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传感器网络中的节点通信协议研究随着无线传感器节点的不断发展和普及，节点通信协议越来越成为传感器网络研究的一个重要的方面。
传感器网络节点通信协议实际上是一个非常复杂的问题，需要考虑到许多方面的因素，比如节点之间的距离、节点能耗等。
在本文中，我们将探讨一些节点通信协议研究的关键领域。
一、无线传感器节点的网络结构在传感器网络中，节点通信协议非常重要的一个方面就是网络结构。
传感器网络的结构是指网络中节点之间的关系以及节点的配备情况。
对于传感器网络的结构，可以有不同的设计方案，以满足不同应用场景的需求。
一种常见的传感器网络结构是分层结构。
在这种结构中，传感器节点被分为几个层次，每个层次有特定的任务和功能。
比如，最底层的传感器节点负责数据采集，中间层次的节点负责数据处理和分析，而最上层的节点负责将结果上传至服务器。
这种结构通常可以应用于需要支持实时数据传输和实时决策的场合。
另一种传感器网络结构是无级结构。
在这种结构中，传感器节点之间没有固定的关系和层次，每一个节点都可以与其他节点相互通信和交互。
这种结构通常可以应用于需要支持多种不同的应用场景和功能的场合。
二、节点通信协议节点通信协议是传感器网络中另一个重要的方面。
节点通信协议涉及到数据的传输、节点发现、节点连接等方面的问题。
传感器网络中的节点通信协议需要保证高效、可靠、低功耗。
下面，我们将针对传感器网络中的节点通信协议中的一些关键技术进行探讨。
1. MAC层协议MAC层协议是指数据链路层中，用于进行媒体接入控制的协议。
该协议很关键，因为它能够决定网络中的节点如何竞争访问媒体，从而决定了节点之间通信的效率和带宽利用率。
常见的MAC层协议包括基于TDMA（时分多址）的协议、基于CSMA （载波侦测多路访问）的协议以及混合型协议。
不同的协议适用于不同的场景。
2. 网络层协议网络层协议是对传感器网络中的节点进行逻辑划分和编址的协议。
在网络层协议中需要考虑节点的能耗以及数据传输的效率。
无线传感器网络中的协议研究与优化随着科技的不断发展，无线传感器网络得到了广泛的应用。
它可以通过许多个小型节点组成的网络，对周围环境进行数据采集和传输。
这些节点可以通过无线通信与连接的协议，实现无线传输，并将数据传回到中心节点。
然而，随着网络规模的扩大，传输的效率越来越低下，节点的能量消耗越来越大。
因此，在无线传感器网络中，开发可靠的协议并对其进行优化，也变得越来越重要。
一、协议的研究与发展在无线传感器网络中，协议包括网络层协议、传输层协议、MAC（介质访问控制）层协议等。
这些协议的设计规则和模型不同，相互之间的关系也不同。
对于各种应用场景，往往需要使用不同的协议。
最早的协议是基于定向链路网络（directed-link networks）的，这种结构比较简单，但是随着节点数量的增加，网络性能变差。
因此，以无向链路网络（undirected-link networks）作为网络结构的协议开始发展，它的性能在一定程度上有了很大的提升，因为节点可以通过多个路径进行通信，增加了可靠性。
当前，最流行的网络层协议是SPIN（Sensor Protocols for Information via Negotiation），该协议通过节点之间的谈判实现数据的出路。
在传输层协议中，LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）是一种非常有效的协议。
它通过支持集群创建和路由重组，可以减少节点对能量的消耗。
除此之外，为了实现更高效的网络数据传输，研究人员还发明了很多协议和技术，如负载均衡技术、安全传输协议等。
二、协议优化的意义尽管协议涵盖了传输机制、通信方式、网络拓扑结构等各个方面，但是在协议设计时，我们需要平衡各个方面的需求，考虑因素较多，容易产生各种缺陷。
因此，协议的优化显得尤为重要，不仅可以提高网络的稳定性和可靠性，而且可以最大程度地优化网络性能，减少能量消耗，延长节点的寿命。
无线可充电传感器网络的设计及其通信协议研究一、介绍无线可充电传感器网络（Wireless rechargeable sensor network，WRSN）在能源短缺的情况下正逐渐得到应用。
它是由大量充电电池供电的传感器节点组成的网络，可应用于智能家居、环境监测等领域。
本文旨在介绍WRSN的设计及其通信协议研究。
二、WRSN的设计WRSN的设计考虑到其无线通信和电池充电两个方面。
首先，无线通信模块需要能够与其他传感器节点通信，同时保证网络的可靠性和安全性。
其次，电池充电需要能够在传感器节点的位置合适且易于维护。
在无线通信方面，WRSN采用802.15.4协议实现无线传输。
该协议是一种低功耗无线个域网（Low-rate Wireless Personal Area Network，LR-WPANs）专用的标准，可支持长期远程通信。
在保证可靠性和安全性方面，WRSN使用AES加密算法进行数据加密，保证数据的机密性和真实性。
在电池充电方面，WRSN的节点布局以可以充电为前提。
根据充电电源的不同，可以选择不同类型的充电方式。
比如，采用光伏电池实现太阳能的充电或采用磁共振无线充电技术实现电能无线传输，两者的选择根据不同的使用环境和需求而有所不同。
三、WRSN的通信协议研究WRSN的通信协议是实现信息交换的关键，即传感器节点之间的通信协议和传感器网络与服务器之间的通信协议。
本节将对展开对两者进行分析和研究。
1. 节点间通信协议传感器节点之间的通信协议通常需要满足低功耗、延迟小、可靠性高等要求。
具体实现中，可以采用路由协议、MAC协议和网络层协议等。
- 路由协议：WRSN采用分层结构的路由协议，即门级路由和动态寻路技术。
在传感器节点之间，通过门级中继节点实现数据传输，保证数据能够快速到达目的地。
同时，动态寻路技术可以根据网络拓扑结构实时更新路由信息，避免路由的过时和死循环。
- MAC协议：WRSN采用基于时间轮廓的MAC协议（Time-Slot Synchronized Channel Hopping Protocol，TSCH），该协议可以高效地管理传感器节点的带宽和电量。
无线传感器网络中的数据传输与协议研究随着科技的不断发展，无线传感器网络已经成为了一个普遍存在的现象。
无线传感器网络是指由大量独立的节点组成的网络，这些节点通过无线通信来实现数据的收集和传输。
在无线传感器网络中，数据传输与协议的研究成为了一个十分重要的问题。
一、数据传输数据传输是无线传感器网络中最基本的功能之一。
数据传输需要考虑以下几个因素：1.传输距离。
无线传感器网络中每个节点之间的距离较近，因此可以采用近距离的无线传输方式，如蓝牙、NFC等。
2.数据量。
无线传感器网络中每个节点所产生的数据量往往比较小，因此传输速度并不是十分关键。
3.传输稳定性。
无线传感器网络中每个节点都有可能移动或失去连接，因此传输的稳定性是关键。
目前，无线传感器网络数据传输的研究主要集中在以下几个方面：1.传输协议的设计。
在无线传感器网络中，需要设计出数据传输的协议，以确保数据能够准确、快速地传输。
2.数据压缩与处理。
在无线传感器网络中，数据的量往往比较小，需要通过压缩和处理来减少传输的数据量，提高传输效率。
3.传输安全性。
无线传感器网络中传输的数据可能会受到攻击和窃听，因此需要采用相应的安全措施来保证传输的安全性。
二、协议研究无线传感器网络中的协议研究主要包括以下几个方面：1.路由协议的设计。
路由协议是无线传感器网络中的一个重要组成部分，它决定了数据的传输路径和路由方式。
2.功率控制协议的设计。
功率控制协议可以有效地减少传输功率，延长节点的电池寿命。
3.网络拓扑结构研究。
网络拓扑结构是无线传感器网络密度和分布的表现，需要进行深入的研究。
4.存储管理协议的设计。
无线传感器网络中的节点通常具有有限的存储空间，因此需要设计出存储管理协议，以便节点能够高效地存储和处理数据。
以上是当前关于无线传感器网络中的数据传输与协议研究的主要内容。
需要注意的是，在无线传感器网络中，数据的传输和协议的研究完全取决于网络的特点和应用场景。
因此，在进行数据传输和协议研究时，需要综合考虑网络的性能和可靠性等方面。
无线传感器网络的通信协议研究无线传感器网络（wireless sensor network, WSN）是由大量的微小节点组成的网络系统，每个节点都是一个具有传感、处理和通信能力的微型设备，能够对周围环境进行监测和控制，同时能够相互通信协同工作。
由于传感器节点受限于能源和计算能力，使得WSN的通信协议设计和实现变得更加困难和复杂。
因此，WSN的通信协议研究一直是无线传感器网络研究的一大重点。
通信协议是WSN的核心之一。
在设计协议时，需要考虑多个方面，例如拓扑结构、传输机制、信道访问方式、数据采集和发送、能量利用和管理等。
为了更好地控制和管理资源，WSN的通信协议对WSN中节点的能源使用进行有效限制，平衡节点的能耗，使得整体网络寿命得以延长。
WSN的通信协议需要考虑网络的性能、延迟和数据质量等方面。
最重要的是，协议的设计需要尽量满足WSN的应用需求，、提高数据传输的效率。
通信协议在不同的应用场景下有着不同的要求。
比如，许多传感器网络应用需要实时数据处理，因此要求协议的速度和效率较高。
而在一些对网络寿命和能源利用率要求较高的环境下，则需要降低网络频繁通信的开销。
在WSN中，数据的重要性不能被低估。
因此，需要灵活控制数据传输。
数据传输方式可以通过跨越单个节点或通过其它节点发生。
这涉及到通信除错（forwarding）和路由机制的重要性。
如果通信除错不正确，数据传输容易被中断，这表明节点的接收能力易受到环境干扰和异物干扰，影响WSN的性能和精密度。
在WSN的通信协议设计中，一个关键的问题是如何选择合适的调制方式。
由于传感器节点通常受限于硬件架构和能源效率的限制，使得高带宽信号的传输成为一个敏感问题。
在这种情况下，采用适当的调制方式能够实现高效的数据传输，并且节省能源。
WSN通信协议研究的另一个挑战是如何消除不良因素的影响，提高通信质量。
不良因素可能来自外部环境，也可能来自网络节点内部。
例如，节点到节点的距离、节点的摆放方式、天气条件、噪声等会对网络的通信质量产生影响。
无线传感器网络中传输协议的研究与改进随着物联网的发展和应用，无线传感器网络被广泛应用于环境监测、农业、交通、医疗等领域。
无线传感器网络具有低功耗、低成本、自组织等特点，能够实现多种应用场景和需求。
然而，由于传感器节点间通信的距离有限、信号传输容易受到干扰等因素的影响，传输协议的设计对无线传感器网络的性能和能耗有着至关重要的影响。
本文将从传输协议的角度探讨无线传感器网络的研究和改进，以期为无线传感器网络的发展和应用提供一些思路和参考。
一、传输协议的基本原理传输协议是无线传感器网络中数据传输的核心，具有数据传输可靠性、通信能耗等方面的特点。
传输协议通常可以分为MAC层和网络层两个部分，其中MAC层负责节点之间的数据传输，网络层负责路由选择和数据转发。
传输协议的主要功能包括信道访问、能量管理等。
同时，为了提高数据传输的可靠性和效率，对于无线传感器网络中数据包的格式和长度等方面的设定也具有重要的影响。
二、传输协议的研究现状当前，无线传感器网络的传输协议研究主要集中在两个方向，一方面是对传输协议的性能进行实验验证和分析，评估不同协议的适用性和可靠性；另一方面是通过改进算法和优化协议，提高传输协议的性能和效率。
在传输协议的性能分析方面，目前常用的评价指标为数据可靠性、数据传输延迟、网络能耗，其中数据可靠性是衡量传输协议性能的一个重要指标，其次是数据传输延迟和网络能耗。
对于不同的应用场景，可以进一步选择相应的评价指标，进行个性化的评估和分析，从而更好地满足特定应用的需求。
在传输协议的改进方面，目前主要采用的策略包括：协议优化、协议混合、协议设计等。
协议优化采用改进算法的方式，由于传输协议的的架构和设计都是固定的，因此通过算法优化能够实现快速的改进，同时不影响网络架构的整体性。
例如，目前常用的协议有LEACH、PEGASIS等，以及其升级版LEACH-M等，这些协议均有一定的优化算法，能够有效减小能耗和延迟等问题。
无线传感器网络中的通信协议研究一、引言无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）由大量的分布式无线传感器节点组成，具有广泛的应用前景。
在无线传感器网络中，通信协议是实现节点之间可靠通信和数据传输的关键。
二、无线传感器网络的通信需求无线传感器网络中的通信需求主要包括以下几个方面：1. 低功耗：无线传感器节点通常由电池供电，因此通信协议需要设计为低功耗的，以延长节点的工作寿命。
2. 高可靠性：无线传感器节点通常部署在严苛的环境中，通信协议需要具备高可靠性，以保障数据传输的稳定性和准确性。
3. 低成本：无线传感器网络通常具有大量的节点，通信协议需要设计为低成本的，以提高整体系统的可扩展性和经济性。
4. 应用灵活性：无线传感器网络广泛应用于环境监测、农业、智能交通等领域，通信协议需要设计为灵活的，以适应不同应用场景和需求。
三、无线传感器网络通信协议的分类根据不同的通信需求和特点，无线传感器网络通信协议可以分为以下几类：1. 基于事件的协议基于事件的协议是根据事件的产生和传输来进行通信的。
当一个事件发生时，节点会将事件信息传输给邻近节点，通过多跳方式传输到基站。
这种协议适用于对事件有实时响应需求的场景，如火灾监测和地震预警。
2. 路由协议路由协议用于确定节点之间的通信路径，以实现数据的可靠传输。
常见的路由协议有基于跳数的最短路径协议、基于LEACH协议的能量均衡路由以及基于地理位置的路由协议。
路由协议的设计需要考虑网络拓扑结构、节点能量消耗等因素。
3. 数据传输协议数据传输协议用于实现节点之间的数据传输。
在无线传感器网络中，数据通常通过多跳方式传输到基站。
数据传输协议需要考虑数据传输的可靠性和效率，采用分组传输、差错控制和拥塞控制等技术，以提高数据传输的稳定性和效率。
4. 定位协议定位协议用于无线传感器节点的位置信息获取。
节点的位置信息对于实现高效的通信和资源调度至关重要。
无线传感器网络中的通信协议设计与优化近年来，无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)在许多领域得到了广泛的应用，如智能物联网、工业自动化、环境监测等。
无线传感器网络是由大量的节点组成，它们能够自我组织、互相通信和协作，从而形成一个具有分布式感知、数据处理和任务执行能力的系统。
但是，无线传感器网络节点数量庞大，节点之间通信频繁，这种复杂的网络结构给网络通信协议的设计与实现带来了很大的挑战。
本文将从以下四个方面对无线传感器网络中的通信协议进行论述：无线传感器网络中的通信协议概述、通信协议设计的挑战与需求、通信协议设计与优化、未来无线传感器网络通信协议的发展趋势。
一、无线传感器网络中的通信协议概述通信协议是无线传感器网络中非常重要的一环，它是指节点之间在无线信道上传输数据的一套规则。
在无线传感器网络中，通信协议主要包括：MAC层协议、路由协议和应用层协议。
MAC层协议是控制节点之间的竞争和冲突，以达到最大化协议吞吐率和最小化能耗的协议。
路由协议是用于节点之间的转发和路由选择的协议。
应用层协议则是用于处理数据的一套规范。
二、通信协议设计的挑战与需求在无线传感器网络中，通信协议设计面临着许多挑战和需求。
首先，由于节点数量众多和网络拓扑极其复杂，通信协议需要具有良好的可扩展性和自适应性。
其次，由于节点之间通信方式的异构性、节点距离的不确定性和节点能量的有限性，通信协议需要具有高效的数据传输和能量管理能力。
此外，由于通信数据的隐私性和安全性，通信协议还需要具有抗攻击和安全保密的能力。
三、通信协议设计与优化为了满足无线传感器网络的通信需求，通信协议设计的目标是实现高效的数据收集和传输，同时保证网络的可靠性和能耗的最小化。
通信协议设计需要考虑以下几个方面。
（1）MAC层协议设计：在MAC层协议的设计中，通常会考虑多种协议，如协议的信道访问控制、数据传播模式、帧格式等。
通过协议的优化设计，可以实现网络数据的高可靠性、低能耗和高性能等优点。
无线传感器网络通信协议的分析中图分类号：tn711 文献标识码：a 文章编号：【摘要】微机电系统、处理器、无线通信及存储技术的进步促进了无线传感器网络的飞速发展,使得无线传感器网络成为一种全新的信息获取和处理技术。
在对其网络特点进行分析的基础上,介绍了无线传感器网络的通信体系、中间件和应用系统三大层次的概念和特点, 并概述了无线传感器网络及其媒介访问控制协议、路由协议、传输层协议等通信体系的热点问题研究现状及展望。
关键词：无线传感器网络；体系结构；通信体系；mac协议；路由协议；传输层协议无线传感器网络是由大量无处不在的、具有无线通信与计算能力的微小传感器节点构成的自组织分布式网络系统, 是能根据环境自主完成指定任务的“智能”系统, 是一项涉及多门前沿学科发展的综合性技术。
mems 将多种传感器集成为一体, 制造小型化、低成本、多功能的传感器节点; 大量的mems 传感器节点只有通过低功耗的无线通信技术联成网络才能够发挥其整体和综合作用; 具有群体智能的自主自治系统的行为实现和控制是自动控制和人工智能领域的前沿研究内容。
1、体系结构无线传感器网络与移动专用网络( mobile adho c netw ork, manet ) 相比, 具有节点数量多、分布密集, 通信采用广播方式, 拓扑结构变化频繁, 能量、计算和存储能力有限, 没有统一的标识等特点。
这对无线传感器网络在设计上提出了新的要求和挑战, 即资源受限、可扩展性、容错性、自组织、实时性和安全性等。
其中, 资源受限, 尤其是能量有限是无线传感器网络的一个重要特征。
由于传感器节点多采用电池供电, 而且一旦部署就无人值守, 更换电池成本过大, 在设计无线传感器网络时,必须尽可能采用低功耗的器件、节能的协议算法和管理策略, 以便减少传感器节点的能耗, 延长整个网络的寿命。
组网与通信是通信体系的主要功能, 这一层包括开放系统互联osi 七层模型中的物理层, 数据链路层, 网络层和传输层。
无线传感器网络中的数据传输与通信协议研究摘要：无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）作为一种新型的网络技术，具有广泛的应用前景。
在WSN中，数据传输与通信协议的设计对于保证系统的高效、可靠和安全性起着至关重要的作用。
本文将对WSN中的数据传输与通信协议进行相关研究，分析并比较其特点、优势和应用场景，提出一些对于WSN数据传输与通信协议的改进和发展的展望。
引言：无线传感器网络（WSN）是由大量分散放置、互相连接的无线传感器节点组成的网络，节点通过无线通信方式进行数据传输和信息交换。
WSN的设计旨在实现对环境的实时监测和数据采集，具有低成本、弹性布署、低功耗和高可靠性等特点。
WSN内部的数据传输与通信协议的设计对于提高网络的性能、扩展网络规模、提供可靠的数据传输和保障网络安全具有至关重要的意义。
一、WSN中数据传输与通信的基本原理1. WSN数据传输与通信的基本模型WSN网络拓扑结构通常采用星型、网状型或混合型，节点通过无线信道进行数据传输和通信。
节点间的通信可以是直接通信，即从一个节点到另一个节点的单播，也可以是间接通信，即通过多个中间节点进行转发。
2. WSN数据传输与通信的基本要求WSN中的数据传输与通信需要满足以下基本要求：- 低能耗：由于节点通常由电池供电，因此要求数据传输和通信的能耗尽可能低，以延长节点的使用寿命。
- 低延迟：某些应用场景对于数据的实时性要求较高，数据的延时需要尽可能短。
- 高带宽和可靠性：为了保证数据传输的效率和数据的完整性，需要提供足够的带宽和可靠的数据传输机制。
- 自组织和自适应性：WSN一般由大量节点组成，节点的位置和数量可能随时变化，需要能够自组织和自适应地进行数据传输和通信。
- 安全性：由于WSN中的数据通常包含敏感信息，需要提供安全的数据传输和通信机制来保护数据的机密性和完整性。
二、现有的WSN数据传输与通信协议1. 传统的路由协议- 平面路由协议：基于无线链路状态的平面路由协议通过维护网络拓扑结构和路由表来实现数据传输和通信。
目录摘要 (I)Abstract (II)第一章前言 (1)1.1 研究目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 研究内容 (1)第二章无线传感器网络 (2)2.1 无线传感器网络及其特点 (2)2.2 无线传感器的拓扑结构 (3)2.3 无线传感器网络的应用 (4)第三章无线传感器网络通信协议概述 (6)第四章路由协议 (8)4.1路由协议的分类 (8)4.2典型路由协议的比较 (13)4.2路由协议下一步研究方向 (14)第五章 MAC协议 (15)5.1 MAC协议研究进展 (15)5.2 MAC协议的主要问题 (15)5.3 MAC协议的分类 (18)5.4 MAC协议的分析和比较 (18)5.5 MAC协议下一步研究方向 (27)第六章总结和展望 (28)致谢 ...............................................................错误！未定义书签。
参考文献 (30)摘要随着无线通信技术、低功耗处理器和芯片集成工艺的飞速发展，无线传感器网络应运而生了。
由于其成本低、适应性强，功能强大等特点，无线传感器网络（WSNs）在军事、环保、生产、医药和智能空间等领域都具有广阔的应用前景，其通信协议研究面临许多新的挑战。
本文着重分析了路由协议和MAC协议两大网络协议的分类，并提出未来的研究方向。
关键词：无线传感器网络，通信协议，路由协议，MAC协议AbstractWith the rapid development of radio technologies,low energetic consumption processor and chip integrated technology, wireless sensor networks emerge. Due to its low cost, good adaptability, powerful function, wireless sensor networks have wide and will be applied in many fields such as prospect, military,environmental protection, production, medicine, intellectual space, and so on.The communication protocol faces a lot of new challenges.This essay emphatically routing protocol and MAC(medium access control) protocol among the communication protocol,and raises research direction in the future.Key words：wireless sensor networks，communication protocol，routing protocol，MAC(medium access control) protocol第一章前言1.1 研究目的和意义随着通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟，人们研制出了各种具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器。
由许多微型传感器构成的无线传感器网络WSNs (wireless sensor networks)引起了人们的极大关注。
WSNs综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，能够协作实时监测、感知、采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理，最终传送给用户。
WSNs可以使人们在任何时间、任何地点和任何环境条件下获取大量详实可靠的物理世界的信息，并可以被广泛应用于国防军事、国家安全、环境监测、交通管理、医疗卫生、制造业、反恐抗灾等领域。
WSNs是信息感知和采集的一场革命，在新一代网络中具有关键作用。
美国《商业周刊》认为WSNs是全球未来四大高技术产业之一，是21世纪世界最具有影响力的21项技术之一。
MIT新技术评论认为，WSNs是改变世界的十大新技术之一。
1.2 国内外研究现状WSNs作为一种新的计算模式正在推动科技发展和社会进步，关系到国家经济和社会安全，已成为国际竞争的制高点，引起了世界各国军事部门、工业界和学术界的极大关注。
美国自然科学基金委员会2003年制定了WSNs研究计划，投资3400万美元支持相关基础理论的研究。
美国国防部和各军事部门都对WSNs给予高度重视，把WSNs作为一个重要研究领域，设立了一系列的军事WSNs 研究项目。
英特尔公司、微软公司等信息工业界巨头也纷纷设立或启动相应的行动计划。
世界很多国家都纷纷展开了该领域的研究工作。
我国最近几年也开始重视WSNs技术的研究。
国家自然科学基金委员会资助了很多WSNs研究项目，包括重点项目和面上项目。
在“中国未来20年技术预见研究”报告中，有7项技术课题直接论述了传感器网络。
2006年初发布的《国家中长期科学与技术发展规划纲要》为信息技术确定了3个前沿方向，其中有两个与WSNs研究直接相关。
1.3 研究内容本课题在介绍无线传感器网络及其特点的基础上，对无线传感器网络通信协议进行研究。
其中考虑到节能是无线传感器网络设计中最重要的方面，着重对影响能耗的网络层路由协议和数据链路层MAC协议进行了分析。
第二章无线传感器网络2.1 无线传感器网络及其特点计算机网络自产生之日起，尤其是上世纪90年代初的迅猛发展，使人们的生活发生了极大的改变。
通信技术日新月异。
近年来，无线通信更是大行其道，各种无线通信应用层出不穷。
无线通信和有线通信相比较，无需对网络通信的物理通道进行配置，具有很大的灵活性，并节约了网络设施的成本，这使得它比有线通信具有更光明的前景。
全球无线通信应用的规模，将很快超过有线网络应用的规模。
随着集成电路技术的发展，芯片越做越小，功能却越来越强。
这为生产大量廉价的、体积很小的、具有多种功能的器件提供了保证。
在无线通信技术及芯片制造技术的双重作用下，同时伴随着各种实际应用的需求，无线传感器网络的产生也就很自然了。
这是一种新型的无线通信架构。
现在美国的UARPA和NSF都已经设立了专项的基金对无线传感器网络的研究进行资助。
美国的许多大学都有针对无线传感器网络的研究小组，而其中又以UCB，UCLA，USC的研究最为领先。
以前的监控系统经常是将少量的大功率的，具有很强数据分析能力的传感装置安放在离目标有一定距离的观测点进行监控，这样获得的数据很不准确，需要传感装置具有较强的处理分析能力，从混杂的信号中分析出有用的信息。
现在，可以将体积小、耗能少、造价低、但是功能却很强的传感器，高密度的分布在观测区域，从而获得全面的、精确度相当高的数据，这从根本上改变了传统监控系统的模式。
无线传感器网络就是由大量的能与物理环境进行交互，同时具有数据处理功能和无线通信功能的新型传感器构成的互连系统，该系统可以完成复杂的监控任务。
这里的传感器，并不是传统意义上的单纯的对物理信号进行感知并转化为数字信号的传感器，它是将感应模块，数据处理模块和无线通信模块集成在一块很小的物理单元上，功能比传统的传感器大了许多，不仅能够对环境信息进行感知，而且具有数据处理及无线通信的功能。
将这类传感器节点高密度的分散在某个环境里，通过无线通信进行连接，它们就从整体上构成了一种特殊的网络。
每个节点都有自己控制的一个区域，通过感知设备，如声学光学设备，化学分析装置，电磁感应装置等，对它周围的物理环境进行监控，当然也可以通过配置一些功能单元来实现特定的与环境交互的功能。
无线传感器网络的特点具有以下几个特点：1、无线传感器网络是通过无线方式连通的。
无线的连接具有很强的灵活性，电磁波可以进行“无介质传输”，它不需要有固定的事先建立好的节点之间的连接，而且即便网络节点的位置发生了变化，也不会太大的影响网络的连通，适合于动态的网络环境。
最重要的一点是在很多复杂的环境下，根本无法事先建立节点之间的连接。
比如说某些恶劣的自然环境里，生物无法生存，人类不能亲自的深入到这些地方，只能通过飞机将大量的传感器节点随机的投放到监控区。
这时，无线通信方式是唯一可用的方式。
2、无线传感器网络是一种分布式的传感系统。
通过在某一区域分散了大量的传感器节点，各个节点对其附近的有限的区域进行观测，全部的节点从整体上实现了对整个区域的监控。
一个区域的空间越大，它各个部分的环境信息的差异也会越咀显，这时，单单依靠一两个传感器在少量的几个点测得的环境信息根本不可能代表整个区域的情况。
由于传感器节点的成本相对来说比较低，可以安置大量的传感器节点，使得它们覆盖了被测区域的各个角落，这样所获得的信息综合起来，就会比较精确的反映整个区域的情况。
节点的冗余度越高，获得信息的精确度也会越高。
3、无线传感器网络通过广播的方式进行通信，不同于传统的网络应用的端到端的信息传送。
4、无线传感器网络应该是一种自组织网络。
与传统的有线网络相比，对无线传感器网络进行人工干预的机会可能很少。
很多情况下，比如说在复杂的环境里，无法对网络进行人工的配置，这就需要各个节点可以相互协调建立之间的连接，完成网络的初始化，启动监测的任务。
而且由于各种不可预测的环境变化，网络节点的分布，节点之间的连接情况，甚至网络节点的工作状态都会发生不可知的变化。
所有的这些，都要求无线传感器网络具有自我调节的能力，即各个传感器节点能够感知到网络结构的变化，通过相互协调，适应网络的这种动态性，维护应用的正常运行。
5、无线传感器网络对系统的能量以及带宽资源的利用率要求很高。
当传感器节点被用于某个无线传感器网络应用任务之后，几乎没有机会对它们的能量进行更新，各个节点所携带的电池的容量是有限的，是不可再生的资源，电能势必将会慢慢的耗尽，系统将会失去工作能力。
所以，无线传感器网络需要高效的利用这些能量，以延长网络的“生命”，完成更多的工作。
6、无线传感器网络是以数据为中心的。
不同于传统的具有中央控制节点的系统，无线传感器网络里并不是将各个节点的数据都传送到中央节点统一处理。
由于传感器网络是高密度网络，很多节点会探测同一个物理现象，因此传感器节点发送的数据就会存在冗余。
每个节点都有数据处理的能力，把来自多条路由的数据进行聚合，消除冗余，让传输的数据最小化，从而达到节省能量的目的。
2.2 无线传感器的拓扑结构图 2-1 无线传感器网络拓扑结构一传统意义上的这种环境监控系统，大多采用c/s结构的，即存在着一个主要的数据处理中心控制节点，其他的各个监控点都和这个中心控制节点连接起来，所有的数据都直接传送到该节点，进行集中的分析处理。
