無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述課件

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

WirelessSensorNetworks李克秋（）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與高性能計(jì)算實(shí)驗(yàn)室（CNHPC）/大連理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程系無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

WirelessSensorNetwor1聲明課件來(lái)源：本課件系中科院計(jì)算所寧波中科無(wú)線通訊事業(yè)部編制，只有第一章做了部分改動(dòng)。下載網(wǎng)址：聲明課件來(lái)源：本課件系中科院計(jì)算所寧波中科2課程安排6月22日（周一）6月25日（周四）6月29日（周一）7月02日（周四）7月06日（周一）7月09日（周四）7月13日（周一）7月16日（周四）第一大節(jié)：08：00-09：30第二大節(jié)：09：40-11：10課程安排6月22日（周一）6月25日（周四）3教材書名：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作者：孫利民，李建中，陳渝，朱紅松出版社：清華大學(xué)出版社教材書名：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)4成績(jī)?cè)u(píng)定平時(shí)成績(jī)：50%平時(shí)成績(jī)：20%隨堂測(cè)試：30%最后考試：50%最后一次課進(jìn)行：7月16日（周四）成績(jī)?cè)u(píng)定平時(shí)成績(jī)：50%5出席考核點(diǎn)名抽查點(diǎn)名隨堂作業(yè)無(wú)故累計(jì)缺席超過(guò)3次，無(wú)考試成績(jī)出席考核點(diǎn)名6作弊和抄襲等發(fā)生作弊、抄襲等情況考試成績(jī)零分計(jì)算。作弊和抄襲等發(fā)生作弊、抄襲等情況考試成績(jī)零分計(jì)算。7助教李宏娟郵箱：hongjuan163com163電話亞穹郵箱：rockrobygmail電話教李宏娟8無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)9目錄傳感器網(wǎng)絡(luò)－概述傳感器網(wǎng)絡(luò)－應(yīng)用傳感器網(wǎng)絡(luò)－協(xié)議傳感器網(wǎng)絡(luò)－研究進(jìn)展傳感器網(wǎng)絡(luò)－影響力目錄傳感器網(wǎng)絡(luò)－概述10什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是指將地理位置不同的具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，通過(guò)通信線路連接起來(lái)，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實(shí)現(xiàn)資源共享和信息傳遞的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。所謂無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，就是利用無(wú)線電波作為信息傳輸?shù)拿浇闃?gòu)成的無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN），與有線網(wǎng)絡(luò)的用途十分類似，最大的不同在于傳輸媒介的不同，利用無(wú)線電技術(shù)取代網(wǎng)線，可以和有線網(wǎng)絡(luò)互為備份。什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是指將地理位置不同的具有獨(dú)立功能11什么是傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN-WirelessSensorNetworks基礎(chǔ)微電子技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)解釋1由部署在觀測(cè)環(huán)境附近的大量的微型廉價(jià)低功耗的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成一個(gè)多跳的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。什么是傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN-WirelessSensorNe12什么是傳感器網(wǎng)絡(luò)解釋2：傳感器網(wǎng)絡(luò)是由一組傳感器以特定方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理區(qū)域中感知對(duì)象的信息，并發(fā)布給觀察者。傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)基本要素：傳感器，感知對(duì)象，觀察者傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能協(xié)作地感知、采集、處理和發(fā)布感知信息什么是傳感器網(wǎng)絡(luò)解釋2：13

傳感器接近感知對(duì)象傳感器僅產(chǎn)生數(shù)據(jù)流傳感器無(wú)計(jì)算能力

無(wú)傳感器間通信能力SensorsObject信號(hào)分析傳統(tǒng)的感知方法有線/無(wú)線連接傳感器接近感知對(duì)象SensorsObject信號(hào)分析傳統(tǒng)的14現(xiàn)代感知方法SensingAreaObjectUser端

傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋感知對(duì)象區(qū)域

每個(gè)傳感器完成其臨近感知對(duì)象的觀測(cè)

多傳感器協(xié)同完成感知區(qū)域的大觀測(cè)任務(wù)使用多跳路由算法向用戶報(bào)告觀測(cè)結(jié)果SinkInternet或通信衛(wèi)星SensornetworkUser端現(xiàn)代感知方法SensingAreaObjectUser端15傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)sink-匯聚點(diǎn)sensornode-傳感器節(jié)點(diǎn)sensorfield-監(jiān)測(cè)區(qū)域傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)sink-匯聚點(diǎn)16傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)體傳感器節(jié)點(diǎn)功能：采集、處理、控制和通信等網(wǎng)絡(luò)功能：兼顧節(jié)點(diǎn)和路由器資源受限：存儲(chǔ)、計(jì)算、通信、能量Sink節(jié)點(diǎn)功能：連接傳感器網(wǎng)絡(luò)與Internet等外部網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)兩種協(xié)議棧之間的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換，發(fā)布管理節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)任務(wù)，轉(zhuǎn)發(fā)收集到的數(shù)據(jù)。特點(diǎn)：連續(xù)供電、功能強(qiáng)、數(shù)量少等傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)體傳感器節(jié)點(diǎn)17現(xiàn)代微型傳感器感知能力＋計(jì)算能力＋通信能力體積小能耗小由六部分組成現(xiàn)代微型傳感器18傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器模塊：信息采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理器模塊：控制、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議無(wú)線通訊模塊：無(wú)線通信，交換控制信息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)能量供應(yīng)模塊：提供能量傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器模塊：信息采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換19傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)：地理區(qū)域大；部署密集提高信噪比；提高監(jiān)測(cè)精度；增強(qiáng)容錯(cuò)性；減少盲區(qū)自組織網(wǎng)絡(luò)：不確定性；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化資源受限：計(jì)算、存儲(chǔ)、通訊、能量動(dòng)態(tài)拓?fù)洌汗?jié)點(diǎn)故障；通訊故障；移動(dòng)性；節(jié)點(diǎn)加入可靠網(wǎng)絡(luò)：適應(yīng)環(huán)境條件；魯棒性、容錯(cuò)性應(yīng)用相關(guān)：沒(méi)有統(tǒng)一的通信協(xié)議平臺(tái)以數(shù)據(jù)為中心傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)：地理區(qū)域大；部署密集20傳感器節(jié)點(diǎn)的限制電源能量有限通信能力有限計(jì)算和存儲(chǔ)能力有限傳感器節(jié)點(diǎn)的限制電源能量有限21傳感器網(wǎng)絡(luò)概述－與adhoc的不同WSN結(jié)點(diǎn)數(shù)量更為龐大多數(shù)節(jié)點(diǎn)為靜止節(jié)點(diǎn)分布更為密集能量約束結(jié)點(diǎn)更容易出錯(cuò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化頻繁Adhoc幾十至上百個(gè)節(jié)點(diǎn)局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)全移動(dòng)結(jié)構(gòu)變化（移動(dòng)）能量可連續(xù)提供點(diǎn)到點(diǎn)通信傳感器網(wǎng)絡(luò)概述－與adhoc的不同WSNAdhoc22軍事應(yīng)用（UCLA-WINS）軍事應(yīng)用（UCLA-WINS）23軍事應(yīng)用（2）（UCLA-WINS）軍事應(yīng)用（2）（UCLA-WINS）24商業(yè)（1）商業(yè)（1）25商業(yè)（2）商業(yè)（2）26通信能力有限節(jié)點(diǎn)帶寬窄，而且經(jīng)常變化節(jié)點(diǎn)通信覆蓋范圍只有幾十到幾百米，而且經(jīng)常變化挑戰(zhàn)之一如何在如此有限通信能力的條件下,高質(zhì)量地完成感知數(shù)據(jù)的查詢、分析、挖掘與傳輸？在傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，發(fā)現(xiàn)最小化算法通信復(fù)雜性的機(jī)理是我們面臨的第一個(gè)挑戰(zhàn)問(wèn)題！通信能力有限挑戰(zhàn)之一27多源、多跳是主要通信方式多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)向一個(gè)目標(biāo)傳送信息一次多源信息傳輸需要多條由多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)組成的路徑挑戰(zhàn)之二如何為多源信息傳輸選擇優(yōu)化通信路徑？在傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，建立選擇優(yōu)化或近似優(yōu)化通信路徑的理論是我們面臨的第二個(gè)挑戰(zhàn)問(wèn)題！多源、多跳是主要通信方式挑戰(zhàn)之二28節(jié)點(diǎn)移動(dòng)、斷接頻繁在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)移動(dòng)頻繁節(jié)點(diǎn)間通信的斷接頻繁，導(dǎo)致通信失敗.經(jīng)常受到高山、建筑物、障礙物等地勢(shì)地貌以及風(fēng)雨雷電等自然環(huán)境的影響,因此傳感器可能會(huì)長(zhǎng)時(shí)間脫離網(wǎng)絡(luò),離線工作挑戰(zhàn)之三通信路徑重構(gòu)成為突出問(wèn)題？路由算法必須具有自適應(yīng)性？如何建立網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)連通性的數(shù)據(jù)理論，為通信路徑重構(gòu)和自適應(yīng)路由算法設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)是我們面臨的第三個(gè)挑戰(zhàn)問(wèn)題？節(jié)點(diǎn)移動(dòng)、斷接頻繁挑戰(zhàn)之三29電源能量有限傳感器的電源能量極其有限由于電源能量的原因經(jīng)常失效或廢棄電源能量約束是傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的障礙現(xiàn)有電源部件不能滿足傳感器網(wǎng)絡(luò)的需要傳感器傳輸信息比執(zhí)行計(jì)算更消耗電能傳感器傳輸1位信息需要的電能足以執(zhí)行3000條計(jì)算指令挑戰(zhàn)之四如何傳感器網(wǎng)絡(luò)在工作過(guò)程中節(jié)省能，實(shí)現(xiàn)能源均衡，最大化網(wǎng)絡(luò)生命周期？建立能源復(fù)雜性和能源均衡理論是我們面臨的第四個(gè)挑戰(zhàn)性問(wèn)題！電源能量有限挑戰(zhàn)之四30計(jì)算能力有限傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器通常都具有嵌入式處理器和存儲(chǔ)器，具有計(jì)算能力但是，處理器性能、存儲(chǔ)器容量和能源都很有限，導(dǎo)致傳感器的計(jì)算能力十分有限挑戰(zhàn)之五如何使用大量具有有限計(jì)算能力的傳感器設(shè)計(jì)能源有效的高性能分布式算法?

設(shè)計(jì)同時(shí)最小化能源、時(shí)間、空間和通信復(fù)雜性的分布式算法是我們面臨的第五個(gè)挑戰(zhàn)性問(wèn)題！計(jì)算能力有限挑戰(zhàn)之五31傳感器數(shù)量大、分布范圍廣傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)密集，數(shù)量巨大，可能達(dá)到幾百、幾千萬(wàn)，甚至更多傳感器網(wǎng)絡(luò)可以分布在很大區(qū)域，也可以分布在險(xiǎn)惡環(huán)境下傳感器數(shù)量大、分布廣的特點(diǎn)使得網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)十分困難甚至不可維護(hù)挑戰(zhàn)之六如何使傳感器網(wǎng)絡(luò)軟硬件具有高強(qiáng)壯性和容錯(cuò)性是我們面臨的第六個(gè)挑戰(zhàn)性問(wèn)題！傳感器數(shù)量大、分布范圍廣挑戰(zhàn)之六32大規(guī)模分布式觸發(fā)器很多傳感器網(wǎng)絡(luò)需要對(duì)感知對(duì)象進(jìn)行控制（如溫度控制）傳感器需要配備回控裝置和控制軟件我們稱回控裝置和控制軟件為觸發(fā)器挑戰(zhàn)之七如何管理成千上萬(wàn)分布式觸發(fā)器是我們面臨的第七個(gè)挑戰(zhàn)性問(wèn)題？大規(guī)模分布式觸發(fā)器挑戰(zhàn)之七33感知數(shù)據(jù)流無(wú)限傳感器網(wǎng)絡(luò)每個(gè)傳感器都產(chǎn)生無(wú)限的流式數(shù)據(jù)，并具有實(shí)時(shí)性每個(gè)傳感器僅具有有限的存儲(chǔ)器和計(jì)算資源，難以處理巨大的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流挑戰(zhàn)之八如何設(shè)計(jì)高效率、能源有效、實(shí)時(shí)的海量感知數(shù)據(jù)流的查詢、分析和挖掘的分布式算法？感知數(shù)據(jù)流無(wú)限挑戰(zhàn)之八34以數(shù)據(jù)為中心傳感器網(wǎng)絡(luò)不是通常的網(wǎng)絡(luò)用戶感興趣的是數(shù)據(jù)而不是網(wǎng)絡(luò)和傳感器硬件用戶很少詢問(wèn)“A節(jié)點(diǎn)到B節(jié)點(diǎn)的連接是如何實(shí)現(xiàn)的？”用戶經(jīng)常詢問(wèn)“網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中那些地區(qū)出現(xiàn)毒氣？”傳感器網(wǎng)絡(luò)不是以地址為中心的用戶不會(huì)詢問(wèn)“地址為27的傳感器的溫度是多少？”用戶感興趣是“某個(gè)地理位置的溫度是多少？”數(shù)據(jù)傳輸以聚集方式進(jìn)行,而不是地址到地址的路由以數(shù)據(jù)為中心35傳感器網(wǎng)絡(luò)是以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)把傳感器視為感知數(shù)據(jù)流或感知數(shù)據(jù)源把傳感器網(wǎng)絡(luò)視為感知數(shù)據(jù)空間或數(shù)據(jù)庫(kù)把數(shù)據(jù)管理和處理作為網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用目標(biāo)挑戰(zhàn)之九如何建立以數(shù)據(jù)為中心的傳感器網(wǎng)絡(luò)？以感知數(shù)據(jù)管理和處理為中心;

把數(shù)據(jù)管理和處理技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融為一體;

為用戶提供有效的感知數(shù)據(jù)空間或感知數(shù)據(jù)庫(kù);

使用戶如同使用通常的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)一樣自如地使用感知數(shù)據(jù).傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的理論和技術(shù)是我們面臨的第九個(gè)挑戰(zhàn)性問(wèn)題！傳感器網(wǎng)絡(luò)是以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)之九36需要多種多樣的感知器物理傳感器生物傳感器化學(xué)傳感器……挑戰(zhàn)之十如何建立新感知器概念、理論、技術(shù)和各種新型感知器是我們面臨的第十個(gè)挑戰(zhàn)性問(wèn)題？需要多種多樣的感知器挑戰(zhàn)之十37其他挑戰(zhàn)性問(wèn)題傳感器的投放或撒播理論與技術(shù)傳感器的定位問(wèn)題時(shí)鐘同步問(wèn)題組網(wǎng)連通可靠性研究和探測(cè)覆蓋率研究傳感器網(wǎng)絡(luò)安全性問(wèn)題和抗干擾問(wèn)題信號(hào)的協(xié)作處理其他挑戰(zhàn)性問(wèn)題38傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧（1）能源管理平臺(tái)：管理傳感器節(jié)點(diǎn)如何使用能量；移動(dòng)管理平臺(tái)：檢測(cè)和注冊(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)，維護(hù)到匯聚點(diǎn)的路由，使得傳感器節(jié)點(diǎn)能夠跟蹤它的鄰居；任務(wù)管理平臺(tái)：在一個(gè)給定的區(qū)域內(nèi)平衡和調(diào)度監(jiān)測(cè)任務(wù)傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧（1）能源管理平臺(tái)：39傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧（2）傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧（2）40傳感器網(wǎng)絡(luò)物理層（1）傳輸媒體建議采用ISM（工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)）頻段短距離的無(wú)線低功率通信最適合傳感器網(wǎng)絡(luò)紅外不需要許可證，抗干擾要求收發(fā)雙方在視線之內(nèi)光不排除用光作為通信媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)物理層（1）傳輸媒體41傳感器網(wǎng)絡(luò)物理層（2）頻率選擇，載頻發(fā)生，信號(hào)檢測(cè)，調(diào)制，數(shù)據(jù)加密信號(hào)傳播傳播信號(hào)需要的最小發(fā)送功率和傳輸距離d的n次方（）成正比，2<=n<4.為了減小傳輸距離，傳感器網(wǎng)絡(luò)采用多跳（multihop）通信方式傳感器網(wǎng)絡(luò)物理層（2）頻率選擇，載頻發(fā)生，信號(hào)檢測(cè)，調(diào)制，數(shù)42傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的功能（1）功能無(wú)線信道的使用建立傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)考慮因素節(jié)省能量可擴(kuò)展性鏈路帶寬分配的公平性、帶寬利用率、延時(shí)性能等目前普遍認(rèn)為這三個(gè)方面的重要性依次遞減傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的功能（1）功能43MAC協(xié)議的能量浪費(fèi)因素（2）空閑偵聽：節(jié)點(diǎn)不知道鄰居節(jié)點(diǎn)何時(shí)向自己發(fā)送數(shù)據(jù)，射頻收發(fā)模塊必須一直處于工作狀態(tài)，消耗大量能源，是無(wú)效能耗的主要來(lái)源。沖突：同時(shí)向同一節(jié)點(diǎn)發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)幀，信號(hào)相互干擾，接收方無(wú)法準(zhǔn)確接收，重發(fā)造成能量浪費(fèi)串?dāng)_：接收和處理發(fā)往其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)屬于無(wú)效功耗?？刂崎_銷：控制報(bào)文不傳送有效數(shù)據(jù)，消耗的能量對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是無(wú)效功耗。MAC協(xié)議的能量浪費(fèi)因素（2）空閑偵聽：節(jié)點(diǎn)不知道鄰居節(jié)點(diǎn)何44傳感器MAC協(xié)議的節(jié)能策略（3）盡量讓傳感器節(jié)點(diǎn)處于睡眠狀態(tài)；減少傳感器節(jié)點(diǎn)之間的碰撞；減少接收到自己不需要接收的數(shù)據(jù)分組；（overhearing）減少控制消息的開銷。傳感器MAC協(xié)議的節(jié)能策略（3）盡量讓傳感器節(jié)點(diǎn)處于睡眠狀態(tài)45WSNMAC協(xié)議（4）基于競(jìng)爭(zhēng)S-MAC/T-MAC/Sift基于TDMA的DEAN/TRAMA/DMAC/周期性消息調(diào)度其它SMACS/EARCSMA/CA和CDMA結(jié)合WSNMAC協(xié)議（4）基于競(jìng)爭(zhēng)46WSN路由協(xié)議（1）已有網(wǎng)絡(luò)－adhoc、蜂窩主要目標(biāo)－通信服務(wù)質(zhì)量

帶寬利用率傳感器網(wǎng)絡(luò)主要目標(biāo)－高效使用能源

延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的生存期WSN路由協(xié)議（1）已有網(wǎng)絡(luò)－adhoc、蜂窩47WSN路由協(xié)議（2）特點(diǎn)基于局部拓?fù)湫畔?shù)據(jù)為中心（不知道目的節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，甚至向哪個(gè)區(qū)域）要求能量高效（協(xié)議簡(jiǎn)單|開銷小|節(jié)省能量/均衡消耗）可擴(kuò)展性（網(wǎng)絡(luò)范圍/節(jié)點(diǎn)密度）魯棒性（節(jié)點(diǎn)變化|拓?fù)渥兓┛焖偈諗啃訵SN路由協(xié)議（2）特點(diǎn)48WSN路由協(xié)議（3）能量感知路由能量路由/能量多路徑路由查詢路由定向擴(kuò)散路由(DD)/謠傳路由地理路由GPRS/GEAR/GEM/邊界定位路由可靠路由ReInform/SPEED/多路徑路由WSN路由協(xié)議（3）能量感知路由49WSN傳輸層（1）當(dāng)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的系統(tǒng)需要接入Internet或其它外部網(wǎng)絡(luò)時(shí)，傳輸層的功能是必要的目前關(guān)于傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸層機(jī)制和協(xié)議的建議很少存在的問(wèn)題硬件的限制（例如有限的電能和存儲(chǔ)量）使傳感器節(jié)點(diǎn)不能像Internet中的服務(wù)器那樣存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)TCP的應(yīng)答方式開銷太大將來(lái)有可能在傳感器網(wǎng)絡(luò)中使用類似于UDP的協(xié)議，而在Internet和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中使用TCP/UDP協(xié)議WSN傳輸層（1）當(dāng)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的系統(tǒng)需要接入Interne50WSN傳輸層（2）一種TCP分段（TCPsplitting）的方法可能使傳感器網(wǎng)絡(luò)和其它網(wǎng)絡(luò)（如Internet)互通WSN傳輸層（2）一種TCP分段（TCPsplitting51WSN應(yīng)用層應(yīng)用層協(xié)議還處于探索階段三種可能的應(yīng)用層協(xié)議傳感器管理協(xié)議

Sensormanagementprotocol(SMP)任務(wù)分配和數(shù)據(jù)通告協(xié)議

taskassignmentanddataadvertisementprotocol(TADAP)傳感器詢問(wèn)和數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議

Sensorqueryanddatadisseminationprotocol(SQDDP)WSN應(yīng)用層應(yīng)用層協(xié)議還處于探索階段52WSN時(shí)間同步（1）時(shí)間同步是傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能MAC/跟蹤/監(jiān)測(cè)時(shí)間同步需要的多樣性（目標(biāo)跟蹤例子）傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步的性能參數(shù)最大誤差同步期限同步范圍效率代價(jià)和體積WSN時(shí)間同步（1）時(shí)間同步是傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能53WSN時(shí)間同步機(jī)制（2）TPSN（Timing-syncProtocolforSensorNetworks）RBS（ReferenceBroadcastSynchronization）TINY/MINI-SYNCDMTS（DelayMeasurementTimeSynchronization）PCS（ProbabilisticClockSynchronization）WSN時(shí)間同步機(jī)制（2）TPSN（Timing-syncP54WSN定位機(jī)制（1）定位是傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能報(bào)告事件發(fā)生的地點(diǎn)目標(biāo)跟蹤和定位協(xié)助路由進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理WSN定位機(jī)制（1）定位是傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能55WSN定位機(jī)制（2）特殊性體積、成本（GPS不能普遍適用）能耗有限、可靠性差節(jié)點(diǎn)的規(guī)模大、隨機(jī)布放無(wú)線模塊通信距離有限環(huán)境要求（室內(nèi)、室外）WSN定位機(jī)制（2）特殊性56WSN定位機(jī)制（3）基于距離的定位機(jī)制到達(dá)時(shí)間定位算法（TOA）不同到達(dá)時(shí)間定位算法（TDOA）到達(dá)角度定位定位算法（AOA）接收信號(hào)強(qiáng)度定位算法（RSSI）距離無(wú)關(guān)的定位機(jī)制質(zhì)心定位算法（Centroid）距離向量-跳段定位算法（DV-HOP）自組織定位算法（AmorphousPositioning)近似的點(diǎn)在三角形中定位算法（APIT)WSN定位機(jī)制（3）基于距離的定位機(jī)制57無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展軍事領(lǐng)域美國(guó)陸軍的研究計(jì)劃“靈巧傳感器網(wǎng)絡(luò)通信”（2019－2019，通用通信基礎(chǔ)設(shè)施）“無(wú)人值守地面?zhèn)鞲衅魅骸保ㄖС株戃姼鼜V闊視野）“戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境偵察與監(jiān)視系統(tǒng)”（偵察和情報(bào)）美國(guó)海軍的研究計(jì)劃“傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”（戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)略級(jí)的傳感器信息管理）“網(wǎng)狀傳感器系統(tǒng)CEC（Cooperativeengagementcapability)(裝載在艦艇和戰(zhàn)斗機(jī)群上，進(jìn)行高精度偵察）美國(guó)國(guó)防部Smart