无线传感器网络研究方向及技术简介

四川大学计算机/软件学院无线传感器网络研究方向及技术简介黄建2010-4-21认识无线传感器网络传感器(Sensor)是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。认识无线传感器网络无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)：由大量无线传感器密集随机部署在某兴趣区域而形成的网络称无线传感器网络。研究无线传感器网络的意义C4KISR系统C4是（指挥command、控制control、通信communications、计算机computer、）,K是杀伤kill、I是情报intelligence、R是侦察reconnaissance；S是监视surveillance。其功能有：搜索并发现目标、跟踪与监视目标、识别目标、决策、持续识别、打击目标、战斗损伤评估,这些功能形成一条强有力的“杀伤链”。研究无线传感器网络的意义SmartPlanetIBM提出的智慧地球概念，遵循如下模式：首先，感知：通过传感器或智能仪表获取数据。其次，物联化：将数据进行实时整合。最后，智能化：将数据和历史进行对比整合，然后运行数学模型分析综合，总结规律和趋势，从而做出明智决策。2009年初，奥巴马政府将智慧地球概念上升为国家经济振兴战略，在世界范围内引起强烈影响研究无线传感器网络的意义感知中国2009年8月，温家宝总理在无锡考察时提出了“感知中国”战略，指出要尽快突破核心技术，把传感技术和TD通信技术的发展结合起来，尽快建立“感知中国”中心。无线传感器网络应用领域(一)、军事上战场敌我态势监控；战场信息的收集、战斗损失评估；跟踪敌人、定位敌人兵力和武器的位置；国防上用于国土安全监测、边界入侵监测；无线传感器网络应用领域(二)、环境监测森林火灾、火山、泥石流、洪水等自然灾害的监测和预防；道路桥梁、水利设施、建筑物状态监测；海洋、大气成分监测；农作物生长环境监测；野生动物、水下生物习性观测；无线传感器网络应用领域(三)、医疗卫生对病人各项生理数据进行无线监控，实时分析病人生理数据，为远程医疗技术的发展提供便利；对医务人员、患者、药物进行管理和监控；无线传感器网络应用领域(四)、其他应用除此之外，WSN还应用于智能交通管理、工业生产、智能家居、仓库物流管理、空间海洋探索等。传感器网络低成本、低功耗,并且可以自组织地进行工作,为其在各个领域的应用奠定了基础,必将会孕育出越来越多新的应用模式。传感器网络应用领域无线传感器网络特点无线传感器网络与其他网络如移动通信网、Adhoc网络、因特网等相比有着如下区别：无线传感器网络中的节点数目更为巨大，密度更高，且节点不一定具有全球唯一的地址标识；无线传感器网络中的节点一般不进行快速移动，但节点可能会随时加入或离开，因而网络的拓扑变化很快；无线传感器网络大都采用点对点通信方式；无线传感器网络中节点的电池能量、计算能力和存储能力相当有限。主要研究方向1.关键支撑技术无线传感器网络的时间同步技术无线传感器网络的自定位和目标定位技术分布式数据管理和信息融合技术无线传感器网络安全技术能量工程主要研究方向2.通信协议物理层：传输媒体、频段选择、调制解调方式等的研究数据链路层：网络拓扑、信道接入方式等网络层：路由协议(平面路由和集群路由方式)传输层：可靠数据传输和错误恢复机制主要研究方向3.网络管理能量管理：能耗均衡、能量节约、动态调节能耗技术等。安全管理：接入认证、抗干扰、抗攻击主要研究方向4.硬件资源微型化：特殊环境需要的特定节点状态研究低成本：降低节点硬件成本新型能源：研究太阳能和其他可再生电源，解决制约传感器网络发展应用的能耗问题研究热点和难点能耗问题：如何最大限度减低能耗，延长整网的生存时间。移动节点的研制：网络中的节点由静态变为可移动的，如何管理网络，怎样设计网络的拓扑和路由。现有的网络拓扑等设计是基于二维平面的，如何将现有网络技术应用到三维环境中。个人研究方向覆盖控制（如何让最小个数的节点监测感兴趣区域，而让大多数节点休眠，必要时再启用）无线传感器网络对移动目标的跟踪（大量无线传感器通过协作方式跟踪目标）移动智能目标穿越无线传感器覆盖区域展望今天的无线传感网络将会是明天的因特网。