无线传感器网络的特点

发布时间:2016-12-31  发布者:利坤电子

无线传感器网络在过去几十年取得了的发展,是Internet技术在无线移动通信技术的扩展和延伸,其的应用也决定了它较传统网络技术有着自身的特点。无线传感器网络并非是现有的Internet技术和无线移动通信技术的简单叠加,它是对传统计算机网络的计算模式和设计模式革新,在具体实现中有着下列的特点:
  (1)分布式和自组织
     先网络无控制中心,在无线传感器网络中所有节点都是平等的,没有预先设置的中心节点,各节点通过分布式算法来协调,在没有人工干预的情况下节点自动组织起一个无线网络,是对等式网络。节点可以随时加入或者离开网络,网络也不会因为单个节点的失效而崩溃。
  通常情况下,无线传感器网络所处的物理环境及网络自身有着很多不可预测的因素,如处于原始森林或地震地区、节点位置不能预先   设定、无法预先知道节点之间的相邻关系及无线通信质量易受到环境的影响等,因此需要传感节点具有自组织能力,能够自动进行网络配置和管理,并通过相关协议和算法自动形成转发监测数据的无线多跳自组织网络系统。
  (2)规模大,
  无线传感器网络的节点密集、数量巨大。为了获取      、完整的信息,无线传感器网络往往包含成千上万的传感器节点,并且部署在一个很大的监测区域内。传感器网络的大规模特性使得其能够通过不同空间视角获得   多的信息,通过大量冗余节点所采集的大量信息能够提高监测的工作精度,降低对单个节点传感器的精度要求;同时大量节点密度能够增大覆盖的监测区域,减少监测盲区。
  (3)网络拓扑的动态变化
  无线传感器网络的节点大都处于不断变化的应用环境中,它的状态会时常发生变化,包括节点移动、节点因故障失效、为提高网络质量而添加新的节点、及无线通信信道的不稳定性等。这些变化都会导致网络拓扑随时发生改变,而且变化的方式和速率是难以准确预测出来的,这就要求系统具有自组织性和可重组性。无线传感器网络的组网技术,可有多种形态和方式。   合理的无线传感器网络结构可以提高系统的KPI性能指标,并   大程度地利用节点资源。
  (4)以数据为中心
  传感器网络是任务型的网络,一般用户所关心的是某个监测区域内监测对象的信息,而不是单个节点所采集到的数据,脱离传感器网络谈论传感器节点意义。用户在使用传感器网络查询事件时,直接将所关心的事件通告给网络,而不是通告给某个确定编号的节点,网络在获得指定事件的信息后汇报给用户。
  无线传感器网络中,每个传感器节点都有可能产生较大的实时性流式数据,但是由于节点的计算资源非常有限,往往难以处理大量的实时数据流。因此在无线传感器网络应用设计的过程中需要注重分布式的数据流分析、查询和挖掘理解等方法的研究。
  (5)性及   
  传感器网络往往应用在恶劣的外部环境或无人区域,一旦传感节点发生故障导致失效,网络的维护将变得困难,所以需要传感器网络的节点在硬件上   不易损坏,且能很好地适应各种不可预知的极端环境。
  同时,无线传感器网络由于其无线信道与分布式控制都使得其容易受到干扰和攻击。常见的攻击方式有被动窃听、主动入侵,拒绝服务等,因网络的通信加密及   性重要,以防监测数据被盗取和获取伪造的监测信息。   性也决定了无线传感器网络应用的可行性,无线传感器网络的软件设计   要有强鲁棒性和容错性。
  (6)资源受限
  无线传感器网络系统中,从单个节点到网络通信资源都是相对的。由于传感器节点的微型化,节点的电池能量有限,而在许多实际应用因为物理限制往往无法给节点   换电池或者充电,所以传感器节点的电池能量限制是整个无线传感器网络设计的关键约束之一。如何在网络工作过程中节省能量,   大化网络的生存周期,是无线传感器网络面临的   大挑战。
  由于受成本、体积和功耗的限制,微型嵌入式传感器节点的计算能力、存储空间和内存空间都有限,因此节点并不适合做大规模的存储及计算;同时现有的网络传统协议及算法对处理器等要求都很高,所以无线传感器网络的协议和算法也要尽可能地简单。
  (7)多条路由
  无线传感器网络中节点的发射功率有限,通信距离往往只有几十米到几百米,不足以覆盖整个网络区域,如果希望与其覆盖范围以外的节点通信,则需要经过中间节点的转发。无线传感器网络中没有专门的路由设备,多跳路由是由普通传感器节点间协作完成的。实际上,每个节点既可以是数据的发起者,也可以是数据的转发者。

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