傳感器網絡:空間上分布的自動裝置組成的一種計算機網絡-中文百科頻道

簡介

所謂傳感器網絡是由大量部署在作用區域内的、具有無線通信與計算能力的微小傳感器節點通過自組織方式構成的能根據環境自主完成指定任務的分布式智能化網絡系統。傳感網絡的節點間距離很短，一般采用多跳(multi-hop)的無線通信方式進行通信。傳感器網絡可以在獨立的環境下運行，也可以通過網關連接到Internet，使用戶可以遠程訪問。

傳感器網絡綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等，能夠通過各類集成化的微型傳感器協作地實時監測、感知和采集各種環境或監測對象的信息，通過嵌入式系統對信息進行處理，并通過随機自組織無線通信網絡以多跳中繼方式将所感知信息傳送到用戶終端。從而真正實現"無處不在的計算"理念。

傳感器網絡節點的組成和功能包括如下四個基本單元:傳感單元(由傳感器和模數轉換功能模塊組成)、處理單元(由嵌入式系統構成，包括CPU、存儲器、嵌入式操作系統等)、通信單元(由無線通信模塊組成)、以及電源部分。此外，可以選擇的其它功能單元包括:定位系統、運動系統以及發電裝置等。

在傳感器網絡中，節點通過各種方式大量部署在被感知對象内部或者附近。這些節點通過自組織方式構成無線網絡，以協作的方式感知、采集和處理網絡複蓋區域中特定的信息，可以實現對任意地點信息在任意時間的采集，處理和分析。一個典型的傳感器網絡的結構包括分布式傳感器節點(群)、sink節點、互聯網和用戶界面等.

傳感節點之間可以相互通信，自己組織成網并通過多跳的方式連接至Sink(基站節點)，Sink節點收到數據後，通過網關(Gateway)完成和公用Internet網絡的連接。整個系統通過任務管理器來管理和控制這個系統。傳感器網絡的特性使得其有着非常廣泛的應用前景，其無處不在的特點使其在不遠的未來成為我們生活中不可缺少的一部分。

作用

傳感器網絡主要包括三個方面：感應、通訊、計算（硬件、軟件、算法）。其中的關鍵技術主要有無線數據庫技術，比如使用在無線傳感器網絡的查詢，和用于和其它傳感器通訊的網絡技術，特别是多次跳躍路由協議。例如摩托羅拉使用在家庭控制系統中的ZigBee無線協議。

無線傳感器網絡是将大量具有通信與計算能力的微小傳感器節點，通過人工布設、空投、火炮投射等方法部署在預定的監控區域，構成的“智能”自治測控網絡系統。使用無線傳感器網絡的目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中感知對象的信息，并傳送到觀察者。感知對象、傳感器網絡和觀察者構成了無線傳感器網絡的三個要素。

傳感器網絡的發展

傳感器網絡是怎樣發展起來的呢？

最早的傳感器網絡可以追溯到上世紀70年代美軍在越戰中使用的“熱帶樹”傳感器。為了遏制北越在胡志明小道的後勤補給，美軍在這條小道上沿途投放了上萬個“熱帶樹”傳感器，這是一種振動和聲響傳感器，當北越車隊經過時傳感器探測到振動和聲響即向指揮中心發送感知信号，美軍收到信号後即組織轟炸，有資料顯示越戰期間美軍依靠“熱帶樹”的幫助總共炸壞了4萬多輛北越運輸卡車。

“熱帶樹”傳感器之間沒有通信能力，所以實際上還稱不上網絡的概念。20世紀80年代以來，美國軍方陸續與高校開展傳感器網絡方面的研究合作，旨在建立能夠用于軍事用途的自組織的無線傳感器網絡，這期間在硬件、軟件、标準化和産品化等方面取得了一系列的重大進展。

2000年，美國加州大學伯克利分校發布了傳感器節點專用操作系統TinyOS，後續又推出專用程序設計語言nesC。2001年，伯克利分校又推出Mica系列傳感器節點産品。TinyOS和Mica取得了巨大的成功，直到今天它們仍然得到了廣泛的應用。

2001年，ZigBee聯盟成立，并對無線傳感器網絡的通信協議進行了全面的标準化，後續多家公司發布了多款符合ZigBee協議标準的芯片和産品。