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无线传感技术应用与

挑战

一、引言3

二、无线传感器网络的特点3

1.无线传感器网络包括了大面积的空间分布3

2.能源受限制3

3.网络自动配置，自动识别节点3

4.网络的自动管理和高度协作性4

三、无线传感器网络的研究热点4

1能量控制4

2容错机制4

3路由选择4

4数据采集与处理5

5网络安全协议问题5

四、无线传感器网络在公交信息采集中的应用5

1国内外公交系统中车辆位置信息获取的主要方法6

2无线传感器网络通信标准及其定位方法的选择6

五、总结8

一、引言

无线传感器网络技术（WirelessSensorNetwork，简称WSN）被认为是21世

纪最重要技术之一，美国《技术评论》杂志曾评出对世界产生深远影响的十

大新兴技术，无线传感器网络被列为第一。无线传感器网络是一种由“侦测”

功能发展出来的独立网络模式，它的基本组成单位是无线传感器节点，这些节

点集成了传感器、微处理器、无线接口和电源管理四个主要模块，它们共同

组成了传感器网络，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖地理区域中感

知对象的信息，并转发给观察者，依此做出适当的回应。作为一个全新的研

究课题，它综合了传感器技术、嵌入式技术、分布式信息处理技术和通信技术，

在军事、工业、医疗、交通和民用等诸多方面有着巨大的应用价值，目前已

成为科学领域一个活跃的研究分支，是信息感知和采集的一场革命。

二、无线传感器网络的特点

无线传感器网络有4大特点

1.无线传感器网络包括了大面积的空间分布

比如在军事应用方面，可以将无线传感器网络部署在战场上跟

踪敌人的军事行动；智能化的终端可以大量地装在宣传品、子弹和炮弹壳中，在

目标地点撒落下去，形成大面积的监视网络。

2.能源受限制

网络中每个节点的电源是有限的，网络大多工作在无人区域或者对人体有伤害的

恶劣环境中，更换电源几乎是不可能的事，这势必要求网络功耗要小，以延

长网络的寿命，而且要尽最大可能地节省电源消耗。

3.网络自动配置，自动识别节点

这包括自动组网、对入网的终端进行身份验证、防止非法用户入侵。相对于那

些布置在预先指定地点的传感器网络而言，无线传感器

网络可以借鉴AdHoc（自组织网络）方式来配置，当然前

提要有一套合适的通信协议来保证网络在无人干预的情

况下自动运行。

4.网络的自动管理和高度协作性

在无线传感器网络中，数据处理由节点自身完成，这样做的目的是减少无线

链路中传送的数据量，只有与其他节点相关的信息才能在链路中传送。以数据

为中心的特性是无线传感器网络的又一个特点，由于节点不是预先计划的，而

且节点位置也不是预先确定的，这样就有一些节点由于发生较多错误或者不能

执行指定任务而被中止运行。为了在网络中监视目标对象，配置冗余节点是必

要的，节点之间可以

通信和协作，共享数据，这样可以保证获得被监视对象比较全面的数据。

三、无线传感器网络的研究热点

1能量控制

传感器的电源能量极其有限，网络中传感器的节点由于电源能量问题经常失效

或废弃。在传感器网络应用中，数据传送是网络中能量消耗最大的部分，为

节省能源，可以设计网络进行短距离数据传送，并降低发送功率，收发器设

置休眠，唤醒状态来节约能源。

2容错机制

传感器网络的特点要求其必须具有很强的容错性能。针对不同的应用，采用不

同的容错机制。如何在传感器发生故障时，整个网络仍能进行正常的感测工作，

并将正确的资料送回基地台，是容错机制的主要研究目标。

3路由选择

无线传感器网络路由设计的基本特点可以概括为：

能量低、规模大、移动性弱、拓扑易变化、使用数据融合

技术和通信的不对称。因此，无线传感器网络路由面临的

问题和挑战有以下几个方面：

（1）传感器网络的低能量特点使节能成为路由协议最

重要的优化目标。

（2）传感器网络的规模大，要求其路由协议必须具有更高的可扩展性。

（3）传感器网络拓扑变化性强，通常的Internet路由协议不能适应这种快速

的拓扑变化。这种变化不像MANET网络那样是由节点的移动造成的，