第1章無線傳感器網(wǎng)絡概述

1、 第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l無線傳感器網(wǎng)絡介紹無線傳感器網(wǎng)絡介紹l無線傳感器網(wǎng)絡的體系結構無線傳感器網(wǎng)絡的體系結構l無線傳感器網(wǎng)絡研究及發(fā)展現(xiàn)狀無線傳感器網(wǎng)絡研究及發(fā)展現(xiàn)狀l無線傳感器網(wǎng)絡所面臨的挑戰(zhàn)無線傳感器網(wǎng)絡所面臨的挑戰(zhàn)第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l無線傳感器網(wǎng)絡介紹無線傳感器網(wǎng)絡介紹一般概念一般概念 隨著計算機及相關技術的發(fā)展，使得將計算、通信、傳感等功能都集成在一個設備成為了可能，無線傳感器網(wǎng)絡正是這些技術的緊密結合。 無線傳感器網(wǎng)絡是一種由傳感器節(jié)點構成的網(wǎng)絡，能夠實時地監(jiān)測、感知和采集節(jié)點部署區(qū)的環(huán)境或觀察者感興趣的感知對象的各種信息（如光強、溫度

2、、濕度、噪聲和有害氣體濃度等物理現(xiàn)象），并對這些信息進行處理后以無線的方式發(fā)送出去。 無線傳感器網(wǎng)絡使普通物體具有了感知能力和通信能力，在軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療護理、智能家居、工業(yè)生產(chǎn)控制以及商業(yè)等領域有著廣闊的應用前景。第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l無線傳感器網(wǎng)絡介紹無線傳感器網(wǎng)絡介紹典型場景典型場景 無線傳感器網(wǎng)絡由傳感區(qū)域內大量的無線節(jié)點、Sink節(jié)點、外部網(wǎng)絡構成。如圖中節(jié)點A感知到數(shù)據(jù)之后，通過節(jié)點B、C、D、E多跳傳送給Sink節(jié)點，再由Sink節(jié)點傳送給外部網(wǎng)絡（如Internet）。第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡介紹無線傳感器網(wǎng)絡介紹作為無線自組網(wǎng)作為無線自組

3、網(wǎng)自組織：自組織：在節(jié)點位置確定之后，節(jié)點需要自己尋找其鄰居節(jié)點，實現(xiàn)相鄰節(jié)點之間的通信，通過多跳傳輸?shù)姆绞酱罱ㄕ麄€網(wǎng)絡，并且需要根據(jù)節(jié)點的加入和退出來重新組織網(wǎng)絡，使網(wǎng)絡能夠穩(wěn)定正常的運行。分布式：分布式：網(wǎng)絡的感知能力由若干冗余節(jié)點共同完成，每一個節(jié)點具有相同等的硬件資源和通信距離，沒有哪一個節(jié)點嚴格地控制網(wǎng)絡的運行，節(jié)點消亡之后網(wǎng)絡能夠重組，任意一個節(jié)點的加入或退出都不會影響網(wǎng)絡的運行，抗擊毀能力強。節(jié)點平等：節(jié)點平等：除了Sink節(jié)點之外，無線傳感器節(jié)點的分布隨機，以自己為中心只負責自己通信范圍內的數(shù)據(jù)交換；每個節(jié)點都是平等的，沒有先后優(yōu)先級之間的差別，具有相同的通信能力，既可以產(chǎn)生數(shù)

4、據(jù)也可以轉發(fā)數(shù)據(jù)?？煽啃砸蟾撸嚎煽啃砸蟾撸鹤越M織網(wǎng)絡采用的是無線信道，通信需要通過多跳路由，因此數(shù)據(jù)的可靠性不高；而且信道容易受到干擾、和竊聽，保密性能差。第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l無線傳感器網(wǎng)絡介紹無線傳感器網(wǎng)絡介紹獨特的特征獨特的特征節(jié)點資源有限：節(jié)點資源有限：如節(jié)點的電源能量、通信能力、計算存儲能力有限。而且難以維護，對節(jié)點運行的程序包括使用的存儲空間、算法時間開銷有較高的要求；網(wǎng)絡規(guī)模大：網(wǎng)絡規(guī)模大：大部分無線傳感器網(wǎng)絡的覆蓋范圍很大并且部署密集，在單位面積內可能存在大量的傳感器節(jié)點；時效性：時效性：無線傳感器網(wǎng)絡采集的信息需要在一定時間內及時送達觀察者或是數(shù)據(jù)處理中心，對可能

5、發(fā)生的事故和危險情況進行及時預告和提醒第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l無線傳感器網(wǎng)絡介紹無線傳感器網(wǎng)絡介紹獨特的特征獨特的特征節(jié)點的可感知，微型化和自組織能力是無線傳感器網(wǎng)絡所具有的三個最基本的特點無線傳感器網(wǎng)絡的特點決定了無線傳感器網(wǎng)絡非常適合非常適合應用于惡劣的環(huán)境尤其是無人值守的場景應用于惡劣的環(huán)境尤其是無人值守的場景即使被監(jiān)測區(qū)域中的部分節(jié)點損壞或休眠時，也不會造成該區(qū)域的無線傳感網(wǎng)絡崩潰或影響數(shù)據(jù)的獲得，網(wǎng)絡仍能為系統(tǒng)提供可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)。第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡介紹無線傳感器網(wǎng)絡介紹信息感知優(yōu)勢信息感知優(yōu)勢分布節(jié)點中多角度和多方位信息的綜合，有效地提高了對被監(jiān)測區(qū)

6、域的觀測的準確度和信息的全面性傳感器網(wǎng)絡低成本、高冗余的設計原則為整個系統(tǒng)提供了較強的容錯能力。即使在極為惡劣的應用環(huán)境中，監(jiān)控系統(tǒng)也可以正常工作節(jié)點中多種傳感器的混合應用有利于提高探測的性能指標多節(jié)點聯(lián)合，可形成覆蓋面積較大的實時探測區(qū)域。借助于個別具有移動能力的節(jié)點對網(wǎng)絡拓撲結構的調整能力，可以有效地消除探測區(qū)域內的陰影和盲點第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡介紹無線傳感器網(wǎng)絡介紹未來發(fā)展趨勢未來發(fā)展趨勢節(jié)點進一步微型化節(jié)點進一步微型化。利用芯片集成技術、微機電技術和微無線通信技術，設計體積更小、生存周期更長，成本更低的節(jié)點尋求更好的系統(tǒng)節(jié)能策略尋求更好的系統(tǒng)節(jié)能策略。絕大部分

7、無線傳感器網(wǎng)絡的電源不可更換或不能短時間更換，因此功耗問題一直是制約無線傳感器網(wǎng)絡發(fā)展的核心進一步降低節(jié)點成本進一步降低節(jié)點成本。由于傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點數(shù)量非常大，往往是成千上萬個。要使傳感器網(wǎng)絡達到實用化，要求每個節(jié)點的價格控制在較為低廉的價格，甚至是一次性使用進一步提高傳感器網(wǎng)絡安全性和抗干擾能力進一步提高傳感器網(wǎng)絡安全性和抗干擾能力。如何利用較少的能量和較小的計算量來完成數(shù)據(jù)加密、身份認證等功能，在破壞或受干擾的情況下可靠地完成執(zhí)行的任務第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡介紹無線傳感器網(wǎng)絡介紹未來發(fā)展趨勢未來發(fā)展趨勢提高節(jié)點的自動配置能力提高節(jié)點的自動配置能力。使網(wǎng)絡在部分節(jié)點

8、出現(xiàn)錯誤或休眠能將大量的節(jié)點迅速按照一定的規(guī)則組成一定的結構完善高效的跨層網(wǎng)絡協(xié)議棧完善高效的跨層網(wǎng)絡協(xié)議棧。在無線傳感器網(wǎng)絡已有的分層體系結構上引入跨層的機制和參數(shù)，打破層的界限多層合作實現(xiàn)某些優(yōu)化目標網(wǎng)絡的多應用和異構化網(wǎng)絡的多應用和異構化。隨著無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展, 同一傳感器網(wǎng)絡將從支持單一應用向支持多種不同應用發(fā)展, 大規(guī)模的無線傳感器網(wǎng)絡中將包括大量的異構的傳感器節(jié)點。進一步與其他網(wǎng)絡的融合進一步與其他網(wǎng)絡的融合。無線傳感器網(wǎng)絡與現(xiàn)有網(wǎng)絡的融合將帶來新的應用。傳感器網(wǎng)絡專注于探測和收集環(huán)境信息，復雜的數(shù)據(jù)處理和存儲等服務則交給基于無線傳感器網(wǎng)絡的網(wǎng)格體系來完成。第一章 無線傳感器網(wǎng)

9、絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡介紹無線傳感器網(wǎng)絡介紹應用前景應用前景軍事領域軍事領域。 無線傳感器網(wǎng)絡非常適合應用于惡劣的戰(zhàn)場環(huán)境中，因此軍事領域成為無線傳感器網(wǎng)絡最早展開的領域，由于戰(zhàn)爭的傷亡性，傳感器節(jié)點將取代人去執(zhí)行一些危險任務，如監(jiān)控我軍兵力、裝備和物資，監(jiān)視沖突區(qū)，偵察敵方地形和布防，定位攻擊目標，評估損失，偵察和探測核、生物和化學攻擊。第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡介紹無線傳感器網(wǎng)絡介紹應用前景應用前景環(huán)境監(jiān)測和保護環(huán)境監(jiān)測和保護。在監(jiān)測區(qū)域撒播大量的無線傳感器節(jié)點，并提高環(huán)境監(jiān)控的覆蓋范圍、精度和實時性。包括跟蹤生物種群，監(jiān)測水位水質，預警火災、地震、泥石流和臺風等災

10、害。還可用于海洋、深空等環(huán)境工業(yè)監(jiān)控與故障診斷工業(yè)監(jiān)控與故障診斷。通過無線傳感器網(wǎng)絡可方便地對煤礦、石油鉆井、核電廠和組裝線工作的設備和員工進行監(jiān)控和診斷，保障設備安全和員工人身安全智能農業(yè)智能農業(yè)。在農業(yè)領域無線傳感器網(wǎng)絡有著卓越的技術優(yōu)勢。它可用于監(jiān)視農作物灌溉情況、土壤空氣變更情況、牲畜和家禽的環(huán)境狀況以及大面積地表檢測智能家居智能家居。智能家居系統(tǒng)的設計目標是將住宅內的各種家居設備聯(lián)系起來，使各個家居設備能夠自動運行，相互協(xié)作，為居住者提供盡可能多的便利和舒適第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡介紹無線傳感器網(wǎng)絡介紹應用前景應用前景醫(yī)療健康與監(jiān)護醫(yī)療健康與監(jiān)護。無線傳感器網(wǎng)絡

11、節(jié)點微小的特點在醫(yī)學上有特殊的用途。可以利用傳感器監(jiān)測病人的心率和血壓等生理特征，以隨時了解病人的病情進行及時有效地處理。并可以利用傳感器網(wǎng)絡長期不間斷地收集醫(yī)學實驗對象的生理數(shù)據(jù)，為醫(yī)學研究提供依據(jù)。智能交通系統(tǒng)智能交通系統(tǒng)?？赏ㄟ^運用大量傳感器網(wǎng)絡，并配合GPS系統(tǒng)、區(qū)域網(wǎng)絡系統(tǒng)等資源，優(yōu)化交叉路口信號燈控制，提供車輛誘導，緩解道路擁堵，提高駕駛安全。智能倉儲物流智能倉儲物流。利用無線傳感器網(wǎng)絡的多傳感器高度集成，以及部署方便、組網(wǎng)靈活的特點，可用來進行糧食、蔬菜、水果、蛋肉存儲倉庫的溫度、濕度控制，中央空調系統(tǒng)的監(jiān)測與控制，以及廠房環(huán)境控制，特殊實驗室環(huán)境的控制等。第一章 無線傳感器網(wǎng)絡

12、概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡介紹無線傳感器網(wǎng)絡介紹應用前景應用前景智慧城市智慧城市通過物聯(lián)網(wǎng)基礎設施、云計算基礎設施、地理空間基礎設施等新一代信息技術以及百科、社交網(wǎng)絡、綜合集成等工具和方法的應用，實現(xiàn)全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應用。知識社會環(huán)境下的智慧城市是信息化城市發(fā)展的高級形態(tài)。智慧城市的建設覆蓋諸多領域，交通、醫(yī)療、安防、社區(qū)、電網(wǎng)等等都是智慧城市建設中不可或缺的部分。其中智慧社區(qū)、智能家居是與人最為密切相關的部分，是智慧城市建設的必經(jīng)步驟。第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡介紹無線傳感器網(wǎng)絡介紹應用前景應用前景智慧城市智慧城市：2010年，IBM正式提出了“智

13、慧城市”遠景：城市六個核心系統(tǒng)組成：組織（人）、業(yè)務/政務、交通、通訊、水和能源。國內不少公司也提出有關智慧城市的架構體系，如“智慧城市4+1體系”，已在城市綜合體智能化（如株洲神農城）、天津智慧和平區(qū)等智能化項目中得到應用。2013年1月國家住建布提出了建設智慧城市的首批名單 ：包括北京、石家莊、無錫、溫州等90個城市通過審核，正式成為國內首批試點智慧城市。第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡介紹無線傳感器網(wǎng)絡介紹應用前景應用前景住建部1月29日宣布，北京市東城區(qū)、江蘇省無錫市、河北省石家莊市、浙江省溫州市等90個城市通過審核，成為首批國家智慧城市試點。在90個試點中，37個地級市

14、，50個區(qū)（縣），3個鎮(zhèn)。試點城市將要在3-5年完成創(chuàng)建此后由相關部門組織評估并進行等級評定。評定等級將由低到高分為一星、二星和三星。住建部與國家開發(fā)銀行簽訂合作協(xié)議，未來三年，住建部與國家開發(fā)銀行合作投資智慧城市，資金規(guī)模將達800億，同時推進智慧城市試點項目的遴選、調查、發(fā)款等工作。除了通過審批試點的90個城市，目前還有近三百個城市已經(jīng)開始建設智慧城市項目，而未來幾年將有600-800個城市打造智慧城市，預計國家在“十二五”期間用于建設智慧城市的投資規(guī)模將達5000億元，而帶動相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場規(guī)模預計將在2萬億元左右，前景非常廣闊。第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡體系結構無

15、線傳感器網(wǎng)絡體系結構可以從這幾個角度來認識無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構：u無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點結構u無線傳感器網(wǎng)絡的軟件體系結構u無線傳感器網(wǎng)絡的網(wǎng)絡拓撲結構u無線傳感器網(wǎng)絡的協(xié)議結構第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡體系結構無線傳感器網(wǎng)絡體系結構節(jié)點結構節(jié)點結構 傳感器節(jié)點通常用于部署，其成本低廉、重量輕，同時支持一些基本的功能，如事件檢測、分類、追蹤以及匯報，在一般情況下，節(jié)點支持以下功能：動態(tài)配置，以支持多種網(wǎng)絡功能；u節(jié)點可以動態(tài)配置成網(wǎng)關、普通節(jié)點等；u遠程可編程，以便增加新的功能，如支持新的信號處理算法；u定位功能，以便確定自己的絕對或者相對位置，如利用全球定位系統(tǒng)（Glo

16、bal Position System，GPS）；u支持低功耗的網(wǎng)絡傳輸；u支持長距離通信的能力，以便數(shù)據(jù)傳輸，如網(wǎng)關之間的通信。第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡體系結構無線傳感器網(wǎng)絡體系結構節(jié)點結構節(jié)點結構主要組成部分：u數(shù)據(jù)采集模塊(傳感器、信號調理、A/D轉換器)u數(shù)據(jù)處理和控制模塊(微處理器、存儲器)u無線通信模塊(射頻收發(fā)器)u能量供應模塊(電池及電源管理模塊)可以選擇的其他功能單元：u定位模塊u移動模塊u電源自供電模塊l 無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構節(jié)點結構節(jié)點結構第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構

17、無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構軟件結構軟件結構最靠近基礎硬件并對各種軟硬件資源進行管理的是操作系統(tǒng)，無線傳感器網(wǎng)絡操作系統(tǒng)一般采用事件驅動的組件設計模式，完整的系統(tǒng)由調度器和分層組件組成每一類完整的無線傳感器網(wǎng)絡的軟件結構，都需要有面向特定應用的業(yè)務邏輯部分軟件。可根據(jù)傳感器網(wǎng)絡節(jié)點采集的數(shù)據(jù)的類型、特性、用途和用戶的需要對數(shù)據(jù)進行特定的處理在現(xiàn)代的無線傳感器網(wǎng)絡軟件體系中，還會設計處理分布系統(tǒng)所特有功能的軟件，形成無線傳感器網(wǎng)絡中間件軟件，用于支撐各種應用第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構軟件結構軟件結構第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡的

18、系統(tǒng)結構無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構網(wǎng)絡拓撲結構網(wǎng)絡拓撲結構平面網(wǎng)絡結構分級網(wǎng)絡結構混合網(wǎng)絡結構Mesh網(wǎng)絡結構 l 無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構網(wǎng)絡拓撲結構網(wǎng)絡拓撲結構平面網(wǎng)絡結構： 無線傳感器網(wǎng)絡中最簡單的一種拓撲結構，所有節(jié)點為對等結構，具有完全一致的功能特性第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構網(wǎng)絡拓撲結構網(wǎng)絡拓撲結構分級網(wǎng)絡結構： 分級網(wǎng)絡結構分為上層和下層兩個部分：上層為中心骨干節(jié)點；下層為一般傳感器節(jié)點。這種網(wǎng)絡拓撲結構擴展性好，便于集中管理，可以降低系統(tǒng)建設成本，提高網(wǎng)絡覆蓋率和可靠性第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線

19、傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構網(wǎng)絡拓撲結構網(wǎng)絡拓撲結構Mesh網(wǎng)絡結構：Mesh網(wǎng)絡結構是一種新型的無線傳感器網(wǎng)絡結構，該結構是規(guī)則分布的網(wǎng)絡結構，該結構中通常只允許節(jié)點和節(jié)點最近的鄰居通信第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構協(xié)議結構協(xié)議結構無線傳感器網(wǎng)絡協(xié)議設計所需要考慮的特殊特性（1）無線傳感器網(wǎng)絡中的節(jié)點數(shù)目高出Ad hoc網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)目幾個數(shù)量級，這就對傳感器網(wǎng)絡的可擴展性提出了要求（2）無線傳感器網(wǎng)絡最大的特點就是能量受限。在各層協(xié)議設計時，節(jié)能是設計的主要考慮目標之一（3）傳感器網(wǎng)絡節(jié)點受損的概率遠

20、大于傳統(tǒng)網(wǎng)絡節(jié)點，因此自組織網(wǎng)絡的健壯性保障是必須的（4）傳感器節(jié)點高密度部署，網(wǎng)絡拓撲結構變化快，對于拓撲結構的維護也提出了挑戰(zhàn)第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構協(xié)議結構協(xié)議結構傳感器網(wǎng)絡體系結構具有橫向的通信協(xié)議層和縱向的傳感器網(wǎng)絡管理面這樣的二維結構。通信協(xié)議層可以劃分為物理層、鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層和應用層五層，網(wǎng)絡管理面則可以劃分為能耗管理面、移動性管理面以及任務管理面。第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構協(xié)議結構協(xié)議結構無線傳感器網(wǎng)絡的各通信協(xié)議層u物理層u數(shù)據(jù)鏈路層u網(wǎng)絡層u傳輸層u應用層第

21、一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構協(xié)議結構協(xié)議結構無線傳感器網(wǎng)絡的各通信協(xié)議層功能u物理層物理層負責載波頻率產(chǎn)生、信號的調制解調等工作，提供簡單但健壯的信號調制和無線收發(fā)技術。u數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層（1）媒體訪問控制。主要負責網(wǎng)絡結構的建立和為傳感器節(jié)點有效、合理地分配資源。（2）差錯控制。保證源節(jié)點發(fā)出的信息可以完整、無誤地到達目標節(jié)點。u網(wǎng)絡層網(wǎng)絡層負責路由發(fā)現(xiàn)和維護，是無線傳感器網(wǎng)絡的重要因素。無線傳感器網(wǎng)絡中，大多數(shù)節(jié)點無法直接與網(wǎng)關通信，需要通過中間節(jié)點進行多跳路由。（以數(shù)據(jù)為中心）第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構無

22、線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構協(xié)議結構協(xié)議結構無線傳感器網(wǎng)絡的各通信協(xié)議層功能u傳輸層傳輸層 負責將傳感器網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)提供給外部網(wǎng)絡，也就是負責網(wǎng)絡中節(jié)點間和節(jié)點與外部網(wǎng)絡之間的通信。u應用層應用層 主要由一系列應用軟件構成，主要負責監(jiān)測任務。這一層主要解決三個問題：傳感器管理協(xié)議、任務分配和數(shù)據(jù)廣播管理協(xié)議，以及傳感器查詢和數(shù)據(jù)傳播管理協(xié)議。第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構協(xié)議結構協(xié)議結構無線傳感器網(wǎng)絡的各管理平臺功能如下：u能量管理平臺能量管理平臺 管理傳感器節(jié)點如何使用資源，在各個協(xié)議層都需要考慮節(jié)省能量。u移動管理平臺移動管理平臺 檢測傳感器節(jié)點的

23、移動，維護到匯聚節(jié)點的路由，使得傳感器節(jié)點能夠動態(tài)跟蹤其鄰居的位置。u任務管理平臺任務管理平臺 在一個給定的區(qū)域內平衡和調度檢測任務。第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展20世紀70年代，第一代傳感器網(wǎng)絡第一代傳感器網(wǎng)絡誕生，第一代傳感器網(wǎng)絡特別簡單，傳感器只能獲取簡單信號，數(shù)據(jù)傳輸采用點對點模式，傳感器節(jié)點與傳感控制器相連就構成了這樣一個傳感器網(wǎng)絡。第二代傳感器網(wǎng)絡第二代傳感器網(wǎng)絡比第一代傳感器網(wǎng)絡在功能上稍有增強，它能夠讀取多種信號，硬件上采用串/并接口來連接傳感控制器，是一種能夠綜合多種信息的傳感器網(wǎng)絡。傳感器網(wǎng)絡更新的速度越來越快。第一章 無線傳感器

24、網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展在20世紀90年代后期，第三代傳感器網(wǎng)絡第三代傳感器網(wǎng)絡問世，它更加智能化，綜合處理能力更強，能夠智能地獲取各種信息，網(wǎng)絡采用局域網(wǎng)形式，通過一根總線實現(xiàn)傳感器控制器的連接，是一種智能化的傳感器網(wǎng)絡。到現(xiàn)在為止，第四代傳感器網(wǎng)絡第四代傳感器網(wǎng)絡還在開發(fā)之中，雖然實驗室的無線傳感器網(wǎng)絡已經(jīng)能夠運行，但限于節(jié)點成本、電池生命周期等原因，大規(guī)模使用的產(chǎn)品出現(xiàn)得還很少，這一代網(wǎng)絡結構采用無線通信模式，大規(guī)模地撒播具有簡單數(shù)據(jù)處理和融合能力的傳感器節(jié)點，無線自組織地實現(xiàn)網(wǎng)絡間節(jié)點的相互通信，這就構成了第四代傳感器網(wǎng)絡，即無線傳感器網(wǎng)絡。第一章 無線傳

25、感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展在20世紀90年代后期，第三代傳感器網(wǎng)絡第三代傳感器網(wǎng)絡問世，它更加智能化，綜合處理能力更強，能夠智能地獲取各種信息，網(wǎng)絡采用局域網(wǎng)形式，通過一根總線實現(xiàn)傳感器控制器的連接，是一種智能化的傳感器網(wǎng)絡。到現(xiàn)在為止，第四代傳感器網(wǎng)絡第四代傳感器網(wǎng)絡還在開發(fā)之中，雖然實驗室的無線傳感器網(wǎng)絡已經(jīng)能夠運行，但限于節(jié)點成本、電池生命周期等原因，大規(guī)模使用的產(chǎn)品出現(xiàn)得還很少，這一代網(wǎng)絡結構采用無線通信模式，大規(guī)模地撒播具有簡單數(shù)據(jù)處理和融合能力的傳感器節(jié)點，無線自組織地實現(xiàn)網(wǎng)絡間節(jié)點的相互通信，這就構成了第四代傳感器網(wǎng)絡，即無線傳感器網(wǎng)絡。l 無線傳

26、感器網(wǎng)絡的發(fā)展無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 第一章 無線傳感器網(wǎng)絡概述 l 無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展1993年，美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）聯(lián)合rockwell研究中心在 DARPA的資助下開始進行了WINS（Wireless Integrated Network Sensors）的項目研究1996年起麻省理工學院(MIT)進行了AMPS(Micro-Adaptive Multi-domain Power-aware Sensors)項目的研究，該項目主要關注網(wǎng)絡問題，提出了無線傳感器網(wǎng)絡的組織應該以節(jié)能、自組織和可重構為目標。 （LEACH協(xié)議） 加州大學伯克利分校（UC Ber