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1、摘要最近在无线电方面的发展使得能推动低价的传感网络的发展。这个传感网络可以应用到多种应用领域（健康，军事，家庭等）。但运用在这些领域上，还有很多不同的技术难题亟待解决。就目前传感器网络是本文中捕获,他的解决方案仍基于协议层部分。在这个领域当中，这个文本也指出了一些开放性的探索方法去发现一些新的有趣的东西。介绍最近在无限电方面的发展使得低价格，低功耗，多功能的传感节点得以发展。他们非常小并且可以在短距离交流上游刃有余。这些小的传感器节点由传感，数据以及通信组件组成，且运用于传感网络。传感网络在传统的传感技术上是一个极其有意义的发展。传感器网络是由大量密集的传感器节点部署在现象或非常接近它。传感器
2、节点的位置不需要设计或预定的。这允许随机部署在难以接近的地形或救灾行动。另一方面,这也意味着传感器网络协议和算法必须具备自组织能力。传感器网络的另一个特色是传感器节点的合作努力。传感器节点配备机载处理器。而不是原始数据发送给节点负责融合,他们使用本地处理能力进行简单的计算和传输所需的和部分数据处理。上面描述的特性确保传感器网络的各种应用程序。一些应用领域健康、军事、和家庭。例如,在军事的快速部署,自组织和节点高传感网络使他们有前途的传感技术用于军事命令控制,通信,计算机,英特尔监视、侦察和目标系统。健康,也可以部署传感器节点监测患者和协助患者禁用。其他一些商业应用包括管理库存,监控产品质量,和
3、监控灾区。实现这些和其他传感器网-工作应用程序需要无线ad hoc网络技术工作。虽然很多协议和算法已经提出了秩序一对无线ad hoc网络,他们不适合独特的特性和应用,传感器网络的要求。插图把这一点上,传感器网络之间的差异和特设网络：传感器网络中传感器节点的数量,工作可以几个数量级高于节点在一个特设网络。传感器节点部署密集。传感器节点很容易失败。传感器网络的拓扑变化频繁。传感器节点主要使用广播沟通模式,而大多数特设网络是基于点对点交流。传感器节点有限的权力,计算的能力,和记忆。传感器节点可能没有全球认证(ID),因为大量的开销和大量的传感器。许多研究人员目前正在从事猛击们满足这些需求的方案。在本
4、文中,我们目前的调查协议和算法提出了传感器网络工作迄今为止。我们的目标是提供一个更好的理解- - -荷兰国际集团(ing)在这个新兴领域当前研究的问题。我们也尝试调查提前设计约束和大纲使用某些工具来满足设计目标。本文的其余部分组织如下。我们讨论沟通技术上的传感器网络的因素以及影响传感器网络的设计。我们,能提供一个详细的调查目前提议的物理、数据链路、网络、运输、和应用程序层。然后,我们共同包含我们的文章。传感网络的交流结构传感器节点通常是分散在一个传感器保真度图1所示。这些分散的传感器节点有能力收集数据和数据路由到水槽里。数据由多次反射路由回水槽架构从水盆里过去,如图1所示。水槽可能与任务管理器
5、互联网或卫星通信。传感器网络的设计是图1所描述的许多因素所影响的,包括容错、可伸缩性、生产成本,操作环境中,传感器网络拓扑结构、硬件限制,传输媒体,和功耗。设计因素设计因素是许多研究者提出本文调查。然而,这些研究都没有一个完全集成视图的所有因素传感器网络和传感器节点的设计。这些因素很重要,因为它们作为准则来设计传感器网络的协议或算法工作。此外,这些影响因素可以用来比较不同的方案。故障容差-一些传感器节点可能失败或被阻塞由于缺乏力量,或物理伤害或环境干扰。传感器节点的故障不会影响整个传感器网络的任务。这是可靠性和容错问题。断层托勒-状态是能够维持传感器网络功能没有任何中断由于传感器节点失败1,2
6、。可靠度R k(t)或一个传感器节点的容错建模2使用泊松分布来捕获的概率没有故障时间间隔内(0,t):R k(t)= e -k t (1)克义斯传感器节点的失败率的手的时间段。可伸缩性传感器节点部署在研究这一现象的数量可能在数百或数以千计的顺序。,这取决于应用程序的数量可能会达到一个极端的价值数百万美元。新计划必须能够处理的节点数量。他们还必须利用高密度的传感器网络。密度的范围可以从一些传感器节点几百传感器节点在一个地区,直径小于10米。密度可以计算根据3(R)=(N R2)/一个(2)在Nis地区分散的传感器节点的数量,和无线电传输范围。基本上,(R)的数量给每个节点的传输半径区域内的节点。
7、生产成本因为传感器网络由大量传感器节点组成,单个节点的成本是非常重要的证明网络的总成本。如果的成本网络是更昂贵的比部署秩序一对传感器,传感器网络不是价格满意。因此,每个传感器节点都保持低成本。最先进的技术,允许将蓝牙无线电系统创新不到10美元4。此外,网关的价格目标是不到1美元。森的成本琼节点应该远低于1美元为了传感器网络是可行的。蓝牙无线电的成本,这是一种低成本的设备,甚至10倍价格比目标价格问题做一个传感器节点。四个基本组件,如无花果所示。2:传感单元、处理单元、传送单位和动力装置。他们也可能有额外的依赖于应用程序的组件,比如位置发现系统,发电机,动装置。传感单元通常是由两个单元:传感器和
8、模拟数字完全 (adc)。产生的模拟信号传感器根据观察到的现象是由ADC转换为数字信号,然后送入处理单元。处理单元,它一般是与一个小存储单元,管理程序,使传感器节点与其他节点进行分配的协作感知任务。一个收发器单元的节点连接到网络。最重要的一个组成部分森琼节点动力装置。力量单位可能支持的力量清除太阳能电池等单位。还有其他的子单元依赖于应用程序的。大多数的传感器网络工作路由技术和遥感任务需要的位置射门角度- cy高知识。因此,它是很常见的,一个传感器节点位置找到系统。有时动装置可能需要移动传感器节点时需要执行分配的任务。节点是连接所有这些单元可能需要适应一个火柴盒大小模块5。所需的大小可能是小于一
9、个立方厘米。6,光足以保持悬浮在空中。除了大小之外,还有一些其他的悬垂绅士为传感器节点约束。这些节点必须7消耗极低功率,在体积密度高、运营成本低生产红外或光学,是可有可无的,自治,无人操作,是适应环境。传感器网络拓扑数以百计几个成百上千的节点部署在传感器领域。他们被部署在数万英尺的5。节点密度可能高达20节点/米38。传输节点部署大量的人口需要仔细处理拓扑。我们检查相关问题的拓扑维护和三个阶段的变化: 预部署和部署阶段:传感器节点可以做为一个质量或放置在传感器领域一个接一个。他们从一架飞机可以通过降低部署,交给用户在一个炮弹,火箭或导弹,把一个接一个的人类或机器人。部署后阶段:部署后,拓扑变化
10、是由于传感器节点的变化5的位置,可达性(由于堵塞明、噪声、运动障碍,等等),可用能源,故障,和任务的细节。重新部署阶段:额外的节点可以随时重新部署额外的传感器节点替换故障节点或由于任务动态的变化。环境传感器节点密集部署非常接近或直接在被观察到的现象。因此,他们通常在远程无人值守工作的地理区域。他们可能在大型机械的内部工作,在海洋的底部,在生物或化学污染的领域,在敌后战场之外,在家庭或大型建筑。传播媒体多次反射传感器网络,通信节点由无线介质有关。这些链接可以由无线电、红外线或光学媒体。使水珠艾尔操作这些网络,选择反式-任务中必须在全球范围内可用。当前的硬件传感器节点是基于射频电路设计。安培无线传
11、感器节点8中描述使用蓝牙 2.4 GHz收发器集成频率合成器。9中所述的低功耗传感器设备使用一个单通道射频传输,运行速度为916 MHz。无线集成网络传感器(赢得)架构6也使用无线电通信链接。传播媒体多次反射传感器网络,通信节点由无线介质有关。这些链接可以由无线电、红外线或光学媒体。使水珠艾尔操作这些网络,选择反式-任务中必须在全球范围内可用。目前传感器节点的硬件基于射频电路设计。安培无线传感器节点8中描述使用蓝牙射频 2.4 GHz收发器集成频率合成器。9中所述的低功耗传感器设备使用一个单通道射频传输,运行速度为916 MHz。无线集成网络传感器(赢得)架构6也使用无线电通信链接。美军陆军节
12、间的另一个可能的模式。在传感器网络通信是通过红外线。红外通信是无物理和健壮的电子干扰设备。另一个有趣的发展,智能尘控7,这是一个自治的传感、计算阳离子系统使用的光学介质传播。红外和光学要求发送方和接收方之间的视线。功耗无线传感器节点,成为微电子设备,只能配备有限的电源( 0.5啊,1.2 V)。在某些应用场景,电力资源的补充可能是不可能的。因此,传感器节点生命周期显示了强烈的依赖电池寿命。在多次反射特定的传感器网络中,每个节点中数据发起者和数据路由器的双重角色。几个节点的故障可能会导致重大的拓扑变化和可能需要重路由网络的数据包和重组。因此,电源保护和电源管理承担额外的资源例如正是因为这些原因,
13、研究人员目前专注于节能的设计对传感器网络协议和算法。一个传感器节点的主要任务在传感器领域是检测事件,执行本地数据快速处理,然后传输数据。力量完全信以为真因此可以划分为三大类:传感、通信和数据处理。协定堆使用的协议栈水槽和传感器节点图1所示图3中给出。这堆栈协议结合力量和路由意识到洛克,集成了数据和网络协议,有效地沟通能力更少的媒介,通过导线和促进传感器节点的合作努力。协议栈包括物理层、数据链路层,网络层,反式-港层、应用程序层、电源管理平面,移动性管理飞机,飞机和任务的人管理。物理层地址需要的简单但强大的调制解调,和接收技术。自环绕,是嘈杂和传感器节点可以移动、介质访问控制(MAC)协议必须节
14、能,能够减少碰撞与邻居的广播。网络层负责路由传输层提供的数据。传输层有助于保持的数据流,如果传感器网络应用程序需要它。根据传感任务,可以构建不同类型的应用软件,在应用程序层上使用。此外,电力,移动,任务管理,飞机监控力量,运动,在传感器节点和任务分配。这些飞机帮助传感器节点协调感应器国际集团(ing)的任务和更低的整体功耗。电源管理平面管理一个传感器节点如何使用它的力量。例如,传感器节点可以关掉后接收机发射荷兰国际集团(ing)的消息从一个邻居。这是为了避免重复的消息。另外,当传感器节点的功率电平低,传感器节点广播其邻国低功率,不能参与路由消息。剩余的权力留给传感。移动性管理平面检测和注册的移
15、动传感器节点,所以路线回到用户总是维护,和传感器节点可以跟踪他们的邻居传感器节点是一个怎样的人。通过了解谁是你的邻居传感器节点,传感器节点可以平衡他们的权力和任务使用。任务管理飞机平衡和任务传感任务给一个特定的地区。并不是所有的传感器节点在该地区被要求执行传感任务在同一时间。因此,一些传感器节点执行任务比其他人更取决于他们的权力利益的水平。这些管理需要飞机,传感器节点可以一起工作在一个权力有效的方式、路线数据在移动传感器网络工作,以及传感器节点之间共享资源。物理层物理层负责频率选择、载波频率,信号检测、调制和数据加密。迄今为止,915 MHz的工业、科学、和物理层基本上是未知的区域医疗(ISM
16、)乐队被广泛建议传感器网络。传感器网络的开放研究问题的范围。频率生成和从低功耗收发器设计模拟信号检测,下有更多的与计划: 这些问题,重要的是,设计师已经意识到内在的多样性和利用。例如,多次反射通讯,在传感器网络可以有效地克服阴影和路径损耗的影响,如果节点窝里见面是足够高的。同样,尽管传播损失和通道容量限制数据的可靠性,这一事实可以用于空间频率网络层重用。节能物理层的解决方案目前正在追求的研究人员。虽然有些话题一直在解决文学,它仍然是一个很大的未知的领域的无线传感器网络现有的一些想法的讨论。一个好的调制方案的选择是至关重要的传感器网络的可靠通信。二进制和多状态调制方案相比在8。尽管多状态方案可以减少传输准
