WSN的應(yīng)用及其標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展

　　每個(gè)無線傳感器都被看作一個(gè)節(jié)點(diǎn)，擁有無線通信能力，同時(shí)還具有一定的信號(hào)處理與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的智能。根據(jù)應(yīng)用的類型，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以有一個(gè)指定的地址。圖2顯示了某個(gè)節(jié)點(diǎn)的通用結(jié)構(gòu)圖。它一般會(huì)包括一個(gè)傳感裝置、一個(gè)數(shù)據(jù)處理微控制器，以及一個(gè)無線連接RF模塊。根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)定義，RF模塊可以起到一個(gè)簡(jiǎn)單發(fā)射器或者收發(fā)器 （TX/RX）的作用。進(jìn)行節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，注意電流消耗和處理能力非常的重要。微控制器的內(nèi)存非常依賴于所使用的軟件棧。

圖2 一個(gè)WSN節(jié)點(diǎn)的通用結(jié)構(gòu)圖

　　圖3顯示了家庭環(huán)境中應(yīng)用的一個(gè)WSN。在這種網(wǎng)絡(luò)中，我們可以觀察到不同類型的傳感器，例如，運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器、散熱器、溫度監(jiān)控，等等。

2.1 WSN針對(duì)4種主要目標(biāo)

　?。?） 讀取給定位置的一些參數(shù)值，并將其發(fā)送給主處理中心。在農(nóng)業(yè)應(yīng)用環(huán)境中，例如，前面介紹的牛群等，讀取每頭牛的體溫可幫助確定哪一頭牛需要更密切的監(jiān)控。

　?。?） 監(jiān)控某些事件的發(fā)生，例如，在醫(yī)療應(yīng)用中，對(duì)血壓和脈搏以及心律峰值進(jìn)行監(jiān)控。

　?。?） 對(duì)具體物體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤，廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域中，以跟蹤敵方車輛。

　?。?） 幫助分類探測(cè)對(duì)象，特別是在交通控制應(yīng)用環(huán)境中。

　　2.2 WSN中使用的兩種主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　A） 星狀網(wǎng)絡(luò)：如圖4所示，星狀網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無線連接組成，其一臺(tái)單主機(jī)以雙向或者單向方式連接至幾個(gè)節(jié)點(diǎn)。如果低功耗和低軟件開銷為關(guān)鍵參數(shù)，則這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常值得關(guān)注。其存在的局限性是有效通信距離，因?yàn)槊總€(gè)節(jié)點(diǎn)都要在主機(jī)通信距離范圍以內(nèi)。有幾種標(biāo)準(zhǔn)可以用于實(shí)現(xiàn)這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。藍(lán)牙、IEEE 802.15.4或者專有系統(tǒng)為使用最為廣泛的一些標(biāo)準(zhǔn)。注意，由于一些藍(lán)牙協(xié)議的局限性，藍(lán)牙平臺(tái)并未獲得廣泛的接受。

圖4 WSN 應(yīng)用的星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　B） 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)：在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，如圖5所示，節(jié)點(diǎn)與許多冗余互連連接在一起。如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，有許多其他方法讓兩個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。這種拓?fù)渚哂休^好的可靠性，但在電流消耗和軟件開銷方面付出代價(jià)非常大。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以通過所有權(quán)或者Zigbee標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)。