《无线传感器网络体系结构》940字.docx

无线传感器网络体系结构综述

无线传感器网络的典型结构如图1-1所示，传感器节点随机分布在工作地区内，以自组织形式组成系统。传感器首先感知检测信号，之后在节点内部进行初步计算处理，最后通过多跳通信的方式将信息发送到汇聚节点。汇聚节点再将接收到的信号通过互联网或者卫通讯的方式传递给任务管理节点，也就是用户。终端用户还可以通过管理节点管理和配置无线传感器网络、发布监控任务或收集返回数据。

传感器节点采用密集分布的方式，这是用来尽量增大节点采集到的信息可以到达汇聚节点的可靠性。每个传感器节点都具有两种网络功能，也即信息采集和路由。采集信息和处理数据是传感器节点的基础功能，除此之外，节点还需具有储存信息，管理信息，整合接收数据，协同工作等功能。

对于汇聚节点通常有以下三个要求，一是可靠的通信能力，二是稳定的存储能力，三是高效的处理能力。它具有两种基本功能，第一，可以作为增强版的传感器节点，具有更多的能量、内存资源以及更强的计算能力；第二，可以作为网关设备，接口为无线通信接口。无线传感网络通过汇聚节点实现与外部网络的通信连接，汇聚节点经过协议转换之后与传感器网络进行通信，同时发布管理节点发过来的任务。

图1-1无线传感器网络模型

如图1-2，无线传感器网络的协议栈包括了与互联网协议栈相对应的五层模型和能量、移动与任务管理平台。各层协议功能如下：

图1-2WSN网络协议栈

物理层的作用是信号的调制和数据的收发，传输介质主要有光波、无线电、红外线等；

数据链路层的作用是数据成帧、帧监测、媒体访问控制和差错控制；

网络层的作用是路由的生成和路由选择，通常，大多数节点无法直接与网关直接通信，需要通过中间节点将数据传送至汇聚节点，多采用以多跳路由的方式；

传输层的作用是数据流的传输控制，在网络层基础上提供可靠的、端到端的传输质量保证；

应用层主要用于应用共性问题的解决，包括一系列基于监测任务的软件。

各管理平台作用如下：

能源管理平台使节点可以高效使用能源能源，在各个协议层都需要考虑如果高效利用能源；

移动管理平台用来探测和注册节点的移动，维护到汇聚节点的路由；

任务管理平台平衡和调度某个特殊区域分配的任务。

这三个平台互相配合工作，使得传感器节点能够按照能源高效的方式协同工作，在节点移动的传感器网络中转发数据，并支持多任务和资源共享。