无线传感器网络拓展了人们的信息获取能力，将客观世界的物理信息同传感网络连接在一起，在下一代互联网中将为人们提供最直接、最有效、最真实的信息。《技术评论》杂志在论述未来新兴十大技术时，将无线传感器网络(WSN)列为第一项未来新兴技术，《商业周刊》预测的未来四大新技术中，无线传感器网络也列入其中[2]。无线传感网络能够获取客观物理信息，具有十分广阔的应用前景。

1．2 无线传感器网络的特点

1．2．1 传感器网络结构

无线传感器网络结构[3]如图1-1所示，无线传感器网络系统通常包括传感器节点（sensor node）、汇聚节点（sink node）和管理节点。大量传感器节点随机部署在监测区域（sensor field）内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。

图1-1 传感器网络的体系结构

传感器节点通常是一个微型的嵌入式系统，它的处理能力、存储能力和通信能力相对较弱，通过携带有限能量的电池供电。从功能上看，每个传感器节点兼顾传统网络节点的中断和路由器双重功能，不仅要对本地收集的信息进行收集及处理，而且要对其他节点转发来的数据进行存储、管理和融合等处理，同时与其他节点协作完成一些特定的任务。论文网

汇聚节点的处理能力、存储能力和通信能力相对比较强，它连接传感器网络与Internet等外部网络，实现两种协议栈之间的通信协议转换，同时发布管理节点的监测任务，并把收集的数据转发到外部网络上。汇聚节点既可以是一个具有增强功能的传感器节点，有足够的能量供给和更多的内存与计算资源，也可以是没有监测功能仅带有无线通信接口的特殊网关设备。

1．2．2 传感器节点结构

传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块4部分组成，如图1-2所示。传感器模块负责监测区域内信息的采集和数据转换；处理器模块负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据；无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信，交换控制消息和收发采集数据；能量供应模块为传感器节点提供运行所需的能量，通常采用微型电池。