【正文】 ?；鵗DMA的固定分配類MAC層協(xié)議，通過把時(shí)分復(fù)用(TDMA)和頻分復(fù)用(FDMA)或者碼分復(fù)用(CDMA)的方式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無沖突的強(qiáng)制信道分配，如下面要討論的CTDMA協(xié)議；以競(jìng)爭(zhēng)為基礎(chǔ)的MAC協(xié)議，通過競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，保證節(jié)點(diǎn)隨機(jī)使用信道，并且不受其他節(jié)點(diǎn)的干擾，如SMAC。這類協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模直接有關(guān)，在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中通常采用分布式的協(xié)議。研究人員從不同方面提出了多種MAC協(xié)議，對(duì)MAC協(xié)議的嚴(yán)格分類是非常困難的，采用不同的條件MAC協(xié)議有不同的分類方法。2)會(huì)聚模式 指的是WSNs網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在感知到感興趣的事件時(shí)，所有監(jiān)測(cè)到事件的節(jié)點(diǎn)都把所感知的信息發(fā)送給信息中心，即一組節(jié)點(diǎn)同一個(gè)特定的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，這個(gè)特定的日的節(jié)點(diǎn)可以是一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)融合中心或基站。Kulkarni等定義了WSNs網(wǎng)絡(luò)的三種通信模式[7]：廣播(Broadeast)、會(huì)聚(Convergeeast)和本地通信(Loeal，ssip)；Demirkol等定義了多播(Multicast)的通信模式[8]。5)發(fā)送失效(Overemitting) 在目的節(jié)點(diǎn)沒有準(zhǔn)備好接收時(shí)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送了消息，造成能量的浪費(fèi)。這時(shí)節(jié)點(diǎn)消耗在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)上的能量被浪費(fèi)掉了，這就需要重傳發(fā)送的數(shù)據(jù)，從而消耗節(jié)點(diǎn)更多的能量。 能量浪費(fèi)的主要原因?yàn)榱朔治龊驮u(píng)價(jià)MAC協(xié)議的能量有效性，需要分析是哪些因素導(dǎo)致了能量損耗。因此，公平性往往用網(wǎng)絡(luò)中某一應(yīng)用是否成功實(shí)現(xiàn)來評(píng)價(jià)，而不是以每個(gè)節(jié)點(diǎn)平等發(fā)送、接收數(shù)據(jù)的能力來評(píng)價(jià)。在WSNs網(wǎng)絡(luò)的許多應(yīng)用中，為了獲得更長(zhǎng)的節(jié)點(diǎn)生存時(shí)間，允許適當(dāng)犧牲數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t和吞吐量等性能指標(biāo)。5)延遲：延遲是指從發(fā)送端開始向接收端發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包，直到接收端成功接收這一數(shù)據(jù)包所經(jīng)歷的時(shí)間。在WSNs網(wǎng)絡(luò)中，沖突避免的能力直接影響節(jié)點(diǎn)的能量消耗和網(wǎng)絡(luò)性能。由于節(jié)點(diǎn)數(shù)目、節(jié)點(diǎn)分布密度等在WSNs網(wǎng)絡(luò)生存過程中不斷變化，節(jié)點(diǎn)位置也可能移動(dòng)，還有新節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)的問題，所以WSNs網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有動(dòng)態(tài)性。由于WSNs網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)一般采用電池提供能量，并且電池能量難以補(bǔ)充和更換。 MAC協(xié)議的性能指標(biāo)WSNs網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大功能，是通過眾多資源受限的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)協(xié)作實(shí)現(xiàn)的。近年來，研究人員己經(jīng)提出了眾多專用于WSNs網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議。與WSNs網(wǎng)絡(luò)最為相似的是移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)(Mohile Adho networks，MANET)，盡管二者都是無線自組織多跳網(wǎng)絡(luò)，具有相似之處，但差異很大WSNs網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不移動(dòng)或很少移動(dòng)，而MANET網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性較強(qiáng)；WSNs網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)計(jì)算、存儲(chǔ)和通信能力有限；WSNs網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采用電池供電，節(jié)點(diǎn)因能量耗盡和環(huán)境影響而易失效；WSNs網(wǎng)絡(luò)通信能耗高，數(shù)據(jù)處理能耗低，而這些差異在MANET網(wǎng)絡(luò)中并不重要；WSNs一般獨(dú)立組網(wǎng)，主要用于監(jiān)測(cè)功能，是以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)，而MANET則能為分布式應(yīng)用提供互聯(lián)、計(jì)算能力；WSNs網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量可能達(dá)到成千上萬，分布更為密集，遠(yuǎn)大于MANET的幾十個(gè)節(jié)點(diǎn)；WSNs網(wǎng)絡(luò)流量具有Onemany的特點(diǎn)；WSNs是與應(yīng)用高度相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)協(xié)作共同完成監(jiān)測(cè)任務(wù)，數(shù)據(jù)相關(guān)性較大；WSNs節(jié)點(diǎn)一般沒有統(tǒng)一的編址。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要的一個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)是有效地使用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的受限資源(能量、內(nèi)存和計(jì)算能力)，以最大化網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)壽命，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)訪問控制(MAC)協(xié)議，并不能直接應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。TEEN協(xié)議便利用過濾的方式大大地減少數(shù)據(jù)傳送的次數(shù)，比LEACH算法更節(jié)能。定向擴(kuò)散和LEACH 協(xié)議分別從“以數(shù)據(jù)為中心”和“聚類分簇”兩個(gè)方面給出了提高能量使用效率從而提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)生存周期的方向。在多跳傳輸協(xié)議中，靠近Sink節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)成為其它節(jié)點(diǎn)向Sink節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)的中繼節(jié)點(diǎn)，導(dǎo)致自身能量容易耗盡。此時(shí)遠(yuǎn)離Sink節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)按照預(yù)定的路由經(jīng)過中間結(jié)點(diǎn)到達(dá)Sink節(jié)點(diǎn)。PEGASIS的缺點(diǎn)是鏈中遠(yuǎn)距離的節(jié)點(diǎn)會(huì)引起過多的數(shù)據(jù)延遲，而且簇頭的惟一性使得簇頭會(huì)成為瓶頸，且要求節(jié)點(diǎn)都具有與sink點(diǎn)通信的能力；如果鏈過長(zhǎng)，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延將會(huì)增大，不適合實(shí)時(shí)應(yīng)用；成鏈算法要求節(jié)點(diǎn)知道其他節(jié)點(diǎn)位置，開銷非常大。并最終被送到sink該協(xié)議假定WSNs中的所有節(jié)點(diǎn)是靜態(tài)、同構(gòu)的，要求每個(gè)節(jié)點(diǎn)都知道網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)的位置。缺點(diǎn)是不適用于需要持續(xù)采集數(shù)據(jù)的應(yīng)用環(huán)境。之后，只有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過硬閾值并且監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化幅度大于軟閾值時(shí)，節(jié)點(diǎn)才會(huì)傳送最新的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將它設(shè)為新的硬閾值。但是LEACH協(xié)議中動(dòng)態(tài)分簇也帶來了拓?fù)渥儞Q和大量廣播等額外開銷。依次遞推至第1/p 1 輪，此前未擔(dān)當(dāng)過簇首的節(jié)點(diǎn)在本輪中閥值 T=1，將肯定成為簇首。在網(wǎng)絡(luò)建立初期每個(gè)節(jié)點(diǎn)從 0 到 1 的隨機(jī)數(shù)中任意選擇一個(gè)數(shù)值，若當(dāng)前輪中這個(gè)數(shù)值小于設(shè)定的閾值 T(n)( 如下)：T(m)=則該節(jié)點(diǎn)成為本輪的簇首節(jié)點(diǎn)。在初始化階段，隨機(jī)地產(chǎn)生簇首，成為簇首的節(jié)點(diǎn)向周圍廣播信息，其他節(jié)點(diǎn)根據(jù)接受到廣播信息的強(qiáng)度來選擇它所要加入的簇，并告知相應(yīng)的簇首，從而動(dòng)態(tài)的形成簇。缺點(diǎn)是簇頭的可靠性和穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能影響較大，簇的維護(hù)開銷較大。這些簇首形成高一級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，在高一級(jí)網(wǎng)絡(luò)中又可以分簇，再次形成更高一級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，直至最高級(jí)。同時(shí) Sink 節(jié)點(diǎn)可以用負(fù)加強(qiáng)的方式，降低冗余路徑上節(jié)點(diǎn)和 Sink 節(jié)點(diǎn)之間的梯度值，從而切斷冗余路徑，數(shù)據(jù)以后就通過增強(qiáng)后的路徑發(fā)往 Sink 節(jié)點(diǎn)( 如圖44數(shù)據(jù)傳輸)。增強(qiáng)路徑：梯度建立完之后，需要通過路徑增強(qiáng)形成一條梯度值最大的路徑用于數(shù)據(jù)傳輸，而其他路徑作為備選路徑以增加網(wǎng)絡(luò)可靠性。節(jié)點(diǎn)接收到一個(gè)“興趣”之后，把“興趣”發(fā)送給與自己相鄰的節(jié)點(diǎn)。興趣的擴(kuò)散：用命名機(jī)制描述的數(shù)據(jù)就構(gòu)成了一個(gè)“興趣”，首先由Sink節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生，然后按照一定的數(shù)據(jù)率擴(kuò)散到網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)。但當(dāng)sink點(diǎn)較少時(shí)，則是一個(gè)很嚴(yán)重的問題：且當(dāng)某sink點(diǎn)對(duì)任何數(shù)據(jù)都需要時(shí)，其周圍節(jié)點(diǎn)的能量容易耗盡，雖然減輕了數(shù)據(jù)內(nèi)爆，但在較大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中，信息內(nèi)爆仍然存在。在傳送DATA信息前，傳感器節(jié)點(diǎn)僅廣播該包含DATA數(shù)據(jù)描述機(jī)制的ADV信息，當(dāng)接收到相應(yīng)的REQ請(qǐng)求信息時(shí)，才有目的地發(fā)送DATA信息。節(jié)點(diǎn)隨機(jī)選取一個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)它接收到的分組，而不是采用廣播形式。又如圖41中的“重疊”，處于同一觀測(cè)環(huán)境的兩個(gè)相鄰的同類傳感器節(jié)點(diǎn)A和B同時(shí)對(duì)一個(gè)事件C做出反應(yīng)，二者采集的數(shù)據(jù)性質(zhì)相同，數(shù)值相近，這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)C將收到兩個(gè)數(shù)據(jù)副本。泛洪 (Flooding) 泛洪Flooding是一種古老的傳統(tǒng)泛洪式路由技術(shù)，它不需要維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由計(jì)算， 接收到消息的節(jié)點(diǎn)以廣播形式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包給所有的鄰節(jié)點(diǎn)，這個(gè)過程重復(fù)執(zhí)行，直到數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地或者預(yù)先設(shè)定的最大跳數(shù)。只適用于規(guī)模較小的傳感器網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器路由協(xié)議從路由的表現(xiàn)形式、與應(yīng)用的相關(guān)程度等不同的角度有以下兩種分類方法：(1) 單跳路由協(xié)議與多跳路由協(xié)議；(2) 平面路由協(xié)議與層次路由協(xié)議；幾種典型路由協(xié)議與類別所屬關(guān)系如表41：表 41 典型路由協(xié)議研究分類方式直接傳輸泛洪定向擴(kuò)散LEACHTEEN單跳○ ○ ○多跳○ ○平面式○ ○ ○層次式 ○ ○ 平面型路由協(xié)議平面型協(xié)議多是以數(shù)據(jù)為中心的，基于數(shù)據(jù)查詢服務(wù)的策略，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按照屬性命名，對(duì)相同屬性的數(shù)據(jù)在傳輸過程中進(jìn)行融合，從而減少冗余數(shù)據(jù)的傳輸。由于節(jié)能是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中最重要的方面，而且大量的研究顯示：網(wǎng)絡(luò)層上的路由協(xié)議和數(shù)據(jù)鏈路層上的MAC協(xié)議對(duì)無線通信模塊的能量消耗起著至關(guān)重要的影響。以數(shù)據(jù)為中心和面向特定應(yīng)用的特點(diǎn)要求無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠脫離傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的尋址過程，快速有效地組織起各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息并融合提取出有用信息直接傳送給用戶。 傳輸層現(xiàn)階段對(duì)傳輸控制的研究主要集中于錯(cuò)誤恢復(fù)機(jī)制。除了傳統(tǒng)的功率控制和層次型拓?fù)淇刂?，人們也提出了啟發(fā)式的節(jié)點(diǎn)喚醒和休眠機(jī)制。網(wǎng)絡(luò)層針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與通信需求，國(guó)內(nèi)外科研人員設(shè)計(jì)了多種路由協(xié)議。無線電傳輸是目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用的主流傳輸方式，需要解決的問題有：頻段選擇、節(jié)能的編碼方式、調(diào)制算法設(shè)計(jì)等?！耙苿?dòng)病人系統(tǒng)”應(yīng)用于醫(yī)院中，能夠很好的監(jiān)控病人的活動(dòng)，尤其對(duì)于病情突發(fā)性很強(qiáng)的病人，可以避免意外的發(fā)生。如“活動(dòng)徽章系統(tǒng)”就體現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本思想。 在對(duì)珍稀動(dòng)物的保護(hù)方面，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也起到了很大的重用。由于它的成本低，適應(yīng)性強(qiáng)，功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，在軍事、環(huán)保、生產(chǎn)、醫(yī)藥、智能空間等領(lǐng)域都將大有用武之地。 例如圖22，監(jiān)測(cè)區(qū)域中被劃為分多個(gè)子控制區(qū)域，每個(gè)小區(qū)域中有一個(gè)本地處理節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)收集該控制區(qū)域節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，再送往Sink節(jié)點(diǎn)。采用多跳方式的最大理由主要是短距離的數(shù)據(jù)傳輸最能節(jié)省節(jié)點(diǎn)能量。大量的傳感器節(jié)點(diǎn)分布在監(jiān)控區(qū)域。圖21為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都對(duì)其附近的物理環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，節(jié)點(diǎn)在無線通信可以的范圍內(nèi)，與它的鄰節(jié)點(diǎn)存在通信信道。 無線傳感器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 圖 21 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一傳統(tǒng)意義上的這種環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，大多采用c/s結(jié)構(gòu)的，即存在著一個(gè)主要的數(shù)據(jù)處理中心控制節(jié)點(diǎn)，其他的各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)都和這個(gè)中心控制節(jié)點(diǎn)連接起來，所有的數(shù)據(jù)都直接傳送到該節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行集中的分析處理。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是以數(shù)據(jù)為中心的。所有的這些，都要求無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有自我調(diào)節(jié)的能力，即各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)能夠感知到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化，通過相互協(xié)調(diào)，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的這種動(dòng)態(tài)性，維護(hù)應(yīng)用的正常運(yùn)行。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是一種自組織網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)區(qū)域的空間越大，它各個(gè)部分的環(huán)境信息的差異也會(huì)越咀顯，這時(shí)，單單依靠一兩個(gè)傳感器在少量的幾個(gè)點(diǎn)測(cè)得的環(huán)境信息根本不可能代表整個(gè)區(qū)域的情況。比如說某些惡劣的自然環(huán)境里，生物無法生存，人類不能親自的深入到這些地方，只能通過飛機(jī)將大量的傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)的投放到監(jiān)控區(qū)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己控制的一個(gè)區(qū)域，通過感知設(shè)備，如聲學(xué)光學(xué)設(shè)備，化學(xué)分析裝置，電磁感應(yīng)裝置等，對(duì)它周圍的物理環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)然也可以通過配置一些功能單元來實(shí)現(xiàn)特定的與環(huán)境交互的功能?，F(xiàn)在，可以將體積小、耗能少、造價(jià)低、但是功能卻很強(qiáng)的傳感器，高密度的分布在觀測(cè)區(qū)域，從而獲得全面的、精確度相當(dāng)高的數(shù)據(jù)，這從根本上改變了傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的模式。這是一種新型的無線通信架構(gòu)。全球無線通信應(yīng)用的規(guī)模，將很快超過有線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的規(guī)模。第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其特點(diǎn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自產(chǎn)生之日起，尤其是上世紀(jì)90年代初的迅猛發(fā)展，使人們的生活發(fā)生了極大的改變。在“中國(guó)未來20年技術(shù)預(yù)見研究”報(bào)告中，有7項(xiàng)技術(shù)課題直接論述了傳感器網(wǎng)絡(luò)。英特爾公司、微軟公司等信息工業(yè)界巨頭也紛紛設(shè)立或啟動(dòng)相應(yīng)的行動(dòng)計(jì)劃。MIT新技術(shù)評(píng)論認(rèn)為，WSNs是改變世界的十大新技術(shù)之一。WSNs綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和通信技術(shù)，能夠協(xié)作實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知、采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，并對(duì)其進(jìn)行處理，最終傳送給用戶。由于其成本低、適應(yīng)性強(qiáng)，功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSNs）在軍事、環(huán)保、生產(chǎn)、醫(yī)藥和智能空間等領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景，其通信協(xié)議研究面臨許多新的挑戰(zhàn)。參考文獻(xiàn) 3033 / 36摘要隨著無線通信技術(shù)、低功耗處理器和芯片集成工藝的飛速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生了。由許多微型傳感器構(gòu)成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSNs (wireless sensor networks)引起了人們的極大關(guān)注。美國(guó)《商業(yè)周刊》認(rèn)為WSNs是全球未來四大高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，是21世紀(jì)世界最具有影響力的21項(xiàng)技術(shù)之一。美國(guó)國(guó)防部和各軍事部門都對(duì)WSNs給予高度重視，把WSNs作為一個(gè)重要研究領(lǐng)域，設(shè)立了一系列的軍事WSNs研究項(xiàng)目。國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)資助了很多WSNs研究項(xiàng)目，包括重點(diǎn)項(xiàng)目和面上項(xiàng)目。其中考慮到節(jié)能是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中最重要的方面，著重對(duì)影響能耗的網(wǎng)絡(luò)層路由協(xié)議和數(shù)據(jù)鏈路層MAC協(xié)議進(jìn)行了分析。無線通信和有線通信相比較，無需對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的物理通道進(jìn)行配置，具有很大的靈活性，并節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的成本，這使得它比有線通信具有更光明的前景。在無線通信技術(shù)及芯片制造技術(shù)的雙重作用下，同時(shí)伴隨著各種實(shí)際應(yīng)用的需求，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生也就很自然了。以前的監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)常是將少量的大功率的，具有很強(qiáng)數(shù)據(jù)分析能力的傳感裝置安放在離目標(biāo)有一定距離的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，這樣獲得的數(shù)據(jù)很不準(zhǔn)確，需要傳感裝置具有較強(qiáng)的處理分析能力，從混雜的信號(hào)中分析出有用的信息。將這類傳感器節(jié)點(diǎn)高密度的分散在某個(gè)環(huán)境里，通過無線通信進(jìn)行連接，它們就從整體上構(gòu)成了一種特殊的網(wǎng)絡(luò)。最重要的一點(diǎn)是在很多復(fù)雜的環(huán)境下，根本無法事先建立節(jié)點(diǎn)之間的連接。通過在某一區(qū)域分散了大量的傳感器節(jié)點(diǎn)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)其附近的有限的區(qū)域進(jìn)行觀測(cè)，全部的節(jié)點(diǎn)從整體上實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)區(qū)域的監(jiān)控。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過廣播的方式進(jìn)行通信，不同于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的端到端的信息傳送。而且由于各種不可預(yù)測(cè)的環(huán)境變化，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的分布，節(jié)點(diǎn)之間的連接情況，甚至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)都會(huì)發(fā)生不可知的變化。所以，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)需要高效的利用這些能量，以延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的“生命”，完成更多的工作。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有數(shù)據(jù)處理的能力，把來自多條路由的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合，消除冗余，讓傳輸?shù)臄?shù)據(jù)最小化，從而達(dá)到節(jié)省能量的目的。網(wǎng)絡(luò)中的大量的節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)較高層次的對(duì)環(huán)境的監(jiān)控任務(wù)。如上展示了目前大家比較認(rèn)同的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。所有的節(jié)點(diǎn)都有能力采集數(shù)據(jù)并采用多跳的路由方式將數(shù)據(jù)返回給Sink節(jié)點(diǎn)。最終借助長(zhǎng)距離或臨時(shí)建立的Sink鏈路將整個(gè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程中心進(jìn)行集中處理。盡管如此，人們還是看到了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有廣闊的應(yīng)用前景。比如，在被污染了的河流底部投放大量的具有化學(xué)分析功能的傳感器節(jié)點(diǎn)，來對(duì)河水的污染情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；可以在被懷疑受到核輻射污染的地區(qū)安放大量的傳感器，來對(duì)各個(gè)位置的輻射強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量。目前，人們研究的較多的是在“智能空間”方面的應(yīng)用?；顒?dòng)辦公室系統(tǒng)里，設(shè)定好的無線傳感器