无线传感器网络的异构性研究1
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第３７卷第２期
２００７年３月
航空计算技术
Ａｅｍｎａｕｔｉｃａｌ
Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
Ｖ０１．３７
Ｎｏ．２
Ｍａｒ．２００７
无线传感器网络的异构性研究
潘巨龙，闻
育
（中国计量学院计算机系，江苏杭州３１００１８）
摘要：随着无线通信技术和微电子技术的快速发展，低成本、高度集成和自组织的无线传感器网
络将会逐渐普及。首先总结归纳了无线传感器网络异构性的几种表现形式，如计算能力异构性、节
点能量异构性、链路异构性及网络协议异构性，然后介绍了异构无线传感器网络层次网络体系结构
和两种适用于无线传感器网络的标准．最后对无线传感器网络的安全问题进行简单探讨。
关键词：无线传感器网络；层次网络体系结构；异构传感器网络；异构性
中图分类号：７Ｉ玛９３
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７１石５４ｘ（２００７）０２旬１２４Ｄ３
引言
无线传感器网络（ｗｉｒｅｌｅｓｓ
Ｓｅｎｓｏｒ
Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，简称
ｗｓＮ）是当今国际上备受关注、涉及多学科交叉和集
成的前沿热点研究领域，它综合了传感技术、嵌入式计
算技术、现代网络技术、无线通信技术及分布式信息处
理技术等学科知识。
无线传感器网络具有十分广阔的应用前景，在军
事国防、城市管理、生物医疗、环境监测、危险区域远程
控制等许多领域都有潜在的实用价值，已经引起了许
多国家学术界和工业界的高度重视，被认为是对２１世
纪产生巨大影响力的技术之一…。近年来，国内外一
些著名的科研院所和高技术公司均在进行相关研究，
并已取得可喜成果．美国加州大学伯克利分校、加州大
学洛杉矶分校、麻省理工学院、康乃尔大学、瑞士苏黎
世联邦技术学院、美国ＣＲＯＳＳＢＯＷ公司、ＩＮＴＥＬ公司
和英国Ｊｅｎｎｉｃ公司等都已有相当丰富的研究成果和相
关产品．国内如清华大学、中科院软件所、中科院计算
所、沈阳自动化所、国防科技大学、中国科技大学、哈尔
滨工业大学、电子科技大学和浙江大学等单位也开展
了无线传感器网络理论和应用研究．从可以获得的文
献资料看，目前我国的ＷＳＮ研究尚处于起步阶
段‘２，３｜。
传感器节点可以根据感测能力、计算能力、通信能
力和能量等不同而分为不同种类．异构传感器网络
（ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ
ｓｅｎｓｏｒ
ｎｅｔｗｏｒｋｓ）是指由多种不同类型
的传感器节点构成的网络；反之，由相同类型传感器节
点组成的网络称为同构传感器网络（ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ
ｓｅｎ．
ｓｏｒ
ｎｅｈ旧ｒｋｓ）Ｈ
Ｊ。早期的传感器网络研究，一般均集中
在对同构传感器网络上，即网络内所有节点资源都是
一样的，开展的有关低能量网络路由协议和ＭＡＣ协议
等研究，研究的节点类型相对比较单一；而在实际的传
感器网络配置和应用时，有时必须要考虑传感器网络
的异构性，如大部分传感器网络节点采用电池供电方
式，其能量是受限的；而对某些重要节点则用市电电源
供电或太阳能可充电电源，这将降低对整个网络的能
耗需求，极大地改善整个传感器网络的生命周期。
本文首先介绍传感器网络的几种异构性表现形
式、层次网络体系结构和相关协议标准，最后对安全问
题进行简单探讨。
１
传感器网络的几种异构性表现形式
根据传感器网络节点的一些特性，我们把传感器
网络的异构性总结归纳为以下４个方面：
１）计算能力异构性
ｗｓＮ是由一到数个无线ｓｉｎｋ网关节点以及为数
众多的传感器节点（ｓｅｎｓｏｒ
ｎｏｄｅ）构成的一个网络系
统，传感器节点之间以及节点和ｓｉｎｋ网关节点之间采
用无线方式进行通讯．对于有些特殊应用场景，在为数
众多的传感器节点中，再把它们分为高级节点（ａｄ—
ｖａｎｃｅｄ
ｎｏｄｅ）和普通节点（ｎｏｍａｌ
ｎｏｄｅ）两种”Ｊ，也有
资料称高级节点为Ｂａｃｋｈａｕｌ
Ｎｏｄｅ【６ｊ。例如高级节点
由３２位或１６位处理机组成，其相应的内存和ＦＬＡｓＨ
等资源较之普通节点多，其节点功能也要复杂得多（如
定位功能或负责通信同步功能等），其耗电量要高于普
收稿日期：２００６鹕圆
修订日期：２００７旬３－１４
作者简介：潘巨龙（１９６５一），男，浙江台州人，高级工程师，主要研究方向为嵌入式操作系统，无线传感器网络和无线接人技术。
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