無線傳感器網絡技術幫助監測森林火災

　　1.2 路由協議

　　路由協議負責將數據分組從源節點通過網絡轉發到目的節點，它主要包括兩個方面的功能：尋找源節點和目的節點間的優化路徑，將數據分組沿著優化路徑正確轉發。在無線傳感器網絡中，節點能量有限且一般沒有能量補充，因此路由協議需要高效利用能量，同時，傳感器網絡節點數目往往很大。節點只能獲取局部拓撲結構信息，路由協議要能在局部網絡信息的基礎上選擇合適的路徑。傳感器網絡具有很強的應用相關性，不同應用中的路由協議可能相差很大，沒有一個通用的路由協議。此外，傳感器網絡的路由機制還經常與數據融合技術聯系在一起，通過減少通信量而節省能量。因此，傳統無線網絡的路由協議不適應于無線傳感器網絡。相對于傳統無線通訊網絡而言，傳統無線通訊網絡研究的重點放在無線通訊的服務質量（Qos）上，而無線傳感器節點是隨機分布，電池供電，因此目前無線傳感器網絡路由協議的研究重點是放在如何提高能量效率上，當前流行的幾個無線傳感器網絡的路由協議有：泛洪協議、Gossiping協議、SPIN協議、定向擴散（DirectedDi舶sion）協議、LEACH協議等閉。

　　1.3 無線傳感器網絡管理技術

　　在傳感器網絡中，傳感器節點是體積微小的嵌入式設備，采用能量有限的電池供電，它的計算能力和通信能力十分有限，所以除了要設計能量高效的MAC協議、路由協議以及應用層協議之外，還要設計優化的網絡拓撲控制機制。對于自組織的無線傳感器網絡而言，網絡拓撲結構控制對網絡性能影響很大。良好的拓撲結構能夠提高路由協議和MAC協議的效率，為數據融合、時間同步和目標定位等很多方面提供基礎，有利于延長整個網絡的生存時間。所以，拓撲控制是傳感器網絡中的一個基本問題。

　　傳感器網絡拓撲控制主要研究的問題是：在滿足網絡覆蓋度和連通度的前提下，通過功率控制和骨干網節點選擇，剔除節點之間不必要的通信鏈路，形成一個數據轉發的優化網絡結構。具體地講，傳感器網絡中的拓撲控制按照研究方向可以分為兩類：節點功率控制和層次型拓撲結構組織。功率控制機制調節網絡中每個節點的發射功率，在滿足網絡連通度的前提下，均衡節點的單跳可達鄰居數目。層次型拓撲結構控制利用分簇機制，讓一些節點作為簇頭節點，由簇頭節點形成一個處理并轉發數據的骨干網，其他非骨干網節點可以暫時關閉通信模塊，進入休眠狀態以節省能量。現在的拓撲控制研究的發展趨勢是以實際應用為背景，多種機制結合使用，強調網絡拓撲控制的自適應性和魯棒性，在保證網絡連通性和覆蓋性的前提下，提高網絡通信的效率，最大限度地節省能量來延長整個網絡的生存時間。考慮到不同的應用背景各有特點和網絡生存時間，一般都會綜合使用拓撲控制。

　　2 系統設計方案

　　整個系統由若干無線傳感器節點、基站和用戶等組成，如圖2所示。