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无线传感器网络WSN与IP网络互联的研究

近年来，随着无线通信、网络技术、计算机技术、嵌入式技术以及微

电子技术等高新技术的迅猛发展以及越发成熟，无线传感器网络

（WirelessSensorNetwork,WSN）已经渐渐成为人们研究的热点之一。

当今人们的生产生活中，无线传感器网络（WSN）在现在有着广泛

的应用，在将来更有着广阔的应用前景，不仅在民用上，无线传感器

网络在军事同样起着不可替代的作用。在工业生产中，常常需要对某

个区域进行一定的检测，采集数据加以分析以便实施有效的生产管

理。在军事上，无线传感器网络则用得更广泛，无论是在战场上还是

在演习场上，指挥官们都要努力的去感应战场的实时态势，以便使人

力物力的调动在战场上达到最佳效果。所以，研究无线传感器网络具

有十分重要的实际意义。

无线传感器网络的特点

与一般的通信网络相比，无线传感器网络有着其特殊性，这些特殊性

主要体现在：第一、节点分布区域的广泛性，无论是在工业生产生活

中，还是军事领域中，在一定的时间内，都需要对所要监测的目标区

域进行布网，而所要布网的范围在地理上，可以是一小块的地方，也

可以是较大的区域甚至是一个城市或者更大；第二、节点分布的随机

性，正是由于第一点所说的分布区域的广泛性，这就导致布网的区域

性，也就是说，在一定的区域内布网，但具体的节点的位置等有的时

候实际中难以确定，只能了解其大致的范围；第三、节点本身的局限

性，实际中的节点往往是若干传感器以及处理器组成，其对能源的需

求的特殊性决定了节点的使用寿命与其自身携带的能源的持久性密

切相关，这就对节点的功耗提出了更高的要求；第四、网络的应用相

关性，无线传感器网络的布网常常是为了达到某些应用的目的，如远

程监控与实时管理等，这就需要计算机主机对通过一定的方式连入整

个网络。正是基于上述的特殊性，所以，无线传感器网络才被应用得

越来越广泛，对其的研究也日渐成为焦点。

IP网络技术简介

在计算机网络中，应用最为广泛的TCP/IP协议使得Internet已逐步发

展成为当今世界上规模最大、拥有用户和资源最多的一个超大型计算

机网络，TCP/IP协议也因此成为事实上的工业标准。IP网络正逐步

成为当代乃至未来计算机网络的主流。IP网络是由通过路由设备互连

起来的IP子网构成的，这些路由设备负责在IP子网间寻找路由，并

将IP分组转发到下一个IP子网。而IP地址是IP网络中数据传输的

依据，它标识了IP网络中的一个连接，一台主机可以有多个IP地址。

IP分组中的IP地址在网络传输中是保持不变的。IP协议是根据路由

来转发数据的。路由协议常有路由选择协议和路由传输协议，路由选

择协议(RoutingProtocol)这类协议使用一定的路由算法找出到达目的

主机或网络的最佳路径，如RIP(路由信息协议)等。路由传送协议

(RoutedProtocol)这类协议沿已选好的路径传送数据报，如通过IP协

议能将物理连接转变成网络连接，实现网络层的主要功能——路由选

择。IP网络已经逐渐成为现代网络的标准，用IP协议组建网络时，

必须使用路由设备将各个IP子网互连起来，并且在IP子网间使用路

由机制，通过IP网关互连形成层次性的网际网。无线传感器网络与

相应的计算机相连接，并通过计算机连入Internet，则必须遵循计算

机网络中的一些规程协议，如TCP/IP协议，但与此同时，由于无线

传感器网络的特殊性，在地址分配上又有所不同。

WSN中的地址分配

为了便于管理，我们必须为WSN中的节点配置一定的地址，这样，

当监测数据反馈到网外的最终用户的时候，用户才能够更方便的获取

信息源节点的信息，便于用户进行管理和维护。然而，由于WSN自

身的特点和要求，在分配地址的时候，如果采用与计算机主机相同的

地址范围，就容易造成地址冲突，并给计算机地址的配置造成一定麻

烦。因此，我们就需要为WSN重新定义新的地址空间。传统的IP

网络中，IPv4和IPv6都提供了自动配置地址的协议，IPv4所提供的自

动配置地址协议DHCP协议允许主机向客户终端动态分配地址和配

置信息，而IPv6提供全状态地址自动配置与无状态地址自动配置两种

方式。在WSN中，根据WSN自身的特点