無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的難題與研究方向

制約無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的因素；

WSN技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，主要存在以下幾個(gè)方面的限制。

成本：傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的成本是制約其大規(guī)模廣泛應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵因素，需要根據(jù)具體應(yīng)用的需求，在成本、數(shù)據(jù)精度和能量供給時(shí)間之間取得平衡。

能源消耗：大型應(yīng)用領(lǐng)域要求網(wǎng)絡(luò)采用一次性獨(dú)立供電系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)工作消耗低，延長網(wǎng)絡(luò)使用壽命是擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的重要因素。

定位性能：定位精度的高低與硬件資源、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、周邊環(huán)境、錨點(diǎn)數(shù)等因素有關(guān)。靶區(qū)定位技術(shù)是當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

移動(dòng)性：在一些特殊的應(yīng)用中，節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)需要移動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)難以迅速地進(jìn)行自組織，這也是影響其應(yīng)用的一個(gè)主要問題。

硬件安全：適用于特殊環(huán)境，例如海洋、化學(xué)污染區(qū)、水流、動(dòng)物等；要求高的結(jié)點(diǎn)硬件，需要防止外部損壞和腐蝕。

WSN實(shí)際應(yīng)用中受多種因素影響，涉及各種應(yīng)用場(chǎng)景。今后的研究需要克服這些因素，從而使網(wǎng)絡(luò)可以更廣泛地應(yīng)用。

目前研究重點(diǎn)：

一、通訊協(xié)定。

物理通信協(xié)議：對(duì)傳輸介質(zhì)、頻段選擇、調(diào)制方式等進(jìn)行研究。

數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議：研究網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展和信道接入問題，其中包括平面結(jié)構(gòu)、層結(jié)構(gòu)、混合物和Mesh結(jié)構(gòu)，其中包括固定分配、隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)或多個(gè)混合物。

網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議：對(duì)路由協(xié)議的研究，分為平面路由協(xié)議和整體路由協(xié)議。平層協(xié)議節(jié)點(diǎn)地位平等，易于擴(kuò)展，但缺乏管理，將路由劃分為集體和集體成員，便于管理和維護(hù)。

傳輸層協(xié)議：研究并提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸和誤碼恢復(fù)機(jī)制。

二是網(wǎng)絡(luò)管理。

能量管理：在不影響網(wǎng)絡(luò)性能的前提下，對(duì)節(jié)點(diǎn)能耗進(jìn)行研究，平衡網(wǎng)絡(luò)能耗，并動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)RF功率和電壓。

安全管理：對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全問題進(jìn)行研究，包括節(jié)點(diǎn)認(rèn)證、干擾信息處理、攻擊信息處理等。

三、應(yīng)用層技術(shù)支持。

時(shí)間同步：對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步有較高要求的應(yīng)用，如基于時(shí)分多址的MAC協(xié)議以及對(duì)時(shí)間監(jiān)控特別敏感的應(yīng)用，都需要進(jìn)行時(shí)間同步。

定位技術(shù)：針對(duì)高定位要求的應(yīng)用，研究了基于少數(shù)已知節(jié)點(diǎn)位置的硬件資源最小、成本最小和能量最小的定位技術(shù)。

四、硬件資源

微型化：根據(jù)具體應(yīng)用要求，對(duì)微型節(jié)點(diǎn)進(jìn)行研究。

成本低：不會(huì)影響節(jié)點(diǎn)性能，也不會(huì)降低節(jié)點(diǎn)硬件成本。

新型電源：研究大容量可再生能源，如太陽能電源，以解決限制傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和應(yīng)用的能源消耗問題。

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