无线传感网中简化MAC层协议的设计与仿真(2)

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4.5 本章小结 24

结论 25

致谢 26

参考文献 27

1 绪论

1.1 研究背景

从千年之前的烽火传递军情到现今信息化社会中通信技术的无处不在，在人类社会不断发展的过程之中，通信技术也在不断的革新和进步。特别是在近些年随着无线通信技术的持续快速发展，无线通信技术已经成为通信技术研究领域最活跃的一个方向。

相较于传统的有线通信，无线通信最显著的优势在于，它使人们在通信时减少了对通信设施的依赖，也就是赋予了通信一种不同以往的移动性。有了这种移动性，人们通过手机、个人电脑等终端设备实现通信的时候不会再受到时间、地点等限制。如今无线通信普及程度是如此之广，以至于人们难以想象假如没有了手机通信、WLAN等无线通信服务，社会将变成怎么样。论文网

无线通信技术赋予了通信终端设备的可移动性，这使得以前难以想象的一些通信方式成为了可能。特别是在传统的传感器技术和其他一些相关技术已经取得一定发展的背景下，将现代网络及无线通信技术与传感器技术、嵌入式技术以及分布式信息处理等技术相融合从而形成了一个集信息采集、传输、处理于一体的综合系统——无线传感网络（Wireless Sensor Network，WSN）[1]。

早期的无线传感网络研究主要用于军事领域，最早是应用在美国的海底监视系统来追踪苏联的潜艇，后来也被应用于雷达系统，它被认为是网络中心战——通过计算机网络来实现的统一作战指挥的作战思想中非常重要的一个部分[2]。无线传感网络被认为是现阶段非常重要的技术之一。无线传感网络使得人们获取外界信息的渠道不再仅限于通过自己的眼、鼻、耳等器官来感知，它在任何时候将无线传感网络部署在任何地方，并且可以获取更加精确详尽的各项数据。无线传感网络不但可以探测一些环境恶劣的地方，而且还能在复杂的实验环境中获取精准的数据。目前，无线传感网络在军事和民用领域都得到了广泛的应用。无线传感网络的构成如图1所示。

典型的无线传感网络结构拓扑图

图1 典型的无线传感网络结构拓扑图

一般地，无线传感网络主要有几个部分构成：传感器网络、汇集节点、传输网络以及信息处理中心。由传感器网络中的传感器节点获取所需要的信息，然后由传感器网络将采集的数据通过无线信道发送到汇集节点，再通过传输网络将数据发送到信息处理中心，最后由信息处理中心完成对信息的处理[3]。

无线传感网络里的通信方式有三种，一是传感器网络通过有固定设施的无线通信网络将数据发送道汇集节点，这种通信网络与现今人们使用的手机通过基站通信的方式属于一类，它的实现原理较为简单，前提必须是先安装相应的固定设施，在条件不充足的地方则不能工作；二是汇集节点通过因特网这个传输网络将数据发送到信息处理中心。因特网是通过WLAN或者有线等方式接入，WLAN与手机使用的通信网络属于一类，都是有固定设施的无线通信，而有线接入则是一种技术更加成熟的接入方式；三是在传感器网络的内部，由传感器节点通过无线的自组织通信网络进行数据发送，将每个传感器节点采集的数据发送出去，相对于前两种通信方式，无线自组织网络的通信是目前为止技术最不成熟的，也是最受关注的。