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1.2 无线传感器网络的概念
无线传感器网络最早由美国提出,它由不同学科之间相互交叉、知识高度集成形成。无线传感器网络技术涉及传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术、无线通信技术、微机电系统技术等多个技术领域,被认为是21世纪最具影响力的技术之一。
无线传感器网络是一个由大量廉价的传感器节点组成的无线自组网,节点之间通过相互的协作,对指定监测区域的对象实现数据感知、采集和处理,并将数据传输给用户,具有快速展开、安全可靠的良好性能,有着广阔的应用前景。无线传感器网络的部署极大地扩展了人类认知物理世界的能力,提高了人类获取数据的准确性和灵敏度,是物联网获取数据的重要手段。无线传感器网络很好地实现了物理世界、计算机世界和人类世界的连通。
无线传感器网络可以使人们在任何时间、地点和环境下,获取大量可靠的信息,真正实现了“无处不在的计算”理念。无线传感器网络在军事国防、工业控制、环境监测、智能家居、医疗护理等方面已经表现出了巨大的潜力和应用价值。
普遍的关于无线传感器网络的定义是:无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,目的是协作的感知、处理和传输网络覆盖区域内的感知对象信息,并报告给观察者。
传感器、感知对象和观察者共同构成了无线传感器网络的三个基本要素。感知对象是网络监测区域的被观察对象。无线传感器网络包含了类型丰富的传感器节点,如温湿度传感器、红外传感器、烟雾传感器、压力传感器、电磁传感器等。这些传感器负责采集感知对象的数据,然后经过多跳传输到汇聚节点,最后通过远程数据传输方式(因特网、卫星等)传递到观察者。观察者也可以对无线传感器网络进行任务发布或配置管理。