WSN分布式传感器网络数据收集与监控系统设计(3)
图2.3 传感器节点体系结构[11]
2.1.2 无线传感器网络特点
当前较为常见的无线网络有无线局域网、蓝牙网络、移动通信网、Ad hoc网络[14]等，与这些通信网络相比较，WSN明显具有以下的特点：
1)自组织。网络中节点的部署不需要依靠任何预先设定好的基本网络设施，节点的位置信息是不能事先精确设定，节点之问的相互关系事先也不能确定和知道，当节点开机以后才可以快速、自动的通过拓扑控制机制和网络协议形成一个转发检测数据的无线网络。
2)硬件资源有限。由于传感器节点体积小，所以节点只能具有有限的硬件资源，节点的计算能力和数据处理能量都十分有限，会比普通计算机的存储能力、计算能力和通信能力等要弱很多，这就决定了操作系统不能采用太复杂的协议。
3)电源能量有限[15]。传感器节点是由电池来供给能量，电池的容量一般不会很大，而且由于它应用的范围决定了在使用的过程中，不能够给电池及时进行充电或更换电池，当电池能量一旦耗尽，该节点也就从此失去了相应的作用。因此在WSN的设计过程中，不管任何协议和技术的使用都需要以节约能量为前提。
4)动态拓扑[16]。在通信过程中，节点能源耗消耗完时就会死亡，从已组成的网络中离开，也可能因为某些需要在网络中再临时加入一些新的传感器节点，所以无线传感器网络要能够适应变化，其网络拓扑结构是动态的。
5)节点数量大，密度高[17]。为了对一个区域进行监测任务，通常会有成千上万个传感器节点被投放到这个区域内，节点分布很密集，而且节点的数量也很大，因此需要根据节点之间高度的连接性来保障系统中的抗毁性和容错性以及所获取信息的精确程度。
6)以数据为中心。在无线传感器网络中，通常只关注一定区域的某个观测的指标值，而不是去关注某个节点具体的信息。以数据为中心的特点要求在设计传感器网络的中，需要以感知数据的处理和管理为中心。
7)管理为中心面向应用的网络。各种应用领域对无线传感器网络的要求也不尽相同，关于其网络通信协议、软件系统和硬件平台存在着比较大的差异。根据某个具体应用领域来研究WSN技术，是WSN在设计中和一般传统网络不同的显著特征。
由于上述各个特点，和传统的无线网络不同，传感器网络主要是将目光集中在最大化通信信道和通信服务质量上面，减少网络节点的能量消耗、延长整个网络的生存时间是其设计所追求的主要目标。
2.1.3 传感器网络的性能评价
WSN在实际中是否有一定的可用性，在于WSN的各项性能能否满足要求，所以评价WSN的性能指标是一个需要具体而深入进行研究分析的问题。以下是评价WSN性能的一些主要指标[18]。
1)生命周期。是指网络从启动运行到不能够为观察者提供需要的有用信息之间所持续的时间。在设计WSN过程中，为了提高网络生存时间，要充分考虑WSN的硬件、软件情况。
2)资源有效性。主要是指网络在资源受限制的环境条件下能够处理请求的数量，以及用户能接收到的有效数据的数量。在WSN中，节点的资源有限、能量不足、计算和存储能力比较差，所以节点能量有效性是WSN的重要指标。
3)时间延迟。是指当用户发送请求到接收到返回有用信息共需要的时间。在一般情况下，用户对网络的响应时间要求比较高，网络的响应时间也是评定网络性能很重要的标准。WSN应用于实时环境时，会受到一些因素的影响。WSN的响应时间与其联系密切，会直接影响WSN的实用性和应用范围。
4)感知精度。指的是观测者能够获得的感知信息的精度。
上一篇：网络编码国内外研究现状
下一篇：车牌字符分割算法的设计与实现