民用領域的無線傳感器網絡解析方案

什么是傳感器網絡?

傳感器網絡是由許多在空間上分布的自動裝置組成的一種計算機網絡，這些裝置使用傳感器協作地監控不同位置的物理或環境狀況(比如溫度、聲音、振動、壓力、運動或污染物)。無線傳感器網絡的發展最初起源于戰場監測等軍事應用。而現今無線傳感器網絡被應用于很多民用領域，如環境與生態監測、健康監護、家庭自動化、以及交通控制等。

傳感器網絡的原理

傳感器網絡的每個節點除配備了一個或多個傳感器之外，還裝備了一個無線電收發器、一個很小的微控制器和一個能源(通常為電池)。單個傳感器節點的尺寸大到一個鞋盒，小到一粒塵埃。傳感器節點的成本也是不定的，從幾百美元到幾美分，這取決于傳感器網絡的規模以及單個傳感器節點所需的復雜度。傳感器節點尺寸與復雜度的限制決定了能量、存儲、計算速度與頻寬的受限。 　　在計算機科學領域，傳感器網絡是一個研究熱點，每年都會召開很多的研討會和國際會議。

傳感器網絡的作用

傳感器網絡主要包括三個方面：感應、通訊、計算(硬件、軟件、算法)。其中的關鍵技術主要有無線數據庫技術，比如使用在無線傳感器網絡的查詢，和用于和其它傳感器通訊的網絡技術，特別是多次跳躍路由協議。例如摩托羅拉使用在家庭控制系統中的ZigBee無線協議。

傳感器網絡體系結構

傳感器網絡系統通常包括傳感器節點(sensor)、匯聚節點(sink node)和管理節點。大量傳感器節點隨機部署在監測區域(sensor field)內部或附近，能夠通過自組織方式構成網絡。傳感器節點監測的數據沿著其他傳感器節點逐跳地進行傳輸，在傳輸過程中監測數據可能被多個節點處理，經過多跳后路由到匯聚節點，最后通過互聯網或衛星到達管理節點。用戶通過管理節點對傳感器網絡進行配置和管理，發布監測任務以及收集監測數據。