隨著信息時代的到來，傳感器技術(shù)成為了獲取數(shù)據(jù)和信息的最重要方法，而無限傳感網(wǎng)絡(luò)更是成為了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心組成部分，它實現(xiàn)了信息的采集、分析和傳輸三大功能，與計算機技術(shù)和通信技術(shù)共稱為信息技術(shù)的三大支柱。

　　無線傳感網(wǎng)絡(luò)的官方定義為：“由大量無處不在的、具有通信與計算能力的微小傳感器節(jié)點，密集布設(shè)在無人值守的監(jiān)控區(qū)域而構(gòu)成的能夠根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務(wù)的自治測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?！庇啥x可以知道，無線網(wǎng)絡(luò)可以由大量靜止或移動的傳感器組成，而節(jié)點是其基本結(jié)構(gòu)，整個無限傳感網(wǎng)絡(luò)由傳感器節(jié)點、網(wǎng)關(guān)節(jié)點、傳輸網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心四個基礎(chǔ)節(jié)點組成。

　　傳感器節(jié)點是一個小型的嵌入式系統(tǒng)，它是傳感網(wǎng)最基礎(chǔ)的平臺，由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和能量供應(yīng)模塊組成。其硬件結(jié)構(gòu)圖如下：

　　其中，傳感器模塊由傳感器和轉(zhuǎn)換器組成，負(fù)責(zé)感知被監(jiān)控對象的數(shù)據(jù)信息。處理器模塊包括處理器和存儲器，負(fù)責(zé)存儲采集信息并控制整個傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的工作。無線通信模塊就像一個收發(fā)裝置，負(fù)責(zé)完成節(jié)點間的通信工作。而能源供應(yīng)模塊就是一個小型的電池，負(fù)責(zé)各節(jié)點的能源供給。

　　網(wǎng)關(guān)節(jié)點又叫匯聚節(jié)點，就是將眾多的傳感器節(jié)點所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，再通過傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送到控制服務(wù)器，是傳感網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的連接紐帶。由于傳輸需要，該節(jié)點無論是處理能力、通信能力還是存儲能力都較傳感器節(jié)點要強。

　　傳輸網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的結(jié)構(gòu)較簡單，傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)傳感器與監(jiān)控服務(wù)器之間，以及傳感器之間的互傳信息，并建立合適的通信路徑。而遠(yuǎn)程監(jiān)控中心則是對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和配置，并發(fā)布測控任務(wù)。

　　無線傳感網(wǎng)絡(luò)的各個節(jié)點協(xié)同操作，不僅可以探測磁場、地震、溫度、光照度、噪音、物體的各項屬性，還能在航空、軍事、救災(zāi)、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療等應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。當(dāng)然，完成這些復(fù)雜的工作還需要技術(shù)的支持，經(jīng)簡略劃分，無線傳感網(wǎng)絡(luò)主要用到以下關(guān)鍵技術(shù)：

　　第一，定位技術(shù)。為實現(xiàn)秘密檢測，無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的體積通常都很小，這導(dǎo)致其內(nèi)部資源和能量的儲存量較少。因此，無限傳感網(wǎng)的定位技術(shù)必須具有靈活、低復(fù)雜度算法、高魯棒性等特點，以便延長網(wǎng)絡(luò)壽命，減少能源消耗。

　　第二，數(shù)據(jù)融合技術(shù)。在無線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，每個傳感器都能采集到大量的數(shù)據(jù)和信息，有用戶需要的數(shù)據(jù)，也有不需要冗余信息。這時候，就需要數(shù)據(jù)融合技術(shù)將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，整合出更加符合用戶需求的高效信息。該技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

　?。?）節(jié)省能量。很多時候，相鄰的兩個傳感器之間所采集的數(shù)據(jù)非常相近，如果將這些冗余的數(shù)據(jù)全部傳輸，無疑會增加傳輸網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，損耗更多的能源，所以要依靠數(shù)據(jù)融合來清理重復(fù)的數(shù)據(jù)信息。

　?。?）信息獲取準(zhǔn)確。傳感網(wǎng)絡(luò)周圍的環(huán)境千遍萬化，傳感器節(jié)點所采集的數(shù)據(jù)也未必準(zhǔn)確，通過對某一區(qū)域的所有傳感節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，有利于獲取更加可靠的信息。

　?。?）能提高數(shù)據(jù)收集速度。在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)傳輸通道的大小使固定的，數(shù)據(jù)融合之后，體積變小，減少了傳輸延遲，在一定程度上提高了數(shù)據(jù)收集的效率。

　　第三，QoS建設(shè)技術(shù)。QoS在上文提到過，是一種保障網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，解決網(wǎng)絡(luò)堵塞和延遲的一種核心技術(shù)，無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的QoS，會根據(jù)用戶具體應(yīng)用的不同，結(jié)合其網(wǎng)絡(luò)特征完成設(shè)計。目前，QoS技術(shù)的目標(biāo)是實現(xiàn)帶寬的最優(yōu)化利用、能源使用的最低化和QoS的最合理控制。

　　第四，同步管理技術(shù)。在傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)中，主要考慮的還是時間同步，如網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議（NTP）就可以解決全局時間同步的問題。在無限傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，時間同步也是最重要的，難點是每個傳感器都有自己的本地時鐘，不同節(jié)點的頻率不盡相同，而且還受到溫度和磁場的影響。這時候，就需要時間同步管理機制為傳感網(wǎng)中的所有節(jié)點提供相同的時間標(biāo)準(zhǔn)，而結(jié)合無線傳感網(wǎng)絡(luò)的體積特點，時間同步設(shè)備必須要在大小、成本、能耗方面控制得相當(dāng)?shù)轿弧?br />
　　第五，網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)。無線傳感網(wǎng)絡(luò)的無線傳輸通道相對于有線傳輸通道有其局限性，那就是安全系數(shù)低，很容易意被黑客竊取數(shù)據(jù)，或進(jìn)行信息篡改、惡意攻擊。而無線傳感網(wǎng)絡(luò)又不能像其他網(wǎng)絡(luò)那樣設(shè)計空間復(fù)雜度大的密匙，因為其計算能力和存儲能力都無法達(dá)到。所以，在設(shè)計無限傳感網(wǎng)絡(luò)的安全系統(tǒng)時，必須要考慮安全管理、點對點消息認(rèn)證、完整性鑒別、能量有限性等問題。目前，最常用的安全系統(tǒng)是基于塊加密和定制流加密的RC4/6等算法。

　　第六，無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。無線傳感網(wǎng)絡(luò)不光有其自組織性，而且是通過多個節(jié)點的多跳通信，這使得無線通信技術(shù)成為了區(qū)別于其他通信技術(shù)的全新研究領(lǐng)域。此外，無線通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)劣在一定程度上決定了無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的成與敗。

　　第七，嵌入式實時系統(tǒng)軟件技術(shù)。無線傳感器的各個節(jié)點就是嵌入式系統(tǒng)，同時，傳感器各節(jié)點的信息采集等功能要求整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要對外部的事件進(jìn)行實時反應(yīng)。所以，無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計既要滿足嵌入式系統(tǒng)的要求，又要有實時系統(tǒng)的特性。