無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

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1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)編輯本詞條介紹的是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetwork），更多含義，請(qǐng)參閱無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（多義詞）。微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-MechanismSystem,MEMS)、片上系統(tǒng)(SystemonChip,SoC)、無線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，孕育出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetworks,WSN)，并以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點(diǎn)帶來了信息感知的一場(chǎng)變革。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)，通過無線通信方式形成的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。

2、目錄1簡(jiǎn)介介紹定義發(fā)展歷史2特點(diǎn)功能應(yīng)用相關(guān)3結(jié)構(gòu)4信息安全5網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧6安全需求7應(yīng)用范圍環(huán)境監(jiān)測(cè)醫(yī)療護(hù)理軍事領(lǐng)域目標(biāo)跟蹤其他用途8案例9關(guān)鍵技術(shù)10無線傳感器延伸拓?fù)渚S護(hù)基礎(chǔ)拓?fù)渚S護(hù)模型拓?fù)渚S護(hù)研究現(xiàn)狀11展望能效問題采集與管理數(shù)據(jù)無線通訊的標(biāo)準(zhǔn)問題1簡(jiǎn)介介紹傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸三種功能。它與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)共同構(gòu)成信息技術(shù)的三大支柱。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetwork,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)成的無線網(wǎng)絡(luò)，以協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)被感知對(duì)

3、象的信息，并最終把這些信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)的所有者。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的眾多類型的傳感器，可探測(cè)包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、土壤成分、移動(dòng)物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多樣的現(xiàn)象。潛在的應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為:軍事、航空、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。[1]定義WSN是wirelesssensornetwork的簡(jiǎn)稱，即無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。　　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感

4、知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對(duì)象和觀察者構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)要素[2]。發(fā)展歷史中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟認(rèn)為，傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程分為以下三個(gè)階段：傳感器→無線傳感器→無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（大量微型、低成本、低功耗的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的多跳無線網(wǎng)絡(luò)）第一階段:最早可以追溯至越戰(zhàn)時(shí)期使用的傳統(tǒng)的傳感器系統(tǒng)。當(dāng)年美越雙方在密林覆蓋的“胡志明小道”進(jìn)行了一場(chǎng)血腥較量，“胡志明小道”是胡志明部隊(duì)向南方游擊隊(duì)輸送物資的秘密通道，美軍對(duì)其進(jìn)行了狂轟濫炸，但效果不大。后來，美軍投放了2萬多個(gè)“熱帶樹”傳感器?！盁釒洹睂?shí)際上是由震動(dòng)和聲響傳感器組成的系統(tǒng)，

5、它由飛機(jī)投放，落地后插入泥土中，只露出偽裝成樹枝的無線電天線，因而被稱為“熱帶樹”。只要對(duì)方車隊(duì)經(jīng)過，傳感器探測(cè)出目標(biāo)產(chǎn)生的震動(dòng)和聲響信息，自動(dòng)發(fā)送到指揮中心，美機(jī)立即展開追殺，總共炸毀或炸壞4.6萬輛卡車?！　〉诙A段:二十世紀(jì)80年代至90年代之間。主要是美軍研制的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、海軍協(xié)同交戰(zhàn)能力系統(tǒng)、遠(yuǎn)程戰(zhàn)場(chǎng)傳感器系統(tǒng)等。這種現(xiàn)代微型化的傳感器具備感知能力、計(jì)算能力和通信能力。因此在1999年，商業(yè)周刊將傳感器網(wǎng)絡(luò)列為21世紀(jì)最具影響的21項(xiàng)技術(shù)之一。第三階段:21世紀(jì)開始至今，也就是9·11事件之后。這個(gè)階段的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點(diǎn)在于

6、網(wǎng)絡(luò)傳輸自組織、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)低功耗。除了應(yīng)用于反恐活動(dòng)以外，在其它領(lǐng)域更是獲得了很好的應(yīng)用，所以2002年美國(guó)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室－－橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室提出了“網(wǎng)絡(luò)就是傳感器”的論斷。由于無線傳感網(wǎng)在國(guó)際上被認(rèn)為是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的第二大網(wǎng)絡(luò)，2003年美國(guó)《技術(shù)評(píng)論》雜志評(píng)出對(duì)人類未來生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的十大新興技術(shù)，傳感器網(wǎng)絡(luò)被列為第一。在現(xiàn)代意義上的無線傳感網(wǎng)研究及其應(yīng)用方面，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)缀跬絾?dòng)，它已經(jīng)成為我國(guó)信息領(lǐng)域位居世界前列的少數(shù)方向之一。在2006年我國(guó)發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，為信息技術(shù)確定了三個(gè)前沿方向，其中有兩項(xiàng)就與傳感

7、器網(wǎng)絡(luò)直接相關(guān)，這就是智能感知和自組網(wǎng)技術(shù)。當(dāng)然，傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也是符合計(jì)算設(shè)備的演化規(guī)律。2特點(diǎn)大規(guī)模為了獲取精確信息，在監(jiān)測(cè)區(qū)域通常部署大量傳感器節(jié)點(diǎn)，可能達(dá)到成千上萬，甚至更多。傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模性包括兩方面的含義：一方面是傳感器節(jié)點(diǎn)分布在很大的地理區(qū)域內(nèi)，如在原始大森林采用傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行森林防火和環(huán)境監(jiān)測(cè)，需要部署大量的傳感器節(jié)點(diǎn)；另一方面，傳感器節(jié)點(diǎn)部署很密集，在面積較小的空間內(nèi)，密集部署了大量的傳感器節(jié)點(diǎn)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模性具有如下優(yōu)點(diǎn)：通過不同空間視角獲得的信息具有更大的信噪比；通過分布式處理大量的采集信息能夠提高監(jiān)測(cè)的精確度，

8、降低對(duì)單個(gè)節(jié)點(diǎn)傳感器的精度要求；大量冗余節(jié)點(diǎn)的存在，使得系統(tǒng)具有很強(qiáng)的容錯(cuò)性能；大量節(jié)點(diǎn)能夠增大覆蓋的監(jiān)測(cè)區(qū)域，減少洞穴或者盲區(qū)。自組織