自組織。網(wǎng)絡的布設和展開無需依賴于任何預設的網(wǎng)絡設施，節(jié)點通過分層協(xié)議和分布式算法協(xié)調(diào)各自的行為，節(jié)點開機后就可以快速、自動地組成一個獨立的網(wǎng)絡。

5.多跳（Multi-hop）路由。WSN節(jié)點通信能力有限，覆蓋范圍只有幾十到幾百米，節(jié)點只能與它的鄰居直接通信。如果希望與其射頻覆蓋范圍之外的節(jié)點進行通信，則需要通過中間節(jié)點進行路由。WSN中的多跳路由是由普通網(wǎng)絡節(jié)點完成的。

6.動態(tài)拓撲。WSN是一個動態(tài)的網(wǎng)絡，節(jié)點可以隨處移動；一個節(jié)點可能會因為電池能量耗盡或其他故障，退出網(wǎng)絡運行；也可能由于工作的需要而被添加到網(wǎng)絡中。這些都會使網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)隨時發(fā)生變化，因此網(wǎng)絡應該具有動態(tài)拓撲組織功能。

7.節(jié)點數(shù)量眾多，分布密集。WSN節(jié)點數(shù)量大、分布范圍廣，難于維護甚至不可維護。所以，需要解決如何提高傳感器網(wǎng)絡的軟、硬件健壯性和容錯性。

8.傳輸能力的有限性。無線傳感器網(wǎng)絡通過無線電波進行數(shù)據(jù)傳輸,雖然省去了布線的煩惱,但是相對于有線網(wǎng)絡,低帶寬則成為它的天生缺陷。同時,信號之間還存在相互干擾,信號自身也在不斷地衰減,諸如此類。不過因為單個節(jié)點傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量并不算大,這個缺點還是能忍受的。

9.安全性的問題。無線信道、有限的能量,分布式控制都使得無線傳感器網(wǎng)絡更容易受到攻擊。被動竊聽、主動入侵、拒絕服務則是這些攻擊的常見方式。因此,安全性在網(wǎng)絡的設計中至關(guān)重要。

二、傳感器網(wǎng)絡的應用研究

1.環(huán)境的監(jiān)測和保護

應用于環(huán)境監(jiān)測的傳感器網(wǎng)絡，一般具有部署簡單、便宜、長期不需更換電池、無需派人現(xiàn)場維護的優(yōu)點。通過密集的節(jié)點布置，可以觀察到微觀的環(huán)境因素，為環(huán)境研究和環(huán)境監(jiān)測提供了嶄新的途徑傳感器網(wǎng)絡研究在環(huán)境監(jiān)測領域已經(jīng)有很多的實例。這些應用實例包括:對海島鳥類生活規(guī)律的觀測；氣象現(xiàn)象的觀測和天氣預報；森林火警；生物群落的微觀觀測等:

洪災的預警：通過在水壩、山區(qū)中關(guān)鍵地點合理地布置一些水壓、土壤濕度等傳感器，可以在洪災到來之前預警信息，從而及時排除險情或者減少損失。

農(nóng)業(yè)管理:通過在農(nóng)田部署一定密度的空氣溫度、土壤濕度、土壤肥料含量、光照強度、風速等傳感器，可以更好地對農(nóng)田管理微觀調(diào)控，促進農(nóng)作物生長。

2.軍事領域

由于無線傳感器網(wǎng)絡具有密集型、隨機分布的特點，使其非常適合應用于惡劣的戰(zhàn)場環(huán)境中，使其非常適合應用于惡劣的戰(zhàn)場環(huán)境中，包括偵察敵情、監(jiān)控兵力、裝備和物資，判斷生物化學攻擊等多方面用途。

3.一般應用

建筑及城市管理各種無線傳感器可以靈活方便地布置于建筑物內(nèi)，獲取室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，從而為居室環(huán)境控制和危險報警提供依據(jù)：

智能家居：通過布置于房間內(nèi)的溫度、濕度、光照、空氣成分等無線傳感器，感知居室不同部分的微觀狀況，從而對空調(diào)、門窗以及其他家電進行自動控制，提供給人們智能、舒適的居住環(huán)境。

建筑安全：通過布置于建筑物內(nèi)的圖像、聲音、氣體檢測、溫度、壓力、輻射等傳感器，發(fā)現(xiàn)異常事件及時報警，自動啟動應急措施。

智能交通:通過布置于道路上的速度、識別傳感器，監(jiān)測交通流量等信息，為出行者提供信息服務，發(fā)現(xiàn)違章能及時報警和記錄。反恐和公共安全通過特殊用途的傳感器，特別是生物化學傳感器監(jiān)測有害物、危險物的信息，最大限度地減少其對人民群眾生命安全造成的傷害。

三、傳感器網(wǎng)絡研究熱點問題和關(guān)鍵技術(shù)

傳感器網(wǎng)絡以應用為目標，其構(gòu)建是一個龐大的系統(tǒng)工程，涉及到的研究工作和需要解決的問題在每一個層面上都很多。對無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及界面接口技術(shù)的研究意義重大。如果我們把傳感器網(wǎng)絡按其功能抽象成五個層次的話，將會包括基礎層(傳感器集合)、網(wǎng)絡層(通信網(wǎng)絡)、中間件層、數(shù)據(jù)處理和管理層以及應用開發(fā)層。