无线传感网的关键技术精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇无线传感网的关键技术范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

    论文摘要:本文首先介绍无线传感器网络的基本概念，对无线传感器网络应用于深空探测所必须解决的一些关键技术做出较详细的分析，并从理论上给出了能量问题的解决方案。

0概述

    无线传感器网络是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域，它综合了传感器技术、嵌人式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作实时监测感知和采集各种环境或监测对象的信息，这些信息盈过无线方式被发送，并以自组织多跳的网络方式传送到处理终端，从而实现物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的连通. mems支持下的微小传感器技术和节点间的无线通信能力为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景，在深空探测方面，无线传感器网络有着得天独厚的技术优势。借助于航天器布撒的无线传感器网络节点实现对星球表明长时间的监测，应该是一种经济可行的方案。nasa的jpl ( jetpropulsion  laboratory)实验室研制的sensorwebs’ 就是为将来的火星探测进行技术准备的，已在佛罗里达宇航中心周围的环境监测项目中进行测试和完善。本文首先介绍无线传感器网络的基本概念，然后对无线传感器网络应用于深空探测所必须解决的一些关键技术做出较详细的分析，并从理论上给出了能量问题的解决方案。

1无线传感器网络的基本概念

    图1所示为一个典型的传感器网络的系统结构，包括分布式传感器节点(群)、接收发送器、无线网络和远程控制管理中心等。其中，传感器网络节点的基本组成包括如下4个基本单元:传感单元(由传感器和模数转换功能模块组成)、处理单元(包括cpu，存储器、嵌入式操作系统等)、通信单元(由无线通信模块组成)以及电源。此外，可以选择的其他功能单元包括:定位系统、移动系统以及电源自供电系统等。在传感器网络中，节点可以通过飞机布撒或人工布置等方式，大量部署在被感知对象内部或者附近。这些节点通过自组织方式构成无线网络，以协作的方式实时感知、采集和处理网络覆盖区域中的信息，并通过多跳网络将数据经由sink节点(接收发送器)链路将整个区域内的信息传送到远程控制管理中心。反之，远程管理中心也可以对网络节点进行实时控制和操纵。

    传感器网络节点为一个微型化的嵌人式系统，构成了无线传感器网络的基础层支持平台。目前国内外已经出现了许多种网络节点的设计，它们在实现原理上是相似的，只是分别采用了不同的微处理器或者不同的通信或协议方式，比如采用自定义协议、802. 11协议、zigbee协议、蓝牙协议以及uwb通信方式等。典型的节点包括berkeley  motes，sensoria  wins，berkeley  pico-nodes， mit uamps，smartmesh dust mote，intelimote以及intel xscale nodes,  ictcas/hkust的buds等。

2无线传感器网络应用于深空探测的一些关键技术

2.1物理层

    物理层的研究主要涉及无线传感器网络采用的传输媒体、频段选择以及调制方式。目前，采用的传输媒体主要有:无线电、红外线、光波等。

    无线电传输是目前无线传感器网络采用的主流传输方式，需要解决的问题有:频段选择、节能的编码方式、调制算法设计等。在频段选择方面，ism频段由于具有无需注册、具有大范围的可选频段、没有特定的标准、可以灵活使用的优点，被人们普遍采用。与无线电传输相比，红外线、光波传输则具有不需要复杂的调制解调机制，接收器电路简单，单位数据传输功耗小等优点。但由于不能穿透非透明物体，只能在一些特殊的系统中使用。

    外层空间是一个非常恶劣的环境，由于没有地球大气层和臭氧层的保护，空间温差变化很大，各种辐射强烈，大大小小的流星横行，用于深空探测的无线传感器网络必须能够在恶劣环境(振动、加速度、高真空、低温、粒子辐射等)下工作。因此用于深空探测的无线传感器网络物理层一个极其重要的研究方向是:研究抗强电磁干扰、抗大冲击、高过载、能够适应极高、极低的温度环境的无线传感器网络电路设计方法。

2. 2传输层

    现阶段对传输控制的研究主要集中于错误恢复机制。参考文献分析了端到端错误恢复机制在无线多跳网络中的性能。仿真表明，随着无线信道质量的下降(信道错误率从i%上升到50%),端到端错误恢复机制的性能下降很快(发送成功率从90%下降到接近0)。

    目前，用于深空探测的无线传感器网络传输层的研究迫切需要解决的间题有:如何在深空振动、加速度、高真空、低温、粒子辐射等恶劣环境下，在拓扑结构、信道质量动态变化的条件下，为上层应用提供节能、可靠、实时性高的数据传输服务。

2. 3能量问题

    能源问题是无线传感器网络面临的最大挑战，传感器节点的小尺寸限制了其携带的能量，进而限制了网络的使用寿命。用于深空探测的无线传感器节点处于无法接近的场所，导致无法频繁的更换节点的电源。

    深空环境下能源问题的解决有以下两个研究方向:

    第一个方向是采用再生能源为节点供电。但是节点所处的环境对再生能源的获取有很大的影响，必须根据不同的环境设计不同的获取再生能源的方法。

    ①对于围绕恒星运转，无阴阳面之分的星球和如月球等有阴阳面之分的星球的阳面，可以考虑利用太阳能电池和温差效益发动机来为节点提供能量。

    ②对于布散在有阴阳面之分的星球阴面的节点，由于不能接受到恒星的能量、常年温度很低，前面所说的太阳能源和温差效益在这种情况下无法利用，可以考虑如图2的一种获取能量的方法:

    如示意图2所示，布散在阴面的节点，可以利用人造行星反射恒星能量，然后利用太阳能源来获得节点的供电。

   另外一个方向是从系统的角度采用采取节能措施，可以从以下两方面考虑:

   ①考虑到深空环境的温差变化很大，最低温度可能接近绝对零度。在这种情况下，可以考虑利用半导体材料的超导现象，节约能量。

    ②采用低功耗的能源高效器件、节能措施，从物理层面上延长节点使用寿命。低功耗与能源高效的区别是:低功耗用于度量每种时钟器件所消耗的功率，能源高效则用于度量执行每条指令器件所消耗的功率。

    从系统角度出发节省功耗，需要实现的关键技术有:

    (1)动态功率管理(dynamic power manage-ment，简称dpm)。

    在多数传感器网络的应用中，监测事件具有很强的偶然性，节点上所有的工作单元没有必要时刻保持正常工作状态，处于休眠状态，甚至完全关闭，必要时加以唤醒是一种有效的系统节能方案。

    (2)动态电压调度

    在文献中，有c. lm等人提出的动态电压调度策略的主要原理是基于负载状态动态调节供电电压来减少系统功耗，并被应用到pda之类的个人移动设备上。在文献中，提出了如图3所示的功率控制原理图。节点上的嵌人式操作系统负责调度来自不同任务队列的请求接受任务，并实时监控处理器的利用率和任务队列的长度，负载观测器依据这两参数的序列计算负载的标称值w，直流/直流变换器参照该值输出幅度为a的电压，支持处理器的正常工作。这构成了一个典型的闭环反馈系统。控制理论中成熟的方法可以为该系统各个模块的设计提供有力的支持。

2. 4其他关键技术

    除了以上问题外，还有许多关键技术必须注意，主要集中在网络拓扑协议和应用相关的共性技术上。文章由于篇幅的限制，在此不做详细的说明。

3结论

篇(2)

关键词：WIFI WSN 异构网络 动态覆盖

引言

矿山工业是国民经济支柱产业，对经济发展具有重要作用。随着国家对矿山安全重视程度不断加强，矿山企业陆续建立起各种安全监测，对保障矿山安全和生产起了重要作用。

近几年矿井建设的工业以太网综合自动化系统，利用环网增强通信的冗余性，建立了实时、可靠的传输骨干承载网。由于矿山井下作业环境复杂，有线通信网络无法达到一些区域，有限的监测点无法全方位监测采掘工作面等安全关键区域的灾害信息，现有的有线通信网在矿山井下范围内存在“盲区”，无法实现对工作面等关键区域的通信覆盖。

在矿山复杂环境条件下，高效、动态、灵活的组网与实时可靠的信息传输技术对无线传感器网络应用至关重要。作为无线传感器网络重要支撑技术，动态组网技术的研究是无线传感器网络的研发和产业化的理论基础，为无线传感器网络数据通信和节点标识提供保证。随着WIFI技术的发展，对基于WIFI和WSN的实时数据流转发机制、实时满足的带宽预留机制、高可靠多跳组网技术与网络冗余技术开展研究，可以有效地解决矿山无线网络多跳数据、视频传输的关键技术问题。

1、复杂环境下异构无线传感器网络体系结构

矿井无线传感器网络通常在恶劣、高危工作环境中，需要工作在地下，水，岩石以及各种混合介质的情况下，与一般的无线传感器网络工作条件存在巨大差异，需要对网络体系结构以及组网协议进行高效设计。

针对巷道/工作面的长形隧道的空间特点，研究矿井立体空间的覆盖控制、拓扑结构以及相关协议。在技术路线方面，拟采用图论、随机过程等数学工具和OPNET仿真软件，通过理论分析、计算机仿真来建立模型，进行仿真研究。在保证系统连通性的前提下实现最小能量覆盖控制，实现网络协议的交叉层设计。

拟采用平面结构与层次结构相结合的，兼有两者优点的新型网络协议，主要研究如何在平面结构中引入“虚拟簇”的概念，减少拓扑生成过程中使用的控制报文，降低网络通信开销。

开发一种平面路由协议和层次路由协议相结合的新型协议。即在主干路由节点中使用平面路由协议，在sink节点中使用层次路由模型。这样可以充分利用两种协议的优点。主干路由节点基本呈线性撒布，节点位置固定，使用平面路由协议完全可以胜任，同时资源消耗也较小。Sink节点在矿井中一般呈平面或立体分布，撒布密度大，位置变化频繁，适合使用层次路由模型，从而降低信息的传输时延，并简化节点的状态维护。

要求网络与协议具有自适应能力, 提出灵活、动态的网络和协议以适应物理层自适应调制、编码和接入方案。实现矿井无线地下传感器网络的有效覆盖和连通性保持控制及快速自组网重构。给出有效的障碍（Hazard）避免算法及变功率技术，以及在工作面、掘进面、采空区和顺槽等区域保证覆盖和连通性的有效方法。

2、无线传感器网络动态休眠与组网问题

在大规模的应用场景下，节点的休眠必须考虑到网络的整体覆盖率，保证重要区域的有效覆盖；但传统的休眠机制通常导致传输数据延时的增加，并不适用于及时检测突发事件的发生，也无法对网络中某个节点进行控制，因此研究动态休眠机制，节约网络消耗的能量，同时保证网络覆盖率，保证对突发事件的及时响应是研究无线传感器网络休眠需要解决的问题。

为了实现无线传感器网络的动态休眠，我们采取的是主动唤醒与等待相结合的机制，传感器网络部署以后，将网络分成大小不一的区域，设置区域首节点，并由其负责区域内节点的休眠调度，区域首节点之间由Sink节点负责协调休眠调度，这样采用一种合理的休眠调度算法，保证网络覆盖同时达到休眠节约能量的目的。

3、基于WIFI和WSN的矿井无线通信与救援支撑平台

传感器网络硬件平台的设计主要是传感器节点的设计，研究设计出具有微型化、扩展性和灵活性、稳定性和安全性及低成本特点的传感器节点。研究无线传感器网络中间件技术，建立无线测控网络系统，实现信息采集自动部署、自组织 传输和智能控制。

3.1信息感知节点硬件系统

在系统和国外相应产品的基础上，选择功耗低、尺寸小、性能优良的处理器、无线收发和存储芯片，设计构建适用于矿井环境下的信息感知节点的硬件框架，并实现信息感知节点的硬件设计，信息感知节点基本配置示意如上图所示。同时密切关注超宽带和IEEE802.15.4等技术的发展，并寻求应用到网络中的可能性。

3.2接入网关

接入网关sink应具有无线收发和接入煤矿通信网络的能力。依据目前煤矿通信网络采用环形冗余工业以太网的实际，如图示，设计的sink使用的32位ARM9芯片作为系统控制核心，采用嵌入式Linux实时操作系统，支持10/100M以太网接口，而且增加了必要的数据采集和处理部分。

4、结语

通过wsn动态组网与传输关键技术研究为建立煤矿监控系统实现1、长期获取煤矿巷道各种参数信息；2、对煤矿爆炸等事故做出预警提供了可能。针对煤矿支巷道的无线传感器网络多参数监测系统，具有可靠性高、覆盖性好和扩展性强等优点，适合于矿井巷道局部监测井下瓦斯，粉尘等参数环境。

参考文献：

[1]杨维，冯锡生，程时昕，等。新一代全矿井无线信息、系统理论与关键技术[ J ].煤炭学报,2004，29f4；506-509.

[2]华钢．煤矿安全生产综合调度系统关键技术研究[D].徐州：中国矿业大学，2002.

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关键词：智能电网 无线传感器网络 电力系统

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）07-0012-01

1 智能电网

随着经济的不断发展，用户对电力系统的要求也在不断提高，未来电网的建设和发展必须能够满足不同用户的需求，而且要具备交互性以及高安全性等特点。智能电网被认为是未来电网建设的首要解决方案。智能电网是基于新技术、新能源、新架构的智能电力系统。我国智能电网定义是：智能电网应该是利用先进的信息、通信和控制技术，骨干网架采用特高压电网，以各级电网相互协调配合的坚强电网为基础，建设成具有互动化、信息化、自动化特点的统一智能化坚强电网。智能电网的主要特点有以下几个方面[1]：自愈性，当智能电网设备及网络出现异常，智能电网可以自动快速检测故障并恢复网络；互动性，可实现用户与智能电网的交互行为；安全性，在电网遭受人为攻击或外力破坏情况下可以自动做出应对恢复运行；兼容性，智能电网应兼容未来的分布式电源、新电子设备；市场化，拥有非常成熟的市场运行模式；高效性，提高单个电力设备的利用效率；电能优质性，拥有电能质量问题的快速诊断和解决方案；集成性，能够与其他各种信息系统综合集成，集成多种业务。

传感器网络技术是智能电网的关键基础技术，智能电网架构中每个角落都分布着输电、配电网络，为了及时正确地调整电力资源达到有效利用电力资源的目标，必须对智能电网的电力参数及时感知，了解电网运行状态；必须利用网络传感器对电力设备进行实时监控，快速定位并维护电力故障；网络传感器也可以自动收集记录分析电力数据为用户以及电力企业的行为作出指导。

2 无线传感网及其关键技术

无线传感网络是一个新的研究热点，它与各领域交叉融合。在一定区域中大量部署传感器节点，节点之间通过多跳路由自主成网，采集区域内的数据信息并转发至控制中心，控制中心对数据进行分析后判断该区域内发生了什么并作出决策，这就是无线传感器网络的核心内容。无线传感器网络有鲜明特点：以数据为中心的对等网络，网络拓扑具有动态性，传输能力有限，具有多跳路由等[2]。

无线传感器网络的设计和建设中，必须运用到多种基本技术，这些主要技术有：（1）网络协议，无线传感器网络属于自组织网络，所以其网络协议与传统网络有很大差别，网络协议设计中也需考虑传感器节点的硬件局限性、网络脱皮的动态性等；（2）时间同步，只有无线传感器网络中各节点时间同步才能共同完成网络任务；（3）定位技术，位置信息是未来数据分析中涉及的重要方面，所以传感器采集到的数据需要附带有该节点的位置信息；（4）数据管理，由于无线传感器网络受通信带宽、存储容量等限制，需要对收集到的信息进行去除冗余等预处理，所以对节点数据的融合和有效管理非常必要；（5）能量管理，无线传感器节点常常处于无人区域及恶劣环境中，对节点电能的补充也是一个需要考虑的问题；（6）安全管理，确保无线传感器网络的通信安全和信息安全[3]。

在无线传感器网络中，传感器节点定位技术是网络的核心技术之一，节点定位过程中需要网络中所有节点相互合作，通过已知节点的位置确定观察节点的位置进而确定检测目标的位置。定位算法的性能将对无线传感器网络产生重要影响，定位算法性能评价指标有：（1）规模，在一定时间内，对同一无线传感器网络，不同定位算法可以定位的目标规模；（2）定位精度，是定位算法最直接的评价参数；（3）容错性及自适应性，性能良好的定位算法可以通过自我调整、减少误差，达到提高定位精度的目的；（4）节点密度，传感器节点密度大会增加节点之间通信冲突，浪费带宽，节点密度会影响定位算法精度；（5）代价，不同定位算法在资金、空间、时间上的代价不同，相同性能下代价小的算法更加有优势；（6）功耗，传感器功耗会直接影响到对传感器的供电，直接关系传感器网络性能。经典的无线传感器定位算法有Dv-hop定位算法、凸规划定位算法、APIT算法等。

3 无线传感器在智能电网中的应用

无线传感器在设备状态检修中的应用，在电力系统中，建立远程控制监视系统是提高管理水平的关键技术，远程监控系统通过检测电力设备状态数据对设备状态进行评估，在设备出现故障时及时提醒维修人员使维修成本及故障损失最小化，无线传感器网络无需布线、灵活多变的优势克服了传统有线通信设备的不足，降低了电力运营成本，提高了设备检修效率。

无线传感网在智能家居中的应用，未来智能电网通过为用户安装智能电表可以掌握比传统电表更为全面的数据信息，能够实时掌握用电负载情况，指导电网建设。将无线传感器网络引入智能家居系统，在家电中安装传感器节点，通过智能电表与无线传感器网络协调工作，可以使用户更合理使用电力，使电力企业有针对性地开展供电等工作。

无线传感器网络在分布式母线保护中的应用，作为电力系统中的重要组成部分，母线工作状态的稳定对电力系统非常重要，一般情况下重要变电站以及一些大型发电厂设母线保护，传统的母线保护需要布线且灵活性低，不能灵活组网，无线传感器网络引入到分布式母线保护中可以通过网络对各线路数据进行交换，完成故障判断，克服了传统母线保护中存在的不足之处。

参考文献

[1]余贻鑫，栾文鹏.智能电网[J].电网与清洁能源，2009，25（1）：7-11.

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关键词： 物联网 概述 关键技术 发展

一、物联网概述

ITU对物联网的定义为： 物联网实现物到物、人到物和人到人的互连。这里人与物的互连指人使用传感器等设备后与物体的互连，而人与人的互连指人使用传感系统而不是现在的电脑实现人与人之间的互连。物联网的核心是实现物体之间的互连，从而能够实现物体与物体之间的信息交换和通信。物体信息通过网络传输到信息处理中心后可实现各种信息服务和应用。

物联网的主要作用是缩小物理世界和信息系统之间的距离，它可以通过射频识别、传感器、全球定位系统、移动电话等设备，按约定的协议，将世界上的所有物体全部连接到信息网络中，使得它们在事件处理中成为积极的参与者，体现了物理空间和信息空间的融合。服务可以和这些智能物体通过网络进行交互，获得与这些物体相关的任何信息。

传感网可以看作是物联网的末端延伸网之一。无线传感器网络由大量随意分布的、能耗及资源受限的传感节点组成，它具有感知能力、计算能力和通信能力，通过自组织方式构成无线网络，协作地实时采集和处理物理世界的大量信息，实现物联网全面感知的功能。

泛在网是一种无所不在的网络，它可以使任何人在任何时间、任何地点通过网络获得任何信息，它是一个大通信的概念，是面向经济、社会、企业和家庭全面信息化的概括。泛在网不是一个全新的网络， 它是充分挖掘已有网络的潜能，结合不断出现的新技术，将网络触角不断延伸，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策等服务。泛在网具有比物联网更广泛的内涵，而物联网是迈向泛在网的第一步。从覆盖的技术范围来看，泛在网包含了物联网，而物联网又包含了传感网。

物联网发展中最重要的理念是融合。物联网通过设备融合、网络融合、平台融合实现服务融合、业务融合和市场融合。设备融合指研发出一体化的感知终端。网络融合指用户可使用任意终端通过任一方式接入网络，而且号码唯一、帐单唯一。平台融合指用户数据集中管理、公用的业务平台、分类的管理平台和应用平台，支撑用户跨业务系统的互操作，形成统一认证系统，实现基于统一账号、统一密码的集中认证。服务融合指在服务层面实现融合；业务融合指物联网同时提供语音、数据、视频等多种业务；市场融合就是以市场机制为引导， 把各类通信和信息产品和服务捆绑起来打包销售。

二、物联网关键技术

1.物联网的体系结构。物联网包含感知延伸层、网络层、业务和应用层三层。第一层负责采集物和物相关的信息；第二层是异构融合的泛在通信网络，包括现有的互联网、通信网、广电网以及各种接入网和专用网，通信网络对采集到的物体信息进行传输和处理；第三层是应用和业务，为各种终端设备提供感知信息的应用服务。

（1）感知延伸层。物联网中由于要实现物与物和人与物的通信，感知延伸层是必须的。感知延伸层主要实现物体的信息采集、捕获和识别。感知延伸层的关键技术包括传感器、RFID、GPS、自组织网络、传感器网络、短距离无线通信等。感知延伸层必须解决低功耗、低成本和小型化的问题，并且向灵敏度更高、更全面的感知能力方向发展。

（2）网络层。网络层是物联网的神经系统，主要进行信息的传递，包括接入网和核心网。网络层要根据感知延伸层的业务特征，优化网络特性，更好地实现物与物之间的通信、物与人之间的通信以及人与人之间的通信，这就要求必须建立一个端到端的全局物联网络。物联网中有很多设备的接入，是一个泛在化的接入、异构的接入。接入方式多种多样，接入网有移动网络、无线接入网络、固定网络和有线电视网络。移动通信网具有覆盖广、建设成本低、部署方便、具备移动性等特点，使得移动网络将成为物联网主要的接入方式，通信网络就要是通过多种方式提供广泛的互联互通。除此以外，物体是可以移动的，而它们的要求是随时随地都可以上网。因此在局部形成一个自主的网络，还要连接大的网络，这是一个层次性的组网结构。这要借助有线和无线的技术，实现无缝透明的接入。

随着物联网业务种类的不断丰富、应用范围的扩大、应用要求的提高，对于通线网络也会从简单到复杂、从单一到融合，从多种的接入方式到核心网的融合整体的过渡。

（3）业务和应用层。业务和应用层是物联网的信息处理和应用， 面向各类应用，实现信息的存储、数据的挖掘、应用的决策等，涉及海量信息的智能处理、分布式计算、中间件、信息发现等多种技术。

由于网络层是由多种异构网络组成的，而物联网的应用是多种多样的，因此在网络层和应用层之间需要有中间件进行承上启下。中间件是一种独立的系统软件或者服务程序，能够隐藏底层网络环境的复杂性，处理网络之间的异构性，分布式应用软件借助于中间件在不同的技术之间共享资源，它是分布式计算和系统集成的关键组件。它具有简化新业务开发的作用，并且可以将已有的各种技术结合成一个新的整体，因此是物联网中不可缺少的一部分。

云计算是物联网智能信息分析的核心要素。云计算技术的运用， 使数以亿计的各类物品的实时动态管理变得可能。随着物联网应用的发展、终端数量的增长，可借助云计算处理海量信息，进行辅助决策， 提升物联网信息处理能力。因此，云计算作为一种虚拟化、硬件/软件运营化的解决方案，可以为物联网提供高效的计算、存储能力，为泛在链接的物联网提供网络引擎。

从目前的物联网应用来看，都是各个行业自己建设系统，不便于多种业务的扩展，如果没有统一建设标准、规范的物联网接入、融合的管理平台，物联网将因为各行业的差异无法产生规模化效应，增加

了使用复杂度与成本。

2. 物联网的异构融合网络层。任何终端节点在物联网中都应能实现泛在互联。由节点组成的网络末端网络，如传感器网、RFID、家居网、个域网、局域网、体域网、车域网等，连接到物联网的异构融合网络上，从而形成一个广泛互联的网络。物联网在核心层可以考虑NGN / IMS融合，在接入层面需要考虑多种异构网络的融合和协同。由于异构网络相对独立自治，相互间缺乏有效的协同机制，造成了系统间干扰、重叠覆盖、单一网络业务提供能力有限、频谱资源浪费、业务的无缝切换等问题无法解决。面对日益复杂的异构无线环境，为了使用户能够便捷地接入网络，轻松地享用网络服务，融合已成为信息通信业的发展潮流。融合阶段是指在各种网络连通的网络平台上，分布式部署若干信息处理的功能单元，根据应用需求而在网络中对传递的信息进行收集、融合和处理，从而使基于感知的智能服务实现得更为精确。从该阶段开始，网络将从提供信息交互功能扩展到提供智能信息处理功能及支撑服务，并且传统的应用服务器网络架构向可管、可控、可信的集中智慧参与的网络架构演进。

3. 感知节点及终端。感知节点既能采集物体本身的有关信息，也能探测、存储、处理乃至融合各种与物体相关的信息，从而向物联网提供各种关联信息。

微电子技术、嵌入式技术、近距离通信技术、传感器技术和智能标签技术等技术的发展与成熟使得感知节点能够智能地感知物体与环境并对其进行通信、处理和控制。感知节点方面的关键技术有：支持感知内容的多媒体化的感知节点技术、感知节点组合化的关键技术、感知节点的设计和低成本制造、感知节点在组网和协同方面的软硬件框架等。物联网需要多样化、小型化、智能化和低成本的终端。

4.泛在传感网。泛在传感网是物联网末端采用的关键技术之一。泛在传感网是由多个传感节点组成的分布式无线自组织网络，用来感知温度、湿度、压力等环境参数，一般提供局域或小范围内物与物之间的信息交换。泛在传感网一般分成三个部分：应用与服务层，下一代网络层，传感器网络层。应用与服务层提供医疗、军事、天气等服务；下一代网络层由核心网和接入网组成；最末端的传感器网络层属于感知/延伸层。将传感技术与无源标签结合在一起将给物联网带来许多新的应用。随着各项技术的成熟和发展，传感器网络的研究将会取得更大的进步，将对物联网建设起到重要作用。

5. 物联网的服务平台技术与安全。物联网将对信息进行综合分析并提供更智能的服务。物联网应用平台子集与共性支撑平台之间的关系、共平台的开放性与规范性是物联网应用部署所要研究的关键问题。面向泛在融合的物联网的可管可控可信服务平台架构、如何保证业务质量和体验质量、支持泛在异构融合多种商业模式、提供签约协商等管理功能和保护用户数据隐私等是物联网服务平台方面的关键技术。物联网除了具有传统网络的安全问题外，产生了新的安全性和隐私问题。在物联网中数据的采集、处理和提取的实现方式与人们现在所熟知的方式是完全不同的，在物联网中收集个人数据的场合相当多，因此，人类无法亲自掌控私人信息的公开。此外，信息存储的成本在不断降低，因此信息一旦产生，将很有可能被永久保存，这使得数据遗忘的现象不复存在。确保信息数据的安全和隐私是物联网必须解决的问题，如果信息的安全性和隐私得不到保证，人们将不会将这项新技术融入他们的环境和生活中。

三、结论

总之，物联网关键技术有待突破，应用和市场有待于发展。物联网领域主要研究内容可以从下面几个方面着手。物联网的网络架构；物联网的通信技术；包括无线通信、无线智能传感器网络、微型传感器、网络通信、多媒体通信及宽带通信等。与此相关的技术包括传感技术、识别技术、发现技术、计算技术、网络通信技术、嵌入式智能技术、软件技术等。物联网的数据融合；物联网的异构网络融合；物联网的智能终端；如何将现有的智能终端用到物联网中或者开发物联网需要的智能终端是一个重要研究内容。物联网的信息安全和保密；物联网相关标准研究；物联网应用和业务开发，推动物联网快速发展必须实现一些应用领域的示范应用，因此相关技术的研究和应用系统的开发实现是推动物联网发展的重要途径。

参考文献

1.朱洪波-杨龙祥-于全. 物联网的技术思想与应用策略研究[J ].通信学报.2010

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【关键词】无线传感器网络；双网；触发式通讯链路管理技术；研究

无线传感器网络中，融合了无线通信技术、数字电路、微系统技术、传感技术等各种先进技术，在交通、环境、医疗、军事等各个领域中都具有非常广泛的应用，尤其是在一些环境比较复杂的区域的检测工作中，应用无线传感器网络具有非常好的应用效果，随着社会市场经济的发展，各项技术水平都得到了有效的提升，在一些特殊应用领域中，无线传感器网络的实时性、稳定性性能已经难以满足相关的要求，本文提出的基于双网的触发式通讯链路管理技术对于无线传感器网络的实时性、稳定性性能的提升具有积极的作用，本文就主要针对其予以简单分析。

一、无线传感器网络中的关键技术简单介绍

由于无线传感器网络具有诸多的优良性能，并且具有非常广泛的应用范围，关于无线传感器网络的研究已经逐渐成为信息领域的研究热点，在该网络中，涉及到的学科领域是非常的广的，下面就对其中的一些关键技术予以简单介绍：

（1）网络协议，该部分的主要功能是联系起各个独立的节点，使其能够形成多跳的数据传输网络，数据链路层协议以及网络层协议是目前无线传感器网络协议研究中的重点内容，路由协议对于传感器节点的工作模式及通信过程的控制具有非常重要的作用。

（2）网络拓扑结构，在相关的监控区域中，覆盖良好的网络拓扑结构，对于路由协议及链路层的效率的提升具有非常重要的作用，并且能够为上层的目标定位、时间同步、数据融合等奠定良好的基础，从而有效的促进无线传感器网络的负载平衡。

（3）数据融合技术，无线传感器网络在对相关的目标进行观察、检测的过程中，存在严重的数据冗余现象，如果不对相关数据进行处理，直接将其传输至观察者，这会使网络流量明显增大，采用有效的数据融合技术，对数据中的冗余及部分干扰予以有效的消除，对于信息准确度的提高具有积极的作用，并且能够有效的减少网络流量。

（4）时间同步，在无线传感器网络工作的过程中，一个非常关键的内容就是要实现其各个网络节点的协同作用。

（5）节点定位技术，无线传感器中各个随机分布的传感器节点在工作的过程中，能够对自己所处的位置进行准确、自动的定位是非常必要的，并且其定位机制要能够满足分布式计算、能量高效、健壮性、自组织性等各种要求。

二、无线传感器网络中的双网技术

现有的无线传感器网络中，对于网络的划分难以根据具体的功能来进行划分，这使得相关的通讯网络在实现网络目标时，通讯链路中的冗余现象严重，这与网络中的节能要求不相符，而在双网技术中，充分的应用了时间有效通讯子网络以及能量有效通讯子网络，借助于最小时间与最小能量两方面的优势，对于传感器网络中的时间有效及能量有效方面的需求具有非常好的平衡性能。

1.双网模型的提出

为了能够在无线传感器网络中有效的实现能量消耗节省的目标，本次研究中，依据adhoc网络中的SMECN与MECN设计中的相关方法，能够使得无线传感器网络在节省能量的基础上，很好的满足无线传输网络中的数据实时性传输的要求，要实现最小时间与最小能量两方面的设计目标，在此基础上提出了双网模型，在该模型中对无线传感器网络进行了有效的划分，将其划分为时间有效通讯子网与能量有效通讯子网两个性质不同的子网络，在无线传感器网络中，任意的节点在时间有效的通讯子网中，具有最小时间消耗的通讯路径，并且在能量有效的通讯子网中，具有能量消耗最少的通讯路径。

2.网络假设

为了方便对本文中研究的无线传感器网络进行描述，在本次研究中，需要针对无线传感器网络作出以下的假设：

（1）假设无线传感器网络具有较好的稳定性性能，并且网络具有足够好的健壮性，并且其节点保持相对静止；

（2）假设在感知区域中，传感器的所有节点是随机均匀分布的，并且其具有足够大的分布密度，无线传感器网络通讯具有非常好的连通性；

（3）假设网络传感器网络中的所有传感器节点都知道自己以及邻居节点的地理位置信息；

（4）假设所有传感器节点具有稳定、可靠的通讯质量，并且相关的传感器能够在通讯的过程中，依据通讯距离来对自身的发射功率进行调节，并且在通讯过程中的能量消耗，满足相关的能量模型。

3.双网的构建

本次研究中的双网构建采用的是基于delaunay三角网的构建方法，这是计算几何中的一种常用的网络划分方法，delaunay三角网具有唯一性、最小角最大、空外接圆特性等性质，本次研究中的基于delaunay三角网构建EECN的方法主要是依据三角网空外接圆的特性，能量有效的通讯链路选择的是那些较短的边，应用这种方式构建的双网具有最小能量特性，如果相关的无线传感器网络节点分布均匀，使得网络的形式与等边三角形接近，如果节点之间的通讯跳数最少，就能是无线传感器网络实现最小能量通信。

在双网的构建过程中，依据属性的不同，对网络中的通讯链路进行有效的分组是最基本的工作，能量属性及时间属性是分组过程中最基本的依据，本次研究中采用的分组方法是基于delanuay三角网的通讯链路分组法，采用这种方法进行分组，对于通讯链路属性的区分具有非常重要的作用，并且在分组的过程中，只需要依据局部信息就能够保证分组的有效性，这能够使得无线传感器网络在运行的过程中节省大量的能量。

本文中应用到的DBCLG通讯链路分组方法，分组的过程中主要是依据无线传感器网络中能量有效的通讯三角形来实现的，如果在无线传感器网络中找到一个能量有效的通讯三角形，那么在该三角形中，其所包含的三条通讯链路都具有能量有效性，对网络中的所有的能量有效通讯三角形进行搜索之后，未被标记出的链路都是时间有效的通讯链路，这主要是由于时间有效的通讯链路通常不会在任何能量有效的通讯三角形中出现。

三、无线传感器网络中的基于双网的通讯链路管理及维护

1.双网中的路由

本文中所指的双网主要指的是逻辑上的划分，是一种对通讯链路进行分组管理的方式，在现实中，不存在物理意义上的无线传感器网络的双网结构，本文在对基于双网的通讯链路管理技术进行分析时，采用了触发式通讯链路管理来作为实例进行分析。

要实现双网的最小时间及最小能量方面的良好性能，主要采用的是构建最小跳数及最小能量通讯网络的方式来实现，在本次研究中，实现双网，只是应用TECN与EECN将原有的无线传感器网络在逻辑上进行划分，将其划分为两个通讯子网，但是对于处于无线传感器网络中的某个传感器节点来讲，在同一个时刻中，该节点智能属于其中的一个网络，并且其在每个网络中的路由方式都是不同的，省时的路由方式或者是节能的路由方式，并且为了能够满足相关的网络变化要求，所有的节点都能够在两个网络中实现灵活的转换。

在TECN网络与EECN网络的路由构建过程中，其构建方式是多种多样的，并且不同的通讯子网可以构建不同的路由方式，本次研究中所采用的路由方式是最短跳数的方式，在TECN网络中，如果选择最短跳数的路由构建方式，为了有效的节省网络时间，节点之间的通讯链路应该尽量应用较少的长距通讯链路组成。对于EECN网络来说，如果选择了最短跳数路由构建方式，其通讯路径应该尽量采用较少的短距通讯链路组成，采用这种路由策略，对于网络的能量的节约具有非常重要的作用。

2.双网之间的有效转换

通过构建双网，无线传感器网络能够在时间与能量上分别取得较好的成果，但是由于双网的建立只是逻辑上的建立，在实际的无线传感器网络中的数据传输过程中，其传输过程中是通过哪个网络进行传输是与当前的网络状态及数据信息自身的性质有关的，如果当前的状态中，网络对于节能性能具有较高的要求，数据的传输应该处于EECN网络上进行传输，这对于节省网络中的能量的消耗具有非常重要的作用，但是如果相关数据在传输的过程中，对于实时性具有较高的要求，数据的传输工作应该尽量的处于TECN网络上，这能够有效的减少网络传输过程中的响应时间，更好的满足实时性要求。

虽然双网中的每个节点都可以实现双网之间的转换，但是只有处于时间有效的通讯链路的两个端点之间的网络切换才具有实际的意义，因此，双网转换工作中的关键节点是具有时间有效的邻居节点。

3.触发式通讯链路的管理

链路管理主要是指在无线传感器网络中，对一些特殊的通讯链路进行有效的管理，并在需要的时候对其予以有效的利用，这对于网络中的通讯链路的利用率的提升具有非常重要的作用，在实际的应用中，要提升整个网络的综合利用率，需要根据实际的需求选择时间有效通讯链路或者能量有效通讯链路，在触发式通讯链路的管理工作中，会为每条需要实施管理的通讯链路设计一个触发器，如果需要对相关的通讯网络实施调整，将该触发器触发，相关的触发器就会依据网络中数据传输的实际情况来选择最优的通讯链路，这对于通讯网络的时间有效率及能量有效率的提升都具有非常重要的作用。

四、结束语

无线传感器网络在实际的应用中具有非常广泛的应用范围，基于双网的通讯链路管理技术，对于无线传感器网络中的实时性及节能性能的提升都具有非常重要的作用，本文就针对此进行了简单探讨。

参考文献

[1]杨卓静，孙宏志，任晨虹.无线传感器网络应用技术综述[J].中国科技信息，2010（13）.

[2]赵强利，蒋艳凰，徐明.无线传感器网络路由协议的分析与比较[J].计算机科学，2012（2）.

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关键词：3G；车联网；射频识别；创新实验平台

作者简介：周海燕（1977-），女，湖南邵东人，桂林电子科技大学信息与通信学院，工程师；覃远年（1971-），男，广西昭平人，桂林电子科技大学信息与通信学院，高级实验师。（广西 桂林 541004）

基金项目：本文系桂林电子科技大学教改项目“3G移动通信技术实验课程的建设和开发”（项目编号：ZSH00503）、“应用型通信专业基础实验教学模式改革与研究”（项目编号：ZL230219）的研究成果。

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）04-0132-02

目前我国已经成为全球最大的汽车生产和消费国，[1]高速发展的传感网和3G 网络，得天独厚的体制优势，使中国有能力在全球率先应用汽车移动物联网――车联网（Internet of Vehicles）。车联网已被列为我国重大专项宽带移动通信研究方向之一。物联网是新一代信息技术的重要组成部分，是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，通过信息交换和通信，实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。[2]车联网是物联网技术发展中的一个重点方向，是传统的交通领域和通信信息技术领域深度融合的标志。[3]3G网络为车联网提供了网络基础，我国三大运营商已经建成覆盖全国的基础通信网，3G通信网络提供了宽带化的无线信息传输通道，并可以处理图像、视频流等多种媒体形式，这为建设车联网提供了坚实的网络基础。车联网也将为通信业提供巨大市场，它的应用和推广，可以为3G网络带来庞大的用户市场，并衍生出丰富的行业应用。本文结合3G通信技术和物联网技术提出了车联网实验平台的规划建设思路，并就建设具体目标、方案、内容等进行了深入探讨。

一、3G车联网及关键技术

随着互联网及无线3G网络技术的普及和完善，未来智能交通系统将是合理解决交通堵塞、快速处理交通事故、优化城市汽车流量的重要方式之一。[4]通过先进的通信手段将交通设施、交通工具、出行者、交通管理者等相关的交通因素联结起来，实现交通运输系统信息化、智能化。在掌握充分信息的情况下，出行者可以选择出行方式和出行路线，或在出行途中实时改变出行方式及路线，以达到改善出行质量的目的。交通管理部门能够进行合理的交通疏导、控制和事件管理；运输部门可随时掌握车辆的运行情况，进行合理地调度；而交通规划部门则可以利用交通信息支持交通规划决策、交通发展战略决策等。基于3G的车联网就是通过装载在车辆上的电子标签、车载诊断系统、3G无线通信模块以及安装在道路两旁的无线射频识别、无线传感等技术，实现在互联网络上对车辆属性信息和动态信息的采集，并对车辆的运行状态进行有效监管和提供综合服务。车联网系统中车辆作为终端节点，利用车载终端设备接入到车联网，以获取包括语音服务通讯、定位导航、车辆服务中心连接、移动互联网接入、车辆第三方信息管理、车辆紧急救援、车辆数据和管理、车载娱乐等服务。[5]车联网关键技术可以概况为以下几点：[6]

1.通信及其应用技术

车联网主要依赖短距离无线通信和远距离的移动通信两种技术。前者主要是RFID，无线传感及WiFi等通信技术，后者主要是GPRS、3G、LTE-4G等移动通信技术。目前我国第三代移动通信网络已经成型，考虑到移动通信网络的覆盖范围和车辆的移动特性，第二代通信网络和第三代通信网络互为补充，为车联网应用提供了基本网络支撑。从通信的角度分析，车联网终端设备可以看作高速移动通信终端。这两类通信技术并不是车联网独有的关键技术，因此技术发展的重点主要是这些通信技术的应用，如高速公路及停车场自动缴费、无线设备互联等短距离无线通信应用及VOIP应用（车友在线、车队领航等）、监控调度数据包传输、视频监控等具体应用。

2.语音识别与传感信息整合

很多电子终端设计成手动操控模式，由于存在安全隐患，行车过程中操控终端系统受到极大限制。通过语音识别向车联网发号施令索取服务，依靠听觉接收车联网反馈信息从而获取提供的服务，这是最适合汽车这种快速移动空间的应用体验。车联网传感器包括汽车传感器和道路传感器。车内传感器提供关于车的状况信息；车外传感器就是用来感应如相对距离、外部环境等状况，这些信息用来增强安全和辅助驾驶。道路传感器用于感知和传递道路状况信息，如车流量、车速、路口拥堵情况等，这些信息都能让车载系统及时获得关于道路及交通环境的信息。

3.智能车载终端与云计算融合

车联网是一种智能化的新型网络，车载终端必须采用开放的、智能的终端系统平台，能包容不同的通信网络，这就要求车联网必须采用开放的网络通信协议。相应协议研发应结合车联网的实际特点，注重协议的运行效率，充分考虑信号处理识别、信息融合、网络控制、数据安全传输等方面的内容。云计算将在车联网中用于分析计算路况、大规模车辆路径规划、智能交通调度、基于庞大案例的车辆诊断计算等。车联网和互联网、移动互联网一样都要采用信息服务融合来实现服务创新、提供增值服务。整合信息和资源使车载终端获得更合适、更有价值的服务，如呼叫中心服务与车险业务整合、远程诊断与现场服务预约整合、位置服务与商家服务整合等。同时车联网的开放性、包容性和匿名性带来了一些不可避免的安全隐患。车联网还应考虑防御网络攻击、保护个人隐私、确保数据传输准确等方面的关键问题。

二、3G车联网创新实验平台建设思路[6]

教学及科研用3G车联网实验平台的建设应遵循可靠性、开放性、可扩展性和先进性原则，总体设计应满足实际实验教学、科研开发及应用体验的要求。围绕培养学生的学习兴趣、培养学生的动手能力和推动学校科研工作等目标，构建实验平台要满足基础性教学实验要求，提供实验的真实环境、实验设备、网络拓扑以及详实的操作步骤等，加深学生对移动通信与物联网技术基础理论知识的理解。另外，要紧密结合车联网产业技术的发展，规划和建设若干个具有行业应用背景的物联网场景和实验项目，以激发学生兴趣，培养其工程应用、设计和管理的综合能力。车联网融合了多种技术，由于多学科的交叉融合和影响，新的技术创新成为可能。3G车联网实验平台将构建射频识别、无线传感网、通信网络、中间件技术及嵌入式技术等多种技术的平台，为学校科研人员提供一个开放的环境平台支撑，并为开展具体的行业应用及交叉学科的教学研究提供技术支持。

三、实验内容设置

1.基础教学实验内容

实验室平台方案整体实验内容计划将满足移动通信与车联网技术的基础教学和实验。3G移动通信在实验设置上倾向于工程应用，如利用3G模块进行远程控制、视频监控等。车联网是物联网的重要分支，因此实验教学部分将开设与物联网相关的教学实验。为了激发学生的科研兴趣，围绕电子吊杆控制、ETC系统、模拟交通指挥系统、车辆定位和公交线路管理等设计出了更多的综合应用设计扩展实验。以下给出部分参考实验题目及简要内容。无线数据传输通信实验：掌握3G无线通信传输协议和实现方式；有线、无线局域网混合组网实验：了解车联网的网络组成及通信调试；WiFi无线接入点（AP）管理与配置实验：了解车联网无线网络接入点知识；WiFi设备服务器管理与配置实验：了解车联网内设备联网模块知识；无线温湿度传感器数据采集实验：以温湿度传感器为例掌握传感器在车联网内的应用；无线射频识别（RFID）实验：掌握射频识别中电磁感应、数据交换等基本知识；模拟交通灯控制平台实验：模拟车联网远程交通管控；物流仓储管理平台实验：汽车制造环节中仓储物流流程；环境监测平台实验：模拟工厂、仓库环境信息采集和处理；[7]视频监控平台实验：模拟行车视频、停车场、汽车制造物流视频监控；车辆信息采集与管理实验：采用RFID技术采集车辆信息及对车主信息进行管理。

2.车联网应用综合实验系统

利用先进无线传感技术、网络技术、计算技术、控制技术、智能技术等组建一个车联网系统，对道路和交通进行全面感知，实现多个系统间大范围、大容量数据的交互，对每一辆汽车进行交通全程控制，对每一条道路进行交通全时空控制，为交通提高效率安全。图1是车载智能终端及信息交互过程示意图，车载终端利用3G模块经过基站和通信传输网络及服务中心构成完整的车联网应用系统。在此平台上可以模拟终端行车信息的采集，服务中心将有效的通行道路路况等信息及时传送到终端，这样实验平台就形成了一个综合的车联网应用体验室。基于这个平台，可以扩展建设几个常用的车联网智能交通应用：[8]ETC系统、车载信息诊断系统、智能充电系统、智能交通指挥以及线路导航，这些模拟应用体验加深了师生对车联网技术的发展的理解，而且能够支持新的智能交通课题开发。

四、结语

车联网将在缓解城市交通堵塞、减少车辆尾气污染以及减小车辆安全隐患方面发挥重要作用。日趋成熟的3G移动通信为车辆终端与道路交管系统保持实时通讯提供可靠保障。车联网必将彻底改变人类出行模式，未来城市交通将告别红绿灯、拥堵、交通事故、停车难等一系列问题。3G与车联网实验平台的建设不仅助推了高校新兴专业发展及创新人才的培养，而且促进了通信、汽车电子以及智能交通产业的进一步融合。

参考文献：

[1]李乔.超越日本中国成为世界最大汽车生产国[J].轻型汽车技术，2010，（4）：43.

[2]贾保先，谢圣献.物联网发展关键技术研究[J].自动化仪表，

2012，（3）：35-37，41.

[3]李晶，张莉，杜娟，等.3G网络技术在智能交通系统中的应用[J].吉林交通科技，2010，（2）：38-39.

[4]杨景.车联网：交通和信息业深度融合的动力[J].运输经理世界，2011，（10）：95-96.

[5]顾振飞.一个改进的车联网系统架构设计[J].电子世界，2011，

（15）：61-62.

[6]广州飞瑞敖公司.车联网实验平台及汽车制造物流模拟应用实验室建设解决方案[Z].

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关键词：WSN智能 无线网络传感器

在信息化社会，几乎没有任何一种科学技术的发展和应用能够离得开传感器和信号探测技术的支持。生活在信息时代的人们，绝大部分的日常生活与信息资源的开发、采集、传送和处理息息相关。分析当前信息与技术发展状态，21世纪的先进传感器必须具备小型化、智能化、多功能化和网络化等优良特征。

一、无线传感器网络的定义和特点

无线传感器网络可以看成是由数据获取网络、数据分布网络和控制管理中心三部分组成的。其主要组成部分是集成有传感器、数据处理单元和通信模块的节点,各节点通过协议自组成一个分布式网络,再将采集来的数据通过优化后经无线电波传输给信息处理中心。无线传感器网络具有以下特点：

1.硬件资源有限。WSN节点采用嵌入式处理器和存储器，计算能力和存储能力十分有限。所以，需要解决如何在有限计算能力的条件下进行协作分布式信息处理的难题。

2.电源容量有限。为了测量真实世界的具体值,各个节点会密集地分布于待测区域内,人工补充能量的方法已经不再适用。每个节点都要储备可供长期使用的能量,或者自己从外汲取能量（太阳能）。当自身携带的电池的能量耗尽，往往被废弃，甚至造成网络的中断。所以，任何WSN技术和协议的研究都要以节能为前提。

3.无中心。在无线传感器网络中,所有节点的地位都是平等的,没有预先指定的中心, 是一个对等式网络。各节点通过分布式算法来相互协调,在无人值守的情况下,节点就能自动组织起一个测量网络。而正因为没有中心,网络便不会因为单个节点的脱离而受到损害。节点可以随时加入或离开网络，任何节点的故障不会影响整个网络的运行，具有很强的抗毁性。

4.自组织。网络的布设和展开无需依赖于任何预设的网络设施，节点通过分层协议和分布式算法协调各自的行为，节点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。

5.多跳（Multi-hop）路由。WSN节点通信能力有限，覆盖范围只有几十到几百米，节点只能与它的邻居直接通信。如果希望与其射频覆盖范围之外的节点进行通信，则需要通过中间节点进行路由。WSN中的多跳路由是由普通网络节点完成的。

6.动态拓扑。WSN是一个动态的网络，节点可以随处移动；一个节点可能会因为电池能量耗尽或其他故障，退出网络运行；也可能由于工作的需要而被添加到网络中。这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化，因此网络应该具有动态拓扑组织功能。

7.节点数量众多，分布密集。WSN节点数量大、分布范围广，难于维护甚至不可维护。所以，需要解决如何提高传感器网络的软、硬件健壮性和容错性。

8.传输能力的有限性。无线传感器网络通过无线电波进行数据传输,虽然省去了布线的烦恼,但是相对于有线网络,低带宽则成为它的天生缺陷。同时,信号之间还存在相互干扰,信号自身也在不断地衰减,诸如此类。不过因为单个节点传输的数据量并不算大,这个缺点还是能忍受的。

9.安全性的问题。无线信道、有限的能量,分布式控制都使得无线传感器网络更容易受到攻击。被动窃听、主动入侵、拒绝服务则是这些攻击的常见方式。因此,安全性在网络的设计中至关重要。

二、传感器网络的应用研究

1.环境的监测和保护

应用于环境监测的传感器网络，一般具有部署简单、便宜、长期不需更换电池、无需派人现场维护的优点。通过密集的节点布置，可以观察到微观的环境因素，为环境研究和环境监测提供了崭新的途径传感器网络研究在环境监测领域已经有很多的实例。这些应用实例包括:对海岛鸟类生活规律的观测；气象现象的观测和天气预报；森林火警；生物群落的微观观测等:

洪灾的预警：通过在水坝、山区中关键地点合理地布置一些水压、土壤湿度等传感器，可以在洪灾到来之前预警信息，从而及时排除险情或者减少损失。

农业管理:通过在农田部署一定密度的空气温度、土壤湿度、土壤肥料含量、光照强度、风速等传感器，可以更好地对农田管理微观调控，促进农作物生长。

2.军事领域

由于无线传感器网络具有密集型、随机分布的特点，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，包括侦察敌情、监控兵力、装备和物资，判断生物化学攻击等多方面用途。

3.一般应用

建筑及城市管理各种无线传感器可以灵活方便地布置于建筑物内，获取室内环境参数，从而为居室环境控制和危险报警提供依据：

智能家居：通过布置于房间内的温度、湿度、光照、空气成分等无线传感器，感知居室不同部分的微观状况，从而对空调、门窗以及其他家电进行自动控制，提供给人们智能、舒适的居住环境。

建筑安全：通过布置于建筑物内的图像、声音、气体检测、温度、压力、辐射等传感器，发现异常事件及时报警，自动启动应急措施。

智能交通:通过布置于道路上的速度、识别传感器，监测交通流量等信息，为出行者提供信息服务，发现违章能及时报警和记录。反恐和公共安全通过特殊用途的传感器，特别是生物化学传感器监测有害物、危险物的信息，最大限度地减少其对人民群众生命安全造成的伤害。

三、传感器网络研究热点问题和关键技术

传感器网络以应用为目标，其构建是一个庞大的系统工程，涉及到的研究工作和需要解决的问题在每一个层面上都很多。对无线传感器网络系统结构及界面接口技术的研究意义重大。如果我们把传感器网络按其功能抽象成五个层次的话，将会包括基础层(传感器集合)、网络层(通信网络)、中间件层、数据处理和管理层以及应用开发层。