無線傳感器網絡(WSN)發展現狀及困境
3、無中心。在無線傳感器網絡中,所有節點的地位都是平等的,沒有預先指定的中心,是一個對等式網絡。各節點通過分布式算法來相互協調,在無人值守 的情況下,節點就能自動組織起一個測量網絡。而正因為沒有中心,網絡便不會因為單個節點的脫離而受到損害。節點可以隨時加入或離開網絡,任何節點的故障不 會影響整個網絡的運行,具有很強的抗毀性。
4、自組織。網絡的布設和展開無需依賴于任何預設的網絡設施,節點通過分層協議和分布式算法協調各自的行為,節點開機后就可以快速、自動地組成一個獨立的網絡。
5、多跳(Multi-hop)路由。WSN節點通信能力有限,覆蓋范圍只有幾十到幾百米,節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點進行通信,則需要通過中間節點進行路由。WSN中的多跳路由是由普通網絡節點完成的。
6、動態拓撲。WSN是一個動態的網絡,節點可以隨處移動;一個節點可能會因為電池能量耗盡或其他故障,退出網絡運行;也可能由于工作的需要而被添加到網絡中。這些都會使網絡的拓撲結構隨時發生變化,因此網絡應該具有動態拓撲組織功能。
7、節點數量眾多,分布密集。WSN節點數量大、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。無線傳感器網絡通過無線電波進行數據傳輸,雖然省去了布線的煩惱,但是相對于有線網絡,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。不過因為單個節點傳輸的數據量并不算大,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,安全性在網絡的設計中至關重要。
三、應用現狀
雖然無線傳感器網絡的大規模商業應用,由于技術等方面的制約還有待時日,但是最近幾年,隨著計算成本的下降以及微處理器體積越來越小,已經為數不少的無線傳感器網絡開始投入使用。目前無線傳感器網絡的應用主要集中在以下領域:
1.環境監測和保護
隨著人們對于環境問題的關注程度越來越高,需要采集的環境數據也越來越多,無線傳感器網絡的出現為隨機性的研究數據獲取提供了便利,并且還可以避免傳統數據收集方式給環境帶來的侵入式破壞。
2.醫療護理
無線傳感器網絡在醫療研究、護理領域也可以大展身手。羅徹斯特大學的科學家使用無線傳感器創建了一個智能醫療房間,使用微塵來測量居住者的重要征兆 (血壓、脈搏和呼吸)、睡覺姿勢以及每天24小時的活動狀況。英特爾公司也推出了無線傳感器網絡的家庭護理技術。該技術是做為探討應對老齡化社會的技術項 目CenterforAgingServicesTechnologies(CAST)的一個環節開發的。該系統通過在鞋、家具以家用電器等家中道具和設 備中嵌入半導體傳感器,幫助老齡人士、阿爾茨海默氏病患者以及殘障人士的家庭生活。利用無線通信將各傳感器聯網可高效傳遞必要的信息從而方便接受護理。而 且還可以減輕護理人員的負擔。英特爾主管預防性健康保險研究的董事EricDishman稱,“在開發家庭用護理技術方面,無線傳感器網絡是非常有前途的 領域”。
3.軍事領域
評論