無線感測器網路被普遍認為是二十一世紀最重要的技術之一，是目前計算機網路、無線通訊和微電子技術等領域的研究熱點。下面YJBYS小編為大家搜尋整理了關於無線感測器網路的特點及關鍵技術，歡迎參考閱讀，希望對大家有所幫助!想了解更多相關資訊請持續關注我們應屆畢業生培訓網!
一、無線感測器網路的特點
與其他型別的無線網路相比，感測器網路有著鮮明的特徵。其主要特點可以歸納如下：
(一)感測器節點能量有限。當前感測器通常由內建的電池提供能量，由於體積受限，因而其攜帶的能量非常有限。如何使感測器節點有限的能量得到高效的利用，延長網路生存週期，這是感測器網路面臨的首要挑戰。
(二)通訊能力有限。無線通訊消耗的能量與通訊距離的關係為E=kdn。其中，引數n的取值為2≤n≤4，n的取值與許多因素有關。但是不管n具體的取值，n的取值範圍一旦確定，就表明，無線通訊的能耗是隨著距離的增加而更加急劇地增加的。因此，在滿足網路連通性的要求下，應儘量採用多跳通訊，減少單跳通訊的距離。通常，感測器節點的通訊範圍在100m內。
(三)計算、儲存和有限。一方面為了滿足部署的要求，感測器節點往往體積小;另一方面出於成本控制的目的，節點的價格低廉。這些因素限制了節點的硬體資源，從而影響到它的計算、儲存和通訊能力。
(四)節點數量多，密度高，覆蓋面積廣。為了能夠全面準確的監測目標，往往會將成千上萬的感測器節點部署在地理面積很大的區域內，而且節點密度會比較大，甚至在一些小範圍內採用密集部署的方式。這樣的部署方式，可以讓網路獲得全面的資料，提高資訊的可靠性和準確性。
(五)自組織。感測器網路部署的區域往往沒有基礎設施，需要依靠感測器節點協同工作，以自組織的方式進行網路的配置和管理。
(六)拓撲結構動態變化。感測器網路的拓撲結構通常是動態變化的，例如部分節點故障或電量耗盡退出網路，有新的節點被部署並加入網路，為節約能量節點在工作和休眠狀態間進行切換，周圍環境的改變造成了無線通訊鏈路的變化，以及感測器節點的移動等都會導致感測器網路拓撲結構發生變化。
(七)感知資料量巨大。感測器網路節點部署範圍大、數量多，且網路中的每個感測器通常都產生較大的流式資料並具有實時性，因此網路中往往存在數量巨大的實時資料流。受感測器節點計算、儲存和頻寬等資源的限制，需要有效的分散式資料流管理、查詢、分析和挖掘方法來對這些資料流進行處理。
(八)以資料為中心。對於感測器網路的使用者而言，他們感興趣的是獲取關於特定監測目標的真實可靠的資料。在使用感測器網路時，使用者直接使用其關注的事件作為任務提交給網路，而不是去訪問具有某個或某些地址標識的節點。感測器網路中的查詢、感知、傳輸都是以資料為中心展開的。
(九)感測器節點容易失效。由於感測器網路應用環境的特殊性以及能量等資源受限的原因，感測器節點失效(如電池能量耗盡等)的概率遠大於傳統無線網路節點。因此，需要研究如何提高資料的生存能力、增強網路的健壯性和容錯性以保證部分感測器節點的損壞不會影響到全域性任務的完成。此外，對於部署在事故和自然災害易發區域的無線感測器網路，還需要進一步研究當事故和災害導致大部分感測器節點失效時如何最大限度地將網路中的.資料儲存下來，以提供給災害救援和事故原因分析等使用。
二、關鍵技術
無線感測器網路作為當今資訊領域的研究熱點，設計多學科交叉的研究領域，有非常多的關鍵技術有待研究和發現，下面列舉若干。
(一)網路拓撲控制。通過拓撲控制自動生成良好的拓撲結構，能夠提高路由協議和MAC協議的效率，可為資料融合、時間同步和目標定位等多方面奠定基礎，有利於節省能量，延長網路生存週期。所以拓撲控制是無線感測器網路研究的核心技術之一。目前，拓撲控制主要研究的問題是在滿足網路連通度的前提下，通過功率控制或骨幹網節點的選擇，剔除節點之間不必要的通訊鏈路，生成一個高效的資料轉發網路拓撲結構。
(二)介質訪問控制(MAC)協議。在無線感測器網路中，MAC協議決定無線通道的使用方式，在感測器節點之間分配有限的無線通訊資源，用來構建感測器網路系統的底層基礎結構。MAC協議處於感測器網路協議的底層部分，對感測器網路的效能有較大影響，是保證無線感測器網路高效通訊的關鍵網路協議之一。感測器網路的強大功能是由眾多節點協作實現的。多點通訊在區域性範圍需要MAC協議協調其間的無線通道分配，在整個網路範圍內需要路由協議選擇通訊路徑。在設計MAC協議時，需要著重考慮以下幾個方面：(1)節省能量。感測器網路的節點一般是以乾電池、鈕釦電池等提供能量，能量有限。(2)可擴充套件性。無線感測器網路的拓撲結構具有動態性。所以MAC協議也應具有可擴充套件性，以適應這種動態變化的拓撲結構。(3)網路效率。網路效率包括網路的公平性、實時性、網路吞吐量以及頻寬利用率等。
(三)路由協議。感測器網路路由協議的主要任務是在感測器節點和Sink節點之間建立路由以可靠地傳遞資料。由於感測器網路與具體應用之間存在較高的相關性，要設計一種通用的、能滿足各種應用需求的路由協議是困難的，因而人們研究並提出了許多路由方案。
(四)定位技術。位置資訊是感測器節點採集資料中不可或缺的一部分，沒有位置資訊的監測訊息可能毫無意義。節點定位是確定感測器的每個節點的相對位置或絕對位置。節點定位分為集中定位方式和分佈定位方式。定位機制也必須要滿足自組織性，魯棒性，能量高效和分散式計算等要求。
(五)資料融合。感測器網路為了有效的節省能量，可以在感測器節點收集資料的過程中，利用本地計算和儲存能力將資料進行融合，取出冗餘資訊，從而達到節省能量的目的。
(六)安全技術。安全問題是無線感測器網路的重要問題。由於採用的是無線傳輸通道，網路存在偷聽、惡意路由、訊息篡改等安全問題。同時，網路的有限能量和有限處理、儲存能力兩個特點使安全問題的解決更加複雜化了。
