毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
无线传感器网络WSN（WirelessSensorNetwork）是一种由传感器节点构成的网络，能够实时地监测、感知和采集节点部署区中观察者感兴趣的感知对象的各种信息（如光强、温度、湿度、噪音和有害气体浓度等物理现象），并对这些信息进行处理后以无线的方式发送出去，通过无线网络最终发送给观察者。无线传感器网络是由多个带有传感器,数据处理单元及通信模块的节点，根据数据采集任务的需求自组织而成的网络。其任务是从环境中采集用户感兴趣的数据，数据源节点负责数据的采集，所采集到的数据通过多个中间节点转发以多跳方式传递给数据接收者(Sink),通常数据在经过中间节点时，需要一定的处理，去除冗余性提取有用信息[1][4][15][24][28]。
一、无线传感网络发展现状与前景[1][3][8][15][22][24]
无线传感器网络的研究最初起源于美国军方，其研究的项目包括CEO、REMBASS、TRSS、Sensor IT、WINS、Smart Dust、μAMPS、Sea Web、NEST等。无线传感器网络是继Internet之后，将对21世纪人类生活方式产生重大影响的一种热点技术。Internet改变了人与人之间交流、沟通的方式，而无线传感器网络将逻辑上的信息世界与真实物理世界融合在一起，将改变人与自然交互的方式。现已成为新兴的下一代传感器网络。2003 年，美国《技术评论》杂志论述未来新兴十大技术时，无线传感器网络被列为未来改变人们生活的十大技术之首。
无线传感器网络是由大量传感器节点通过无线通信技术自组织构成的网络。具有十分广阔的应用前景，被认为是将对21世纪产生巨大影响力的技术之一。它集中了传感器技术、嵌入式技术和无线通信技术，其目的是协作感知、收集和处理传感器网络所覆盖的地理区域中感知对象的信息，并通过Ad hoc方式传送到需要这些信息的用户。迄今，传感器网络的研究大致经过了两个阶段。第1 阶段主要利用M EM S 技术设计小型化的节点设备，代表性的研究项目有W IN S 和Smart Dust。第2 个阶段主要研究网络问题。国际上许多著名的大学和公司纷纷从不同的层次、不同的角度对传感器网络进行研究和开发，国内的一些高校和研究所也展开了相应的研究工作，其内容涉及硬件设计、操作系统设计以及无线传感器网络的路由技术、节能技术、覆盖控制技术等。
我国对无线传感器网络的研究起步较晚，首次正式启动出现于1999年中国科学院《知识创新工程点领域方向研究》的信息与自动化领域研究报告中，该领域的五大项目之一。2001年中国科学院依托上海微系统所成立微系统研究与发展中心，旨在引领中科院无线传感器网络的相关工作。我国学者非常重视无线传感器网络方面的研究，南京邮电大学、北京邮电大学和哈尔滨工业大学等高校科研机构均已开始了该领域的探索研究，其中南京邮电大学无线传感器网络研究中心在无线传感器网络领域已经有了一定的科研成果。
无线传感器网络节点产品具有非常广阔的市场前景，已广泛应用于汽车工业、环保产业、军事监控、工业控制与检测、医疗卫生等领域。2006年年初我国发布的《国家中长期科学与技术发展规划纲要》为信息技术定义了3个前沿方向，其中2个与无线传感器网络的研究直接相关。我国2010年远景规划和十五计划中，将无线传感器网络列为重点发展的产业之一。
二、课题研究的内容及意义
传感器网络通常包括传感器节点(sensornode)、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内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。传感器节点也可称为现场设备，负责感知区域内的温度和湿度值并将数据通过无线网络汇聚到管理模块；此外，传感器节点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。汇聚节点实现两种网络之间的转换，此外还可向传感器节点转发管理任务。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[1][5][12][13][16]。
无线传感器网络节点的四个主要组成部分分别是传感器模块、处理器模块、无线通讯模块和电源模块。本方案采用了以MSP430 为核心的控制模块。MSP430在低功耗方面表现出色，并且在恶劣条件下工作性能稳定。以CC1100为无线收发模块，MSP430与CC1100 通过SPI方式通信，MSP430 采用主模式，CC1100采用从模式。节点的传感器模块与主板分离，模块化的设计提高了节点在不同应用中的灵活性。由于本节点为电池供电，要求传感器体积小、功耗低、外围电路简单，最好采用不需要复杂信号调理电路的数字传感器。一般来说在节点中传感器模块的电源消耗被设计得非常低只有处理模块和通讯模块中的电源消耗才做更深入的研究。一些典型的节点中低压差稳压器只用于保持稳定的电池输出但许多其他国家都直接由电池供电。虽然相同的节点使用的处理器和通信模块具有很广电源电压范围但是电源电压对处理性能却有巨大影响例如电源电压下降会同时降低敏感性和加速度计ADXL202的带宽自我耗散功率模块以及如何最好地使用电池却不太令人关切。在无线传感器网络节点的电源设计上人们很少考虑到节能问题[2][4][6][7]。
