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阅读无线传感器网络教材读书总结 一、传感网的研究背景 当今，信息技术的飞速发展，微电子技术、计算技术和无线通信等技术的进步，推动了低功耗多功能传感器的快速发展，使其在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。随着传感器技术的不断进步，进一步推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络扩展了人们的信息获取能力，将客观世界的物理信息同传输网络连接在一起，改变了人类与自然界的交互方式，在下一代互联网中将为人们提供最直接、最有效、最真实的信息。 无线传感器网络WSN(wireless sensor network)是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成一个多跳的自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。 二、传感网的体系结构与特征 1、传感网的结构如下图1-1所示： 图1-1 传感器网络体系结构 由上图可知，传感器网络通常包括传感器节点(sensor node)、汇聚节点(sink node)、和管理节点。大量的传感器节点随机部署在监测区域内或附近，能够通过自组织方式构成网络。传感器节点的监测数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳路由后到汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感网进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。 2、传感网的特征 集成了监测、控制以及无线通信 节点数目庞大(上千甚至上万),分布十分密集 无中心的自组网 网络拓扑结构易改变 节点的能量、处理能力、存储能力和通信能力十分有限 应用相关的网络 以数据为中心的网络 因此，传感网的首要设计目标是能源的高效使用。由于无线信道、有限的能量、分布式的控制都使得无线传感器网络更容易受到攻击，可见，安全性在无线传感器网络的设计中至关重要 三、传感网研究的热点问题 1、网络自组织与自我管理 由于应用环境的限制，无线传感网必须是自我部署的。无线传感网采用无线方式的自组织结构，传感器节点被随意放在监测区域后，进入自启动阶段，并发出信号与邻居节点联系，记录邻居节点的位置信息及工作情况并送回一个基站。基站根据记录信息制定整个网络的拓扑。 网络自组织管理的目标是根据节点能量状况，合理分配任务，有效延长网络的生命周期。 2、节点定位 在无线传感网的应用中，观察者往往需要根据获得的数据信息到监测区域做相应的处理。因此，节点所采集到的数据必须结合其在测量坐标系内的位置信息才有意义。此外，节点的位置信息还可用于提高路由效率，向部署者报告网络的覆盖质量，实现网络的负载均衡和网络拓扑的自配置。 3、安全问题 网络安全是网络研究中的一个重要问题，由于黑客、病毒越来越猖獗，网络安全不但成为一个技术问题，而且也成为一个社会问题。无线网络由于其传输介质的特殊性，网络安全问题显得更为重要。目前，无线传感网的安全研究内容有物理层的高效加密算法、数据链路层抗攻击的安全协议、网络层的安全路由协议以及运用层的密钥管理和安全组播方案等。 4、能量问题 无线传感网络中由于节点的有限电池供能，基于能源的计算显得尤为重要。从程序运行的方式到数据通信的方式都要达到节约能量、空间和成本的最优化。对于长寿命的应用，无论是节点本身还是通信协议的设计都需要不同模式的能源管理，应该合理地在工作与休眠状态间切换。 四、传感网的应用 军事应用 环境观测与预报系统 医疗护理 智能家居 建筑物状态监控 复杂机械监控 城市交通 空间探索 大型车间和仓库的管理 机场、大型工业园区的安全监测 五、传感网的关键技术 无线传感网是目前信息科学和计算机领域研究的一个新的热点问题，涉及许多交叉学科的研究，有非常多的关键技术有待发现和研究，下面列出部分关键技术： 网络拓扑控制 网络协议 网络安全 时间同步 定位技术 数据融合 数据管理 无线通信技术 六、总结 通过阅读该文献，我对传感网的整体框架与结构有了初步的了解。为了最大限度的延长传感网的寿命并确保安全性，如何设计传感器节点、能量的合理利用、路由的高效选择显得尤为重要。由于不同应用对传感网的要求不同，因此，选择合适的路由并确保能量的有效性是未来研究的一个关键问题。 互联网和卫星 任务管理节点 用户 A B C D E 监测区域 传感器节点 汇聚节点