无线传感器网络的基本构成及其应用
无线传感器网络的技术与应用
无线传感器网络的技术与应用随着物联网技术的不断发展，无线传感器网络逐渐成为了人们关注的热点之一。
无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是一种由大量分散的、自主的、低功耗、低成本的传感器节点组成的自组织网络，具有自适应性、可扩展性、自修复性等优点。
其主要应用于环境监测、智能交通、智能家居、健康医疗等领域。
本文将从无线传感器网络的技术及其应用两个方面进行论述。
一、无线传感器网络的技术1、网络组网无线传感器网络的组网方式通常有两种，一种是基于无线自组织的策略，另一种是基于预先规划的拓扑结构。
无线自组织网络通常由大量自主的传感器节点通过自主组合和动态平衡来形成拓扑结构，而基于预先规划的拓扑结构是通过网络设计和布置来实现的。
由于两种方式各有优劣，因此在实际应用中需要根据不同的应用场景选择最合适的组网方式。
2、网络通信无线传感器网络的通信方式主要有三种，分别是广播传输、多跳传输和定向传输。
广播传输方式适用于短距离、低能耗的数据传输，多跳传输方式适用于长距离、高效性的数据传输，而定向传输方式适用于距离较近且需要高精度的数据传输。
为了保证传输的稳定性和可靠性，无线传感器网络一般采用进行手动或自动网络拓扑优化的方法来减少功率消耗和增强传输稳定性。
3、节点能耗管理由于无线传感器节点具有低功耗的特点，因此在实际应用中需要采取一定的节能措施来延长其使用寿命。
目前常用的节能措施有睡眠模式、轮流休眠、时分复用等。
其中，睡眠模式是使无线传感器节点在不传输数据时的空闲时间进入睡眠状态，以降低功率消耗；轮流休眠方式是使网络中所有节点轮流休眠，以达到节能的目的；时分复用是在不同节点之间通过时间复用使每个节点在不同时间段内进行通信，以提高通信的能效。
二、无线传感器网络的应用1、环境监测环境监测是无线传感器网络的主要应用领域之一。
通过在大量传感器节点上部署各种传感器，如温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等，可以实时掌握环境的各项指标，并通过无线网络将数据传输至数据中心进行分析。
无线传感器网络的基本构成及其应用
无线传感器网络的基本构成及其应用摘要无线传感器网络(WSN)是新兴的下一代传感器网络，在国防安全和国民经济各方面均有着广阔的应用前景。
本文介绍了无线传感器网络的组成和特点，讨论了无线传感器网络在军事、瓦斯监测系统、环境监测、交通等方面的现有应用，最后提出无线传感器网络技术需要解决的问题。
关键词：无线传感器网络；军事；瓦斯监测系统；环境监测；交通引言随着半导体技术、通信技术、计算机技术的快速发展，90年代末，美国首先出现无线传感器网络（WSN）。
1996年，美国UCLA大学的William J Kaiser 教授向DARPA提交的“低能耗无线集成微型传感器”揭开了现代WSN网络的序幕。
1998年，同是UCLA大学的Gregory J Pottie教授从网络研究的角度重新阐释了WSN的科学意义。
在其后的10余年里，WSN网络技术得到学术界、工业界乃至政府的广泛关注，成为在国防军事、环境监测和预报、健康护理、智能家居、建筑物结构监控、复杂机械监控、城市交通、空间探索、大型车间和仓库管理以及机场、大型工业园区的安全监测等众多领域中最有竞争力的应用技术之一。
美国商业周刊将WSN网络列为21世纪最有影响的技术之一，麻省理工学院(MIT)技术评论则将其列为改变世界的10大技术之一。
WSN经历了从智能传感器，无线智能传感器到无线传感器三个发展阶段，智能传感器将计算能力嵌入传感器中，使传感器节点具有数据采集和信息处理能力。
而无线智能传感器又增加了无线通信能力，WSN将交换网络技术引入到智能传感器中使其具备交换信息和协调控制功能。
无线传感网络结构由传感器节点，汇聚节点，现场数据收集处理决策部分及分散用户接收装置组成，节点间能够通过自组织方式构成网络。
传感器节点获得的数据沿着相邻节点逐跳进行传输，在传输过程中所得的数据可被多个节点处理，经多跳路由到协调节点，最后通过互联网或无线传输方式到达管理节点，用户可以对传感器网络进行决策管理、发出命令以及获得信息。
无线传感器网络技术概论课件：无线传感器网络体系结构
无线传感器网络体系结构
2．通信能力的约束 传感器节点的通信能力关系到传感器网络监测区域内节
点部署数量，而制约其通信能力主要有两个参数，即能量损 耗和通信距离，二者之间的关系为
E = kdn
(2-1)
式中，E为传感器节点的通信能量损耗；k为一个常数，
与传感器节点的系统构成有关；d为传感器节点的通信距离；
分别接入TD-SCDMA、GSM核心网、Internet主干网及无线 局域网络等多种类型异构网络，再通过各网络下的基站或主 控设备将传感器信息分发至各终端，以实现针对无线传感器 网络的多网远程监控与调度。同时，处于TD-SCDMA、 GSM、Internet等多类型网络终端的各种应用与业务实体也 将通过各自网络连接相应的无线传感器网络网关，并由此对 相应无线传感器网络节点开展数据查询、任务派发、业务扩 展等多种功能，最终实现无线传感器网络与以移动通信网络、 Internet网络为主的各类型网络的无缝的、泛在的交互。
(2) 汇聚节点：用于连接传感器节点与Internet 等外部网 络的网关，可实现两种协议间的转换；同时能向传感器节点 发布来自管理节点的监测任务，并把WSN收集到的数据转 发到外部网络上。与传感器节点相比，汇聚节点的处理能力、 存储能力和通信能力相对较强。
(3) 管理节点：用于动态地管理整个无线传感器网络， 直接面向用户。所有者通过管理节点访问无线传感器网络的 资源，配置和管理网络，发布监测任务以及收集监测数据。
锁相回路(PLL)、解调器和功率放大器组成，所有的这些组
件都会消耗能量。对于一对收发机来说，数据通信带来的功
耗PC的组成部分可简单地用模型描述为
PC = PO + PTX + PRX
(2-2)
无线传感器网络知识点归纳
一、无线传感器网络的概述1、无线传感器网络定义，无线传感器网络三要素，无线传感器网络的任务，无线传感器网络的体系构造示意图，组成局部〔P1-2〕定义：无线传感器网络〔wireless sensor network, WSN〕是由部署在监测区域内大量的本钱很低、微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一种多跳自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖范围内感知对象的信息，并发送给观看者或者用户另一种定义：无线传感器网络(WSN)是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，目的是协作地采集、处理和传输网络掩盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户三要素：传感器，感知对象和观看者任务：利用传感器节点来监测节点四周的环境，收集相关的数据，然后通过无线收发装置承受多跳路由的方式将数据发送给会聚节点，再通过会聚节点将数据传送到用户端，从而到达对目标区域的监测体系构造示意图：组成局部：传感器节点、会聚节点、网关节点和基站2、无线传感器网络的特点〔P2-4〕（1）大规模性且具有自适应性（2）无中心和自组织（3）网络动态性强（4）以数据为中心的网络（5）应用相关性3、无线传感器网络节点的硬件组成构造〔P4-6〕无线传感器节点的硬件局部一般由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供给模块4 局部组成。
4、常见的无线传感器节点产品，几种Crossbow 公司的Mica 系列节点〔Mica2、Telosb〕的硬件组成〔P6〕5、无线传感器网络的协议栈体系构造〔P7〕1.各层协议的功能应用层：主要任务是猎取数据并进展初步处理，包括一系列基于监测任务的应用层软件传输层：负责数据流的传输掌握网络层：主要负责路由生成与路由选择数据链路层：负责数据成帧，帧检测，媒体访问和过失掌握物理层：实现信道的选择、无线信号的监测、信号的发送与接收等功能2.治理平台的功能（1）能量治理平台治理传感器节点如何使用能源。
无线传感器网络的理论及应用PPT教学课件
2020/12/11
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多跳路由
由于节点发射功率限制，节点的覆盖范围 有限，通常只能与它的邻居节点通信。
多跳路由是由普通网络节点协作完成，没 有专门的路由设备。每个节点既可以是信 息的发起者，也可以是转发者。
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安全性差
由于采用了无线信道、分布式控制等技术， 网络更容易受到被动窃听、主动入侵等攻 击。
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网络管理平台
拓扑控制：拓扑控制利用链路层、路由层完成拓扑生成，反过来又为 它们提供基础信息支持，优化MAC协议和路由协议，降低能耗。 服务质量管理：服务质量（QoS）管理在各个协议层设计队列管理、 优先级机制或者带宽预留等机制，并对特定应用的数据给予特别处理。 能量管理：每个协议层次中都要增加能量控制代码，并提供给操作系 统进行能量分配决策。 安全管理：传统安全机制无法使用。采用扩频通信、接入认证/鉴权、 数字水印和数据加密等技术。 移动管理：监测和控制节点的移动，维护到汇聚节点的路由，还可以 使传感器节点跟踪它的邻居。 网络管理：对无线传感器网络上的设备及传输系统进行有效监视、控 制、诊断和测试所采用的技术和方法。它要求协议各层嵌入各种信息 接口，并定时收集协议运行状态和流量信息，协调控制网络中各个协 议组件的运行。
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应用支撑平台
包括一系列基于监测任务的应用层软件， 通过应用服务接口和网络管理接口来为终 端用户提供各种具体应用的支持： 时间同步 定位 应用服务接口 网络管理接口
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无线传感器网络的研究进展
无线传感器网络的发展历程 无线传感器网络的关键技术 无线传感器网络所面临的挑战
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无线传感器网络的组网技术与应用
无线传感器网络的组网技术与应用随着信息技术的不断发展，人们对于传感器网络的需求也逐渐增加。
无线传感器网络作为一种新型网络形式，得到了广泛的关注和研究。
无线传感器网络是由大量的无线传感器节点构成的系统，这些节点集合形成了一个自动化的网络，在网络中传递着各种信息，并通过各自的处理和通信能力完成各项任务。
本文将着重介绍无线传感器网络的组网技术与应用。
一、无线传感器网络的组网技术无线传感器节点是构成整个网络的基本单元。
无线传感器网络的组网技术主要是指如何将这些节点有效地组织起来，使得网络能够正常运转。
目前，无线传感器网络的组网技术主要包括三个方面：1、拓扑控制技术在无线传感器网络中，节点之间的关系是非常重要的。
在组织无线传感器节点的同时，还需要保证网络是高效的、可靠的、灵活的，并能够满足不同的应用场景需求。
此时，拓扑控制技术可以解决这些问题。
拓扑控制技术主要是指通过控制节点的连接方式，来构建一个适合应用场景的网络结构。
2、路由选择技术无线传感器网络的节点数量通常非常庞大，节点之间的连接也通常比较复杂。
在这样一个庞大且复杂的网络中，路由选择技术能够帮助节点确定下一跳节点的信息，从而实现信息的传递。
而路由选择技术的好坏，也很大程度上决定了无线传感器网络的性能。
3、定位技术由于无线传感器网络的节点数量庞大，因此在实际应用中需要对节点进行定位，以实现对网络的管理和监控。
定位技术能够帮助我们准确地识别每个节点的位置，从而使得节点之间的通信更加精准。
二、无线传感器网络的应用无线传感器网络具有非常广泛的应用领域，其中包括：1、环境监测环境监测是无线传感器网络最为广泛的应用之一。
通过无线传感器节点收集并传输环境数据，能够帮助我们实时地监控环境的变化情况。
这对于环保、气象预报、灾害预警等领域具有重要的意义。
2、智能家居智能家居是一种包含各种物联网设备的生活方式。
无线传感器网络可以将不同的智能设备连接起来，实现家居的智能化管理。
无线传感器网络的应用
无线传感器网络的应用无线传感器网络的应用无线传感器网络可以包含大量的由震动、(地)磁、热量、视觉、红外、声音和雷达等多种不同类型传感器构成的网络节点，可以用于监控温度、湿度、压力、土壤构成、噪声、机械应力等多种环境条件。
传感器节点可以完成连续的监测、目标发现、位置识别和执行器的本地控制等任务。
微型传感器技术和节点间的无线通信能力为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。
作为一种无处不在的感知技术，无线传感器网络广泛应用于军事、环境、医疗、家庭和其他商用、工业领域；在空间探索和反恐、救灾等特殊的领域，它也有着得天独厚的技术优势。
(1)军事应用无线传感器网络的相关研究最早起源于军事领域。
由于其具有可快速部署、自组织、隐蔽性强和高容错性的特点，因此能够实现对敌军地形和兵力布防及装备的侦察、战场的实时监视、定位攻击目标、战场评估、核攻击和生物化学攻击的监测和搜索等功能。
在战场中，指挥员往往需要及时、准确地了解敌我人员、武器装备、通信和军用物资供给的情况。
通过随机撤播、特种炮弹发射等手段，可以将大量传感器节点密集地散布于预定区域，收集该区域内有价值的信息，并通过汇聚节点将数据传送至指挥所，也可经由卫星信道转发到指挥部，最后融合来自各战场的数据形成我军完备的战区态势图。
在战争中，对冲突区和军事要地的监视也是至关重要的：通过布设无线传感器网络，可以方便地监控我军布防的阵地是否有敌军入侵，或是以更为隐蔽的方式近距离地观察敌方的布防；当然，也可以直接将传感器节点撤向敌方阵地，在敌方还未来得及反应时迅速收集有关作战信息。
无线传感器网络可以为火控和制导系统提供准确的目标定位信息。
在生物和化学战中，利用无线传感器网络及时、准确地探测爆炸中心将会为我军提供宝贵的反应时间，从而最大可能地减小伤亡。
作为C“ISRT系统的一个不可或缺的组成部分，无线传感器网络以其低成本、密集型、随机分布、白组织性和强容错能力的特点，及时、准确地为战场指挥系统提供高可靠的军事信息。
无线传感器网络(WSN)的技术与应用
无线传感器网络（WSN）的技术与应用无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）是一种由若干个无线传感器节点构成的网络。
每个传感器节点都具有感知、处理和通信功能，能够通过无线信号进行数据的传输和交流。
WSN技术在近年来得到了广泛的应用和研究，其在环境监测、智能家居、农业、工业控制等领域具有重要的意义。
一、WSN技术的基本原理和特点WSN技术的核心是无线传感器节点，它是由微处理器、传感器、无线通信模块和能量供应装置等组成。
传感器节点可以感知周围环境的不同参数，例如温度、湿度、光照强度等，并将这些数据进行处理和存储。
节点之间通过无线通信进行数据的传输，形成一个自组织的网络结构。
WSN具有以下几个主要特点：1. 无线通信：WSN采用无线通信方式，节点之间可以通过无线信号传输数据，不受布线限制，能够灵活部署在不同的环境中。
2. 自组织性：WSN的节点具有自组织能力，可以根据网络拓扑结构和节点的状态进行自动组网，形成一个动态的网络结构。
3. 分布式处理：WSN中的每个节点都具有数据处理和存储的能力，可以进行分布式的数据处理，实现网络的协同工作。
4. 能量有限：WSN中的节点能量有限，需要通过能量管理或是能量收集技术来延长节点的寿命。
二、WSN的应用领域与案例分析1. 环境监测：WSN可以用于环境参数的实时监测和采集。
例如，在自然灾害预警系统中，通过部署大量的传感器节点，可以实时监测地震、洪水等灾害情况，为应急救援提供及时的信息。
2. 智能家居：WSN可以实现智能家居的自动化控制。
通过部署传感器节点，可以实时感知室内温度、湿度等信息，并进行智能控制，实现温度调节、灯光控制等功能。
3. 农业领域：WSN可以用于农业生产的智能化管理。
通过在农田、温室等地部署传感器节点，可以实时监测土壤湿度、温度等参数，并为农民提供农作物的生长状态和病虫害预警等信息。
4. 工业控制：WSN可以应用于工业生产过程的实时监测和控制。
无线传感器网络的技术原理与应用
无线传感器网络的技术原理与应用随着科技的不断发展，无线传感器网络作为一种新型的网络形式，逐渐受到了越来越多人的关注和认可。
本文将介绍无线传感器网络的技术原理和应用领域，以期帮助读者更好地了解该网络的特点和作用。
一、技术原理1.网络拓扑结构无线传感器网络的拓扑结构多种多样，常见的有星形、树形、网状等。
其中，星形结构最为简单，由一个中心节点和多个传感器节点组成；树形结构则由一个根节点和多个子节点构成；网状结构是一种典型的分布式结构，节点之间相互连接，构成一个无限循环的网络。
2.数据传输协议无线传感器网络的数据传输协议是一种特殊的协议，其目的是保证网络的高效性、可靠性和安全性。
常见的数据传输协议有LEACH、PEGASIS、TEEN等。
LEACH协议采用分簇的方式，通过轮流选举簇头节点，降低了节点的功耗；PEGASIS协议则采用链式传输的方式，将所有节点连接成一个无限循环的链，降低了能耗；TEEN协议则是一种基于事件触发的协议，只有在特定事件发生时才会向服务器传输数据。
3.能量管理技术无线传感器网络由于节点数量众多，分布范围广泛，能源问题一直是其面临的难题。
为了保证节点的长期运行，需要采用能量管理技术，包括低功耗模式、动态功率管理、能源异构化等。
低功耗模式是一种将节点置于休眠状态的方法，可以降低节点的能耗；动态功率管理是根据节点当前功耗的大小来动态调整电压和频率，以降低节点的功耗；能源异构化则是指将不同能量来源的节点耦合在一起，形成复杂的能源网络。
二、应用领域1.环境监测无线传感器网络可以用于环境监测领域，通过节点采集环境数据并传输到服务器，实现对环境的实时监测。
环境监测的应用场景包括大气监测、水质监测、噪音监测等。
通过无线传感器网络可以实现对环境的全面监测，发现环境问题并及时处理。
2.智能家居无线传感器网络可以用于智能家居领域，实现家居设备的联网和智能化控制。
通过将传感器节点安装在家居设备上，可以实现家居设备之间的互联，使得家居管理更加智能化和便捷。
无线传感器网络技术及其应用
无线传感器网络技术及其应用无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量分布式传感器节点组成的网络，通过无线通信与监测环境中的物理或化学变量，并将这些数据传输到监控中心进行分析和处理。
无线传感器网络技术凭借其便捷性、灵活性和低成本的特点，在许多领域得到广泛应用。
一、无线传感器网络的组成和原理无线传感器网络由三个主要组成部分构成：传感器节点、通信模块和监控中心。
每个传感器节点都具备感知、处理和通信的能力，可以通过传感器采集环境信息，并将数据传输到监控中心。
传感器节点之间可以通过无线通信模块进行相互连接，实现数据的传输和信息的共享。
监控中心负责接收并处理传感器节点发送的数据，并做出相应响应或决策。
二、无线传感器网络的应用领域1. 环境监测：无线传感器网络可以用于环境监测，如监测空气质量、水质状况等。
通过布置传感器节点，可以实时监测环境中的物理参数，并对环境变化进行预测和分析。
2. 农业领域：无线传感器网络可以应用于农业领域，监控土壤湿度、温度、光照等参数，提供农民科学化的种植和灌溉建议，提高农作物产量和质量。
3. 工业自动化：无线传感器网络可以用于实现工业自动化监控，如机器设备状态监测、生产线运行监控等。
通过传感器节点采集关键参数，监控生产过程，减少人工干预和提高生产效率。
4. 智能交通：无线传感器网络可以应用于智能交通系统中，监测交通流量、车辆速度、道路状态等信息。
通过传感器节点之间的通信，可以实现交通信号的智能控制，提高交通系统的效率和安全性。
5. 医疗健康：无线传感器网络可以用于医疗健康领域，如监测患者的生命体征、药物剂量等信息。
通过传感器节点的实时监测，医生可以及时了解患者的状况并作出相应的治疗和护理。
三、无线传感器网络技术的挑战和发展方向1. 能源管理：由于传感器节点通常使用电池作为能源，能源管理一直是无线传感器网络技术面临的一大挑战。
未来的发展方向包括研究低功耗的通信协议、能量收集和能量转换等技术，以延长传感器节点的寿命。
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无线传感器网络的基本构成及其应用摘要无线传感器网络(WSN)是新兴的下一代传感器网络，在国防安全和国民经济各方面均有着广阔的应用前景。
本文介绍了无线传感器网络的组成和特点，讨论了无线传感器网络在军事、瓦斯监测系统、环境监测、交通等方面的现有应用，最后提出无线传感器网络技术需要解决的问题。
关键词：无线传感器网络；军事；瓦斯监测系统；环境监测；交通引言随着半导体技术、通信技术、计算机技术的快速发展，90年代末，美国首先出现无线传感器网络（WSN）。
1996年，美国UCLA大学的William J Kaiser 教授向DARPA提交的“低能耗无线集成微型传感器”揭开了现代WSN网络的序幕。
1998年，同是UCLA大学的Gregory J Pottie教授从网络研究的角度重新阐释了WSN的科学意义。
在其后的10余年里，WSN网络技术得到学术界、工业界乃至政府的广泛关注，成为在国防军事、环境监测和预报、健康护理、智能家居、建筑物结构监控、复杂机械监控、城市交通、空间探索、大型车间和仓库管理以及机场、大型工业园区的安全监测等众多领域中最有竞争力的应用技术之一。
美国商业周刊将WSN网络列为21世纪最有影响的技术之一，麻省理工学院(MIT)技术评论则将其列为改变世界的10大技术之一。
WSN经历了从智能传感器，无线智能传感器到无线传感器三个发展阶段，智能传感器将计算能力嵌入传感器中，使传感器节点具有数据采集和信息处理能力。
而无线智能传感器又增加了无线通信能力，WSN将交换网络技术引入到智能传感器中使其具备交换信息和协调控制功能。
无线传感网络结构由传感器节点，汇聚节点，现场数据收集处理决策部分及分散用户接收装置组成，节点间能够通过自组织方式构成网络。
传感器节点获得的数据沿着相邻节点逐跳进行传输，在传输过程中所得的数据可被多个节点处理，经多跳路由到协调节点，最后通过互联网或无线传输方式到达管理节点，用户可以对传感器网络进行决策管理、发出命令以及获得信息。
近年来国际上十分关注WSN在军事，环境，农业生产等领域的发展，美国和欧洲相继启动了WSN 研究计划，我国于1999年正式启动研究，并且在2010年远景规划和“十五”计划中，将WSN列为重点发展产业之一。
1 WSN的构成一个典型的无线传感器网络的系统架构包括分布式无线传感器节点（群）、接收发送器汇聚节点、互联网或通信卫星和任务管理节点等，如图1所示。
大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近，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 无线传感器网络基本构成传感器节点处理能力、存储能力和通信能力相对较弱，通过小容量电池供电。
传感器节点由部署在感知对象附近大量的廉价微型传感器模块组成，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送到汇聚节点。
各模块通过无线通信方式形成一个多跳的自组织网络系统，传感器节点采集到的数据沿着其他传感器节点逐跳传输到汇聚节点。
一个WSN系统通常有数量众多的体积小、成本低的传感器节点。
从网络功能上看，每个传感器节点除了进行本地信息收集和数据处理外，还要对其他节点转发来的数据进行存储、管理和融合，并与其他节点协作完成一些特定任务。
汇聚节点汇聚节点的处理能力、存储能力和通信能力相对较强，它是连接传感器网络与Internet 等外部网络的网关，实现两种协议间的转换，同时向传感器节点发布来自管理节点的监测任务，并把WSN收集到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、Flash 和SRAM中的所有信息传输到计算机中，通过汇编软件，可很方便地把获取的信息转换成汇编文件格式，从而分析出传感节点所存储的程序代码、路由协议及密钥等机密信息，同时还可以修改程序代码，并加载到传感节点中。
管理节点管理节点用于动态地管理整个无线传感器网络。
传感器网络的所有者通过管理节点访问无线传感器网络的资源。
2 无线传感器网络的应用2.1 无线传感器网络在军事中的应用信息化战争中，战场信息的及时获取和反应对于整个战局的影响至关重要。
由于WSN具有生存能力强、探测精度高、成本低等特点，非常适合应用于恶劣的战场环境中，执行战场侦查与监控、目标定位、战争效能评估、核生化监测以及国土安全保护、边境监视等任务。
（1）战场侦查与监控战场侦查与监控的基本思想，是在战场上布设大量的WSN，以收集和中继信息，并对大量的原始数据进行过滤；然后把重要信息传送到数据融合中心，将大量信息集成为一幅战场全景图，以满足作战力量“知己知彼”的要求，大大提升指挥员对战场态势的感知水平。
典型的WSN应用方式是用飞行器将大量微传感器节点散布于战场地域，并自组成网，将战场信息边收集、边传输、边融合。
系统软件通过解读传感器节点传输的数据内容，将它们与诸如公路、建筑、天气、单元位置等相关信息，以及其他WSN的信息相互融合，向战场指挥员提供一个动态的、实时或近实时更新的战场信息数据库，为各作战平台更准确地制定战斗行动方案提供情报依据和服务，使情报侦察与获取能力产生质的飞跃。
对战场的监控可以分为对己方的监控和对敌方的监测，包括军事行动侦察与非军事行动的监测。
通过在己方人员、装备上附带各种传感器，并将传感器采集的信息通过汇聚节点送至指挥所，同时融合来自战场的其他信息，可以形成己方完备的战场态势图，帮助指挥员及时准确地了解武器装备和军用物资的部署和供给情况。
通过飞机或其他手段在敌方阵地大量部署各种传感器，对潜在的地面目标进行探测与识别，可以使己方以远程、精确、低代价、隐蔽的方式近距离地观察敌方布防，迅速、全方位地收集利于作战的信息，并根据战况快速调整和部署新的WSN，及时发现敌方企图和对我方的威胁程度。
通过对关键区域和可能路线的布控WSN，可以实现对敌方全天候的严密监控。
（2）毁伤效果评估战场目标毁伤效果评估是对火力打击后目标毁伤情况的科学评价，是后续作战行动决策的重要依据。
当前应用较多的目标毁伤效果评估系统主要依托于无人机、侦察卫星等手段，但这些手段均受到飞行距离近、过顶时间短、敌方打击威胁或天气等因素的制约，无法全天时对打击目标进行抵近侦查并对毁伤效果做出正确评估。
WSN系统中，价格低、生存能力强的传感器节点可以通过飞机或火力打击时的导弹、精确制导炸弹附带散布于攻击目标周围。
在火力打击之后，传感器节点通过对目标的可见光、无线电通信、人员部署等信息进行收集、传递，并经过管理节点进行相关指标分析，可以使作战指挥员及时准确地进行战场目标毁伤效果评估。
这一方面可以使指挥员能够掌握火力打击任务的完成情况，适时调整火力打击计划和火力打击重点，实施正确的决策提供科学依据；另一方面，也可以最大限度地优化打击火力配置，集中优势火力对关键目标进行打击，从而大大提高作战资源利用率。
2.2 无线传感器网络在瓦斯监测系统中的应用在传统的煤矿瓦斯监测系统中，由于监测系统的设施、装置等位置比较固定，因而使瓦斯探头不能随着采掘的进度跟进到位，从而使得监测系统往往形同虚设，再加上矿井下联网有一定的难度，使有关人员无法进行有效的监管，以致事故无法预警。
所以我们的设计思想是要让瓦斯监测系统能够随着采掘的进度跟进到位，能够把井下信息实时、准确地传送到相关人员手中。
具体实施方法如下：在坑道中每隔几十米放置一个传感器节点，每个矿工身上也都佩带一个这样的节点，矿工身上佩带的节点和坑道中放置的节点可以自组织成一个大规模的无线传感器网络，在矿井的入口处放置一个具有网关功能的节点作为Sink 节点，它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。
Sink 节点连接传感器网络与Internet 等外部网络，实现两种协议栈之间的通信协议转换，同时发布监测中心的监测任务，并把收集的数据转发到外部网上，最后传至我们的监控中心系统。
图2 基于ZIgBee 的无线传感器网络应用系统结构图2.3 无线传感网络在环境监测中的应用随着人们对环境问题的日益关注重视，环境监测所涉及的范围越来越广，但传统的数据采集方式难以适应复杂多变的环境。
因为具有自组织性和较好的容错能力，WSN非常适合应用于野外环境，极大地方便了环境研究所需的原始数据的获取。
环境监控应用的典型案例有：（1）夏威夷大学在夏威夷火山国家公园内铺设WSN以监测濒临灭种的植物所在地的微小气候变化。
（2）科学家们在加州北部Sonoma的小树林里组建了一个系统，该系统由捆绑在红杉树树枝和主干上的120个塑料封装的无线传感器组成。
根据该系统所采集的数据，可绘制出详细的图表，从而说明这些树木周围的微气候如何变化，以及它们怎样通过树阴、呼吸作用、水分输送等方式来影响当地环境。
（3）美国和日本的科学家在我国敦煌莫高窟利用WSN来监测洞内的湿度和光线强度。
人们将根据搜集到的数据及时采取适当的保护措施，如通风等，从而降低含盐地下水的侵蚀对洞内古迹的损害。
2.4 无线传感器网络在交通中的应用不停车收费系统的关键技术是基于无线传感器网络的自动车辆识别技术实现对车辆、货物实时监控, 并能实现高效、准确的管理。
系统由电脑、管理软件、智能电子标签、智能电子标签阅读器、控制箱、道闸、含有地感线圈的无线传感器节点组成。
基于无线传感器网络的ETC 系统能实现自动检验、登记、放行等功能。
每辆车在档风玻璃内放置一块记录本车基本信息的智能电子标签( 射频卡大小) 。
在道口进出口上安放一台智能标签阅读器及一套控制箱,同时配置道闸和含有地感线圈的无线传感器节点。
当带有智能电子标签的汽车进入地感线圈的节点时, 地感线圈得到信号, 同时智能标签阅读器也读到智能电子标签的信号, 光学识别系统识别车的车牌。
如果是合法的, 就发出信号, 打开道闸, 允许车辆通过。
另外, 自动识别系统读取电子标签中的用户费用信息、车型信息和入口车道信息进行收费计算, 完成IC 卡内收费额的扣除, 收费记录写入IC 卡, 并向用户显示有关收费状态信息后给予放行。
如果有非法ETC 用户强行通过ETC 专用车道, 可进行车牌抓拍, 生成违章记录, 便于事后处理。
此时车辆只要适当减速, 不需要停车, 也不需要伸手刷卡, 就可以顺利通过道口。
车辆过道闸后通过门内地感线圈的无线节点时, 又产生信号, 让道闸关闭。
车辆通过高峰时, 即车辆一辆接一辆进入时, 可以通过软件设置, 道闸处于常开状态, 当最后一辆车辆进入时道闸关闭。