为什么无线传感器节点的性能提升很慢,没有摩尔定律那样的速度发展?
典型的无线传感器网络的系统架构包括分布式无线传感器节点(组)、接收机和发射机的汇聚节点、互联网或通信卫星和任务管理节点,如下图所示。大量传感器节点随机部署在监控区域内或附近,可以通过自组织形成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳传输。在传输过程中,监控数据可能经过多个节点处理,经过多跳路由到汇聚节点,最终通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点配置和管理传感器网络,发布监测任务,收集监测数据。
无线传感器网络主要包括两类节点:
传感器节点:具有感知和通信功能的节点,在传感器网络中负责监测目标区域和获取数据,完成与其他传感器节点的通信,并能简单处理数据。
汇聚节点(Sink node):又称基站节点,负责汇总传感器节点发送的数据,进一步进行数据融合等操作,最后将处理后的数据上传到互联网。
会聚节点
汇聚节点的处理能力、存储能力和通信能力都比较强,连接传感器网络和互联网等。
网络的网关实现两种协议之间的转换,同时将监控任务从管理节点下发到传感器节点,并将WSN采集的数据转发到外部网络。sink节点不仅可以是一个功能增强的传感器节点,而且有足够的能量供应,可以将Flash和SRAM中的更多信息传输到计算机。通过汇编软件,可以很容易地将获得的信息转换成汇编文件格式,从而分析出传感器节点中存储的程序代码、路由协议、密钥等机密信息,同时可以修改程序代码并加载到传感器节点中。
管理节点
管理节点用于动态管理整个无线传感器网络:传感器网络的所有者通过管理节点访问无线传感器网络的资源。
无线传感器网络的拓扑结构
三种常见的拓扑结构
星型拓扑:组网简单,成本低;但是网络覆盖范围小,一旦汇聚节点出现故障,所有与汇聚节点相连的传感器节点与网络中心的通信都会中断。星型拓扑组网时,电池的使用寿命更长。
网状拓扑:可靠性高,覆盖广,但电池寿命短,管理复杂。
树形拓扑:具有星型拓扑和网状拓扑的一些特点,既保证了较大的网络覆盖,又避免了电池寿命过短,更加灵活高效。
无线传感器网络的特性
1.自组织;2.以数据为中心;3.应用相关性;4.动态;5.网络规模大;6.可靠性
无线传感器网络(WSN)被认为是未来影响人类生活的重要技术之一。这项新兴技术为人们提供了一种全新的获取和处理信息的方式。由于自身的特点,WSN与现有的传统网络技术有很大的不同,给人们带来了许多新的挑战。