無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本特點
發(fā)布時間:2012/3/27 19:50:58 訪問次數(shù):6329
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種獨立出現(xiàn)的 SDM20U30LP-7計算機網(wǎng)絡(luò)，是由大量傳感器節(jié)點通過無線通信技術(shù)自組織構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集量化、處理融合和傳輸應(yīng)用，它是信息技術(shù)中的一個新的領(lǐng)域，在軍事和民用領(lǐng)域均有著非常廣闊的應(yīng)用前景。它具有以下特點。
1．傳感器節(jié)點體積小，能量有限
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是在微電機系統(tǒng)技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，傳感器節(jié)點各部分集成度很高，因此具有體積小的優(yōu)點，通常攜帶能量十分有限的電池，由于傳感器節(jié)點數(shù)目龐大、分布區(qū)域廣，而且部署環(huán)境復(fù)雜，有些區(qū)域甚至人員不能到達，無法通過更換電池的方式來補充能量，所以在考慮傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)以及各層協(xié)議設(shè)計時，節(jié)能是設(shè)計的主要考慮目標(biāo)之一。
2．傳感器節(jié)點計算和存儲能力有限
由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的特殊性，要求傳感器節(jié)點的價格低、功耗小，必然導(dǎo)致其攜帶的處理器能力比較弱，存儲器容量比較小，因此，如何利用有限的計算和存儲資源，完成諸多協(xié)同任務(wù)，也是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)之一。事實上，隨著低功耗電路和系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)的提高，目前已經(jīng)開發(fā)出根多超低功耗微處理器，同時，一般傳感器節(jié)點還會配上一些外部
存儲器，目前的Flash存儲器是一種可以低電壓操作、多次寫、無限次讀的非易失存儲介質(zhì)。
3．通信半徑小，帶寬低
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是利用“多跳”來實現(xiàn)低功耗下的數(shù)據(jù)傳輸，因此其設(shè)計的通信覆蓋范圍只有幾十米。和傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)不同，傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大部分是經(jīng)過節(jié)點處理過的數(shù)據(jù)，因此流量較小。根據(jù)目前觀察到的現(xiàn)象特性來看，傳感數(shù)據(jù)所需的帶寬將會很低( l～lOOkbit/s)。
4．傳感器節(jié)點數(shù)量大且具有自適應(yīng)性
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點密集，數(shù)量巨大，可能達到幾百、幾千，甚至更多。此外，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以分布在很廣泛的地理區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)變化很快，而且網(wǎng)絡(luò)一旦形成，人很少干預(yù)其運行。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟、硬件必須具有高強壯性和容錯性，相應(yīng)的通信協(xié)議必須具有可重構(gòu)和自適應(yīng)性。
5．無中心和自組織
在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，所有節(jié)點的地位都是平等的，沒有預(yù)先指定的中心，各節(jié)點通過分布式算法來相互協(xié)調(diào)，可以在無人工干預(yù)和任何其他預(yù)置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的情況下，節(jié)點自動組織成網(wǎng)絡(luò)。正是由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中沒有中心，所以網(wǎng)絡(luò)不會因為單個節(jié)點的損壞而損毀，使得網(wǎng)紹具有較好的魯棒性和抗毀性。
6.網(wǎng)絡(luò)動態(tài)性強
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器、感知對象和觀察者這三要素都可能具有一定的移動性，并且經(jīng)常有新節(jié)點加入或已有節(jié)點失效。網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)變化，傳感器、感知對象和觀察者三者之間的路徑也隨之變化，網(wǎng)絡(luò)必須具有可重構(gòu)和自調(diào)整性。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有很強的動態(tài)性。
7．以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)
對于觀察者來說，傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心是感知數(shù)據(jù)而不是網(wǎng)絡(luò)硬件。以數(shù)據(jù)為中心的特點要求傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計必須以感知數(shù)據(jù)管理和處理為中心，把數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合，從邏輯概念和軟、硬件技術(shù)兩個方面實現(xiàn)一個高性能的以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使用戶如同使用通常的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)一樣自如地在傳感器網(wǎng)絡(luò)上進行感知數(shù)據(jù)的管理和處理。
1．傳感器節(jié)點體積小，能量有限
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是在微電機系統(tǒng)技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，傳感器節(jié)點各部分集成度很高，因此具有體積小的優(yōu)點，通常攜帶能量十分有限的電池，由于傳感器節(jié)點數(shù)目龐大、分布區(qū)域廣，而且部署環(huán)境復(fù)雜，有些區(qū)域甚至人員不能到達，無法通過更換電池的方式來補充能量，所以在考慮傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)以及各層協(xié)議設(shè)計時，節(jié)能是設(shè)計的主要考慮目標(biāo)之一。
2．傳感器節(jié)點計算和存儲能力有限
由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的特殊性，要求傳感器節(jié)點的價格低、功耗小，必然導(dǎo)致其攜帶的處理器能力比較弱，存儲器容量比較小，因此，如何利用有限的計算和存儲資源，完成諸多協(xié)同任務(wù)，也是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)之一。事實上，隨著低功耗電路和系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)的提高，目前已經(jīng)開發(fā)出根多超低功耗微處理器，同時，一般傳感器節(jié)點還會配上一些外部
存儲器，目前的Flash存儲器是一種可以低電壓操作、多次寫、無限次讀的非易失存儲介質(zhì)。
3．通信半徑小，帶寬低
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是利用“多跳”來實現(xiàn)低功耗下的數(shù)據(jù)傳輸，因此其設(shè)計的通信覆蓋范圍只有幾十米。和傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)不同，傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大部分是經(jīng)過節(jié)點處理過的數(shù)據(jù)，因此流量較小。根據(jù)目前觀察到的現(xiàn)象特性來看，傳感數(shù)據(jù)所需的帶寬將會很低( l～lOOkbit/s)。
4．傳感器節(jié)點數(shù)量大且具有自適應(yīng)性
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點密集，數(shù)量巨大，可能達到幾百、幾千，甚至更多。此外，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以分布在很廣泛的地理區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)變化很快，而且網(wǎng)絡(luò)一旦形成，人很少干預(yù)其運行。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟、硬件必須具有高強壯性和容錯性，相應(yīng)的通信協(xié)議必須具有可重構(gòu)和自適應(yīng)性。
5．無中心和自組織
在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，所有節(jié)點的地位都是平等的，沒有預(yù)先指定的中心，各節(jié)點通過分布式算法來相互協(xié)調(diào)，可以在無人工干預(yù)和任何其他預(yù)置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的情況下，節(jié)點自動組織成網(wǎng)絡(luò)。正是由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中沒有中心，所以網(wǎng)絡(luò)不會因為單個節(jié)點的損壞而損毀，使得網(wǎng)紹具有較好的魯棒性和抗毀性。
6.網(wǎng)絡(luò)動態(tài)性強
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器、感知對象和觀察者這三要素都可能具有一定的移動性，并且經(jīng)常有新節(jié)點加入或已有節(jié)點失效。網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)變化，傳感器、感知對象和觀察者三者之間的路徑也隨之變化，網(wǎng)絡(luò)必須具有可重構(gòu)和自調(diào)整性。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有很強的動態(tài)性。
7．以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)
對于觀察者來說，傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心是感知數(shù)據(jù)而不是網(wǎng)絡(luò)硬件。以數(shù)據(jù)為中心的特點要求傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計必須以感知數(shù)據(jù)管理和處理為中心，把數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合，從邏輯概念和軟、硬件技術(shù)兩個方面實現(xiàn)一個高性能的以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使用戶如同使用通常的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)一樣自如地在傳感器網(wǎng)絡(luò)上進行感知數(shù)據(jù)的管理和處理。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種獨立出現(xiàn)的 SDM20U30LP-7計算機網(wǎng)絡(luò)，是由大量傳感器節(jié)點通過無線通信技術(shù)自組織構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集量化、處理融合和傳輸應(yīng)用，它是信息技術(shù)中的一個新的領(lǐng)域，在軍事和民用領(lǐng)域均有著非常廣闊的應(yīng)用前景。它具有以下特點。
1．傳感器節(jié)點體積小，能量有限
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是在微電機系統(tǒng)技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，傳感器節(jié)點各部分集成度很高，因此具有體積小的優(yōu)點，通常攜帶能量十分有限的電池，由于傳感器節(jié)點數(shù)目龐大、分布區(qū)域廣，而且部署環(huán)境復(fù)雜，有些區(qū)域甚至人員不能到達，無法通過更換電池的方式來補充能量，所以在考慮傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)以及各層協(xié)議設(shè)計時，節(jié)能是設(shè)計的主要考慮目標(biāo)之一。
2．傳感器節(jié)點計算和存儲能力有限
由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的特殊性，要求傳感器節(jié)點的價格低、功耗小，必然導(dǎo)致其攜帶的處理器能力比較弱，存儲器容量比較小，因此，如何利用有限的計算和存儲資源，完成諸多協(xié)同任務(wù)，也是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)之一。事實上，隨著低功耗電路和系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)的提高，目前已經(jīng)開發(fā)出根多超低功耗微處理器，同時，一般傳感器節(jié)點還會配上一些外部
存儲器，目前的Flash存儲器是一種可以低電壓操作、多次寫、無限次讀的非易失存儲介質(zhì)。
3．通信半徑小，帶寬低
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是利用“多跳”來實現(xiàn)低功耗下的數(shù)據(jù)傳輸，因此其設(shè)計的通信覆蓋范圍只有幾十米。和傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)不同，傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大部分是經(jīng)過節(jié)點處理過的數(shù)據(jù)，因此流量較小。根據(jù)目前觀察到的現(xiàn)象特性來看，傳感數(shù)據(jù)所需的帶寬將會很低( l～lOOkbit/s)。
4．傳感器節(jié)點數(shù)量大且具有自適應(yīng)性
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點密集，數(shù)量巨大，可能達到幾百、幾千，甚至更多。此外，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以分布在很廣泛的地理區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)變化很快，而且網(wǎng)絡(luò)一旦形成，人很少干預(yù)其運行。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟、硬件必須具有高強壯性和容錯性，相應(yīng)的通信協(xié)議必須具有可重構(gòu)和自適應(yīng)性。
5．無中心和自組織
在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，所有節(jié)點的地位都是平等的，沒有預(yù)先指定的中心，各節(jié)點通過分布式算法來相互協(xié)調(diào)，可以在無人工干預(yù)和任何其他預(yù)置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的情況下，節(jié)點自動組織成網(wǎng)絡(luò)。正是由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中沒有中心，所以網(wǎng)絡(luò)不會因為單個節(jié)點的損壞而損毀，使得網(wǎng)紹具有較好的魯棒性和抗毀性。
6.網(wǎng)絡(luò)動態(tài)性強
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器、感知對象和觀察者這三要素都可能具有一定的移動性，并且經(jīng)常有新節(jié)點加入或已有節(jié)點失效。網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)變化，傳感器、感知對象和觀察者三者之間的路徑也隨之變化，網(wǎng)絡(luò)必須具有可重構(gòu)和自調(diào)整性。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有很強的動態(tài)性。
7．以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)
對于觀察者來說，傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心是感知數(shù)據(jù)而不是網(wǎng)絡(luò)硬件。以數(shù)據(jù)為中心的特點要求傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計必須以感知數(shù)據(jù)管理和處理為中心，把數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合，從邏輯概念和軟、硬件技術(shù)兩個方面實現(xiàn)一個高性能的以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使用戶如同使用通常的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)一樣自如地在傳感器網(wǎng)絡(luò)上進行感知數(shù)據(jù)的管理和處理。
1．傳感器節(jié)點體積小，能量有限
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是在微電機系統(tǒng)技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，傳感器節(jié)點各部分集成度很高，因此具有體積小的優(yōu)點，通常攜帶能量十分有限的電池，由于傳感器節(jié)點數(shù)目龐大、分布區(qū)域廣，而且部署環(huán)境復(fù)雜，有些區(qū)域甚至人員不能到達，無法通過更換電池的方式來補充能量，所以在考慮傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)以及各層協(xié)議設(shè)計時，節(jié)能是設(shè)計的主要考慮目標(biāo)之一。
2．傳感器節(jié)點計算和存儲能力有限
由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的特殊性，要求傳感器節(jié)點的價格低、功耗小，必然導(dǎo)致其攜帶的處理器能力比較弱，存儲器容量比較小，因此，如何利用有限的計算和存儲資源，完成諸多協(xié)同任務(wù)，也是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)之一。事實上，隨著低功耗電路和系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)的提高，目前已經(jīng)開發(fā)出根多超低功耗微處理器，同時，一般傳感器節(jié)點還會配上一些外部
存儲器，目前的Flash存儲器是一種可以低電壓操作、多次寫、無限次讀的非易失存儲介質(zhì)。
3．通信半徑小，帶寬低
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是利用“多跳”來實現(xiàn)低功耗下的數(shù)據(jù)傳輸，因此其設(shè)計的通信覆蓋范圍只有幾十米。和傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)不同，傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大部分是經(jīng)過節(jié)點處理過的數(shù)據(jù)，因此流量較小。根據(jù)目前觀察到的現(xiàn)象特性來看，傳感數(shù)據(jù)所需的帶寬將會很低( l～lOOkbit/s)。
4．傳感器節(jié)點數(shù)量大且具有自適應(yīng)性
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點密集，數(shù)量巨大，可能達到幾百、幾千，甚至更多。此外，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以分布在很廣泛的地理區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)變化很快，而且網(wǎng)絡(luò)一旦形成，人很少干預(yù)其運行。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟、硬件必須具有高強壯性和容錯性，相應(yīng)的通信協(xié)議必須具有可重構(gòu)和自適應(yīng)性。
5．無中心和自組織
在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，所有節(jié)點的地位都是平等的，沒有預(yù)先指定的中心，各節(jié)點通過分布式算法來相互協(xié)調(diào)，可以在無人工干預(yù)和任何其他預(yù)置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的情況下，節(jié)點自動組織成網(wǎng)絡(luò)。正是由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中沒有中心，所以網(wǎng)絡(luò)不會因為單個節(jié)點的損壞而損毀，使得網(wǎng)紹具有較好的魯棒性和抗毀性。
6.網(wǎng)絡(luò)動態(tài)性強
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器、感知對象和觀察者這三要素都可能具有一定的移動性，并且經(jīng)常有新節(jié)點加入或已有節(jié)點失效。網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)變化，傳感器、感知對象和觀察者三者之間的路徑也隨之變化，網(wǎng)絡(luò)必須具有可重構(gòu)和自調(diào)整性。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有很強的動態(tài)性。
7．以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)
對于觀察者來說，傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心是感知數(shù)據(jù)而不是網(wǎng)絡(luò)硬件。以數(shù)據(jù)為中心的特點要求傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計必須以感知數(shù)據(jù)管理和處理為中心，把數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合，從邏輯概念和軟、硬件技術(shù)兩個方面實現(xiàn)一個高性能的以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使用戶如同使用通常的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)一樣自如地在傳感器網(wǎng)絡(luò)上進行感知數(shù)據(jù)的管理和處理。
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