無線傳感器網絡的節(jié)點/拓撲結構和特點

WSN（wirelesssensornetworks）是無線傳感器網絡，是由大量的具有感知能力的傳感器節(jié)點，通過自組織方式構成的無線網絡。傳感器監(jiān)控不同位置的物理或環(huán)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(fā)展最初起源于戰(zhàn)場監(jiān)測等軍事應用。而現(xiàn)今無線傳感器網絡被應用于很多民用領域，如環(huán)境與生態(tài)監(jiān)測、健康監(jiān)護、家居自動化以及交通控制等。

一個典型的無線傳感器網絡的系統(tǒng)架構包括分布式無線傳感器節(jié)點（群）、接收發(fā)送器匯聚節(jié)點、互聯(lián)網或通信衛(wèi)星和任務管理節(jié)點等，如下圖所示。大量傳感器節(jié)點隨機部署在監(jiān)測區(qū)域內部或附近，能夠通過自組織方式構成網絡。傳感器節(jié)點監(jiān)測的數(shù)據(jù)沿著其他傳感器節(jié)點逐跳地進行傳輸，在傳輸過程中監(jiān)測數(shù)據(jù)可能被多個節(jié)點處理，經過多跳后路由到匯聚節(jié)點，最后通過互聯(lián)網或衛(wèi)星到達管理節(jié)點。用戶通過管理節(jié)點對傳感器網絡進行配置和管理，發(fā)布監(jiān)測任務以及收集監(jiān)測數(shù)據(jù)。

無線傳感器網絡中主要包含兩類節(jié)點：

傳感器節(jié)點：具有感知和通信功能的節(jié)點，在傳感器網絡中負責監(jiān)控目標區(qū)域并獲取數(shù)據(jù)，以及完成與其他傳感器節(jié)點的通信，能夠對數(shù)據(jù)進行簡單的處理。

Sink節(jié)點：又稱為基站節(jié)點，負責匯總由傳感器節(jié)點發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，并作進一步數(shù)據(jù)融合以及其他操作，最終把處理好的數(shù)據(jù)上傳至互聯(lián)網。

匯聚節(jié)點

匯聚節(jié)點的處理能力、存儲能力和通信能力相對較強，它是連接傳感器網絡與Intemet等外部網絡的網關，實現(xiàn)兩種協(xié)議間的轉換，同時向傳感器節(jié)點發(fā)布來自管理節(jié)點的監(jiān)測任務，并把WSN收集到的數(shù)據(jù)轉發(fā)到外部網絡上。匯聚節(jié)點既可以是一個具有增強功能的傳感器節(jié)點，有足夠的能量供給和更多的、Flash和SRAM中的所有信息傳輸?shù)接嬎銠C中，通過匯編軟件，可很方便地把獲取的信息轉換成匯編文件格式，從而分析出傳感節(jié)點所存儲的程序代碼、路由協(xié)議及密鑰等機密信息，同時還可以修改程序代碼，并加載到傳感節(jié)點中。

管理節(jié)點

管理節(jié)點用于動態(tài)地管理整個無線傳感器網絡：傳感器網絡的所有者通過管理節(jié)點訪問無線傳感器網絡的資源。

無線傳感器網絡的拓撲結構

三種常見拓撲結構

星型拓撲：具有組網簡單、成本低；但網絡覆蓋范圍小，一旦sink節(jié)點發(fā)生故障，所有與sink節(jié)點連接的傳感器節(jié)點與網絡中心的通信都將中斷。星形拓撲結構組網時，電池的使用壽命較長。

網狀拓撲：具有組網可靠性高、覆蓋范圍大的優(yōu)點，但電池使用壽命短、管理復雜。

樹狀拓撲：具有星形和網狀拓撲的一些特點，既保證了網絡覆蓋范圍大，同時又不至于電池使用壽命過短，更加靈活、高效。

無線傳感器網絡的特點

1.自組織性；

2.以數(shù)據(jù)為中心；

3.應用相關性；

4.動態(tài)性；

5.網絡規(guī)模大；

6.可靠性

無線傳感器網絡（WSN）被認為是影響人類未來生活的重要技術之一，這一新興技術為人們提供了一種全新的獲取信息、處理信息的途徑。由于WSN本身的特點，使得它與現(xiàn)有的傳統(tǒng)網絡技術之間存在較大的區(qū)別，給人們提出了很多新的挑戰(zhàn)。
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