無線傳感器網絡是一種大規模的分布式網絡,常部署于無人維護、條件惡劣的環境當中,且大多數情況下傳感節點都是一次性使用,從而決定了傳感器節點是價格低廉、資源極度受限的無線通信設備。
無線傳感器網絡的特點主要體現在以下幾個方面。
(1)節點資源有限。這包括兩個方面,一是計算能力,二是節點的能量。節點由于受價
格、體積和功耗的限制,其計算能力、程序空間和內存空間比普通的計算機要弱很多,這一點決定了在節點操作系統設計中,協議層次不能太復雜。
無線傳感器網絡往往應用于人煙荒蕪的地方或者人們難以直接操作的地方,更換傳感器節點電池是不現實的,因此節點的能量是非常受限的,一旦能量耗盡,該節點就喪失作用,這就決定了傳感器節點和網絡壽命的有限性。
(2)網絡節點拓撲變化頻繁。由于節點電源能量的限制,傳感器節點的移動性和能量耗
盡會造成傳感器節點出現故障或失效,新節點的加入或是正常工作的節點由于受到外界環境的干擾造成無線通信鏈路帶寬發生變化,甚至出現時斷時通的現象,這些因素勢必影響到網絡的拓撲結構.而除了網烙審的估威般節占夕匆k.祜戚知對象和錒露者柏砉慪可能且具有移動性.因此,無線傳感器網絡的動態特性是固有的、無法避免的。
(3)尋址以數據為中心。無線傳感器網絡更關心數據本身,如事件、時間和區域范圍等,并不關注數據是哪個節點采集的。在無線傳感器網絡中,數據處理由節點自身完成,從而減少無線鏈路中傳送的數據量,只有與其他節點相關的信息才在鏈路中傳送。以數據為中心是由于節點不是預先計劃的,而且節點位置也不是預先確定的。為了在網絡中監測目標對象,需要配置冗余節點,節點之間可以通信和協作,共享數據,這樣可以保證獲得有關被監視對象的比較全面的數據,同時也可以確保某些節點的失效不會影響網絡的功能。對用戶來說,向所有位于觀測區內的傳感器發送一個數據請求,然后將采集的數據送到指定節點處理,可以用一個多播路由協議把消息
送到相關節點,這需要一個唯一的地址表,用戶不需要知道每個傳感器的具體身份號,所以可以用以數據為中心的組網方式。
(4)多跳路由通信。網絡中節點通信距離有限,一般在幾百米范圍內甚至更小,因此整
個網絡信息的傳遞需要節點之間以Ad Hoc方式通信,這就要求傳感器網絡具有足夠的容錯性能,網絡節點可以自動進行配置和管理,通過拓撲控制機制和網絡管理協議自動形成轉發監測數據的多跳無線網絡系統,即使網絡中某些節點失效,整個網絡仍然能夠正常運行。
(5)網絡的分布式特性。在無線傳感器網絡中,沒有嚴格的控制中心,所有節點地位一
般是平等的,是一個對等式網絡。節點可以隨時加入或離開網絡,任何節點的故障不會影響整個網絡的運行,具有很強的抗毀性。每個節點都是一個可以進行數據采集、數據處理和數據通信的智能單元。網絡沒有控制中,但可以選擇某些節點作為數據轉發的中心,將采集的數據發送到遠程的控制中心。
(6)網絡節點密度高。傳感器節點數量眾多,單位面積所擁有的網絡節點數遠大于傳統
的無線網絡,其相應的感知數據量也將非常巨大,而且數據傳輸又有實時性的要求,這就要求在有限的節點通信能力、節點計算能力和分布式網絡結構環境下,傳感器網絡的軟、硬件都要有很高的健壯性和容錯性。同時,數據查詢和管理也要具有高效性。
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