1.初識(shí)傳感器網(wǎng)絡(luò)

　　無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可分為兩種。一種是有基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)，需要固定基站，比如手機(jī)通信這種無(wú)線蜂窩網(wǎng)就需要高大的天線和大功率基站來(lái)支持；一種是無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)包括移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN），這種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是分布式的沒有固定基站，注意它仍然是有基站的只是沒有專門的固定基站。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)指的是無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的終端是快速移動(dòng)的。而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)是靜止的或者移動(dòng)很慢。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的官方定義是WSN是由大量的靜止或移動(dòng)的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。從中可以看出傳感器網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)的是數(shù)據(jù)采集、處理與傳輸三種功能，分別對(duì)應(yīng)的是傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信方式一般都是采用無(wú)線通信方式，故傳感器網(wǎng)絡(luò)代表的就是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)中的部分節(jié)點(diǎn)或全部節(jié)點(diǎn)可以慢速移動(dòng)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會(huì)隨著節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)而不斷地動(dòng)態(tài)變化。節(jié)點(diǎn)之間是以Ad Hoc方式進(jìn)行通信，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以充當(dāng)路由器的角色，并且都具備動(dòng)態(tài)搜索、定位和恢復(fù)連接的能力。從用戶的角度來(lái)看，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)（類似于網(wǎng)關(guān)）和管理節(jié)點(diǎn)組成。從網(wǎng)絡(luò)功能來(lái)看每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)都具有信息采集和路由的雙重功能，它不僅進(jìn)行本地信息收集和數(shù)據(jù)處理外還要存儲(chǔ)、管理和融合其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，同時(shí)與其他節(jié)點(diǎn)協(xié)作完成一些功能。下圖是傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)系統(tǒng)原理圖，大量的傳感器節(jié)點(diǎn)分布在監(jiān)測(cè)區(qū)域，通過(guò)自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)對(duì)探測(cè)信息進(jìn)行初步處理后將以多跳中繼的方式傳送給匯聚節(jié)點(diǎn)，然后再通過(guò)衛(wèi)星、互聯(lián)網(wǎng)等途徑將信息傳給管理節(jié)點(diǎn)也就是終端用戶。終端用戶也可通過(guò)管理節(jié)點(diǎn)對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和配置，比如發(fā)布監(jiān)測(cè)任務(wù)等。

　　傳感器節(jié)點(diǎn)由處理器、射頻部分、探測(cè)部分組成，處理器完成計(jì)算與控制功能，射頻部分完成無(wú)線通信傳輸功能，探測(cè)部分完成數(shù)據(jù)采集功能。匯聚節(jié)點(diǎn)則不需要探測(cè)部分，只要有處理器模塊與射頻模塊即可。但是匯聚節(jié)點(diǎn)通常具有較強(qiáng)的處理器模塊，包括增強(qiáng)的計(jì)算處理、存儲(chǔ)處理、通信能力。它既可以是一個(gè)具有足夠能量供給和更多內(nèi)存資源與計(jì)算能力的增強(qiáng)型傳感器節(jié)點(diǎn)，也可以是一個(gè)帶有無(wú)線通信接口的網(wǎng)關(guān)設(shè)備（只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換）。它完成傳感器網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換。