無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（wireless sensor network，wsn） 是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的大量廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一種多跳自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，他是當(dāng)前在上備受關(guān)注、涉及多學(xué)科、高度交叉、知識高度集成的前沿研究領(lǐng)域，綜合傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對象的信息（如光強、溫度、濕度、噪音、震動和有害氣體濃度等物理現(xiàn)象），并以無線的方式發(fā)送出去，通過無線網(wǎng)絡(luò)zui終發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者構(gòu)成了傳感器網(wǎng)絡(luò)的3個要素。如果說internet構(gòu)成了邏輯上的信息世界，改變了人與人之間的溝通方式，那么無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是將邏輯上的信息世界與客觀上的物理世界融合在一起，改變?nèi)祟惻c自然界的交互方式。人們可以通過傳感器網(wǎng)絡(luò)直接感知客觀世界，從而極大地擴展現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的功能和人類認(rèn)識世界的能力。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一項新興的技術(shù)，越來越受到國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工程界的關(guān)注，其在軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療護理、空間探索、智能家居、工業(yè)控制和其他商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是
將對21世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響的技術(shù)之一。
1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點
無線自組網(wǎng)絡(luò)（ ad-hoc network）是一種由幾十到上百個節(jié)點組成的，采用無線通信方式、動態(tài)組網(wǎng)的多跳移動性對等網(wǎng)絡(luò)。其目的是通過動態(tài)路由和移動管理技術(shù)，傳輸具有服務(wù)質(zhì)量要求的多媒體信息流。通常節(jié)點具有持續(xù)的能量供給。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)雖然與無線自組網(wǎng)絡(luò)有著相似之處，但同時也存在很大的差別。傳感器網(wǎng)絡(luò)是集成了監(jiān)測、控制以及無線通信的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，節(jié)點數(shù)目更為龐大，一個網(wǎng)絡(luò)有上千甚至上萬個節(jié)點；節(jié)點分布更為密集；由于環(huán)境影響和能量耗盡，節(jié)點更容易出現(xiàn)故障；環(huán)境干擾和節(jié)點故障易造成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化；在通常情況下，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點是固定不動的。另外，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點具有的能量、處理能力、存儲能力和通信能力等都十分有限。傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)的首要設(shè)計目標(biāo)是提供高的服務(wù)質(zhì)量和的帶寬利用，其次才考慮節(jié)約能源；而傳感器網(wǎng)絡(luò)的首要設(shè)計目標(biāo)是節(jié)點能量的使用。這也是傳感器網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)zui重要的區(qū)別之一。
綜合而言，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有如下特點：
（1）低速率，傳感器網(wǎng)絡(luò)通常只需定期傳輸諸如溫度、濕度之類的傳感器數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量小，采集數(shù)據(jù)頻率低；
（2）近距離，兩個傳感器節(jié)點之間的距離通常在幾十米到幾百米之間；
（3）低功耗，傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點體積微小，通常攜帶能量有限的電池，而且分布區(qū)域廣，環(huán)境復(fù)雜，有些區(qū)域甚至人員無法到達(dá)，通過更換電池的方式來補充能量是不現(xiàn)實的，因此要求節(jié)點具有極低的功耗；
（4）網(wǎng)絡(luò)容量大，要求網(wǎng)絡(luò)能夠容納上千甚至上萬的節(jié)點；
（5）動態(tài)組網(wǎng)，傳感器網(wǎng)絡(luò)地處復(fù)雜的地理環(huán)境，環(huán)境干擾和能量的耗盡，容易造成節(jié)點故障，因此要求傳感器網(wǎng)絡(luò)具有自組織、自愈特性，即動態(tài)組網(wǎng)功能；
（6）低成本，傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點多，一旦布置到監(jiān)測區(qū)域后，就不再回收，因此要求成本低廉。
2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)
針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點，世界各大芯片廠商提供了各種硬件及軟件解決方案。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點是一個微型的嵌入式系統(tǒng)，構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)平臺。目前，國內(nèi)外出現(xiàn)了多種傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計實現(xiàn)方法，他們在原理上是相似的，只是采用不同的微處理器或者不同的通信協(xié)議，比如采用自定義協(xié)議、802.11協(xié)議、zigbee協(xié)議、藍(lán)牙技術(shù)以及uwb通信方式等。其中，zigbee是新興的具有自組網(wǎng)功能的ad-hoc網(wǎng)絡(luò)，是一種近距離、低復(fù)雜度、低數(shù)據(jù)速率、低功耗、低成本的雙向無線通信技術(shù)。zigbee的技術(shù)特性決定他是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的解決方案。
zigbee聯(lián)盟成立于2001年8月，目前其成員已經(jīng)超過200余家。2004年12月，zigbee聯(lián)盟制定了zigbeespecification v1.0，并于2006年11月推出zigbee-prospecification增強版。zigbee聯(lián)盟日前批準(zhǔn)在zui初的規(guī)范中增加功能更強和更具靈活性的zigbee pro框架堆棧，其增強功能特別體現(xiàn)在易用性和對大型網(wǎng)絡(luò)的支持方面。“zigbee 2007版本，將整合2006年發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)功能組和zigbee pro。其中，新的zigbee pro將zui大程度地增強zigbee的所有功能，并提高易用性和對大型網(wǎng)絡(luò)的支持。另外，目前zigbee聯(lián)盟在zui初規(guī)范的基礎(chǔ)上增加了網(wǎng)絡(luò)可伸縮性，分解片段功能，即分解較長消息以及實現(xiàn)與其他協(xié)議和系統(tǒng)交互的能力，頻率捷變功能和設(shè)備自動尋址管理能力等。zigbee標(biāo)準(zhǔn)在zigbee聯(lián)盟的推動下，正日趨增強和完善。世界各大芯片