致  谢 33

参考文献 34

1  绪论

1.1  传感器的简介

传感器是获取自然领域中信息的主要途径和手段，它是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件或化学组成，并将探知的信息传递给其他装置或器官。传感器直接作用于被测量，将被测的非电量信号通过元件或电路转化为电量信号。其功用就是感知并传递信息。

传感器的种类有很多，按它的工作原理可分为机械式传感器、电气式传感器、辐射式传感器、流体式传感器等；按信号变换特征来分可分为物性型和结构型；按传感器能量转换情况可分为能量转换型和能量控制型；按被测物理量分可分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、加速度传感器等。如图1.1所示传感器，汽车轮胎压力监视系统 “Tire Pressure Monitoring System”的英文缩写，主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气和低气压进行报警，以保障行车安全，是驾车者、乘车人的生命安全保障预警系统。

图1.1  汽车轮胎压力监测传感器图

1.2  传感器网络概述

1.2.1  传感器网络的发展历程

上世纪70年代，第一代传感器网络就出现，它将传统传感器构成了传感器网络雏形。随着学科的不断发展和进步，传感器网络有了获取多种信息信号的综合处理能力，并通过与控制器的连接，组成了有信息综合和处理能力的传感器网络，构成了第二代传感器网络。上世纪90年代末开始，现场总线技术开始应用于传感器网络，人们使用无线技术连接组建智能化传感器局域网络，形成了第三代传感器网络[2]。

无线传感器网络是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，报告给用户。大量的传感器节点将探测数据，通过汇聚节点经其它网络发送给了用户。它的英文是Wireless Sensor Network, 简称WSN。 

1.2.3  无线传感器网络的特点

1.大规模 2.自组织 3.动态性 4.可靠 5.以数据为中心[3]

1.2.4  无线传感器网络的应用

无线传感器网络的应用领域包括:环境监测、军事侦察、建筑物监测、医疗等等。随着技术的发展和完善，无线传感器网络将遍布我们生活的环境，从而实现“无处不在的计算”。

1.2.5  传感器网络体系结构

如图1.2所示，传感器网络通常包含传感器节点、任务管理节点和汇聚节点。传感器节点大量的密集布设在监测区域附近，而且它们是以自组织的方式构成的网络。节点监测的数据沿其他节点逐跳传输。在这过程中数据可能被节点处理，多跳后集中到汇聚节点，最后再经过互联网到达管理。用户对网络进行配置和管理等操作就是通过这管理节点。 传感器网络体系结构图[4]

2  传感器传感器网络节点数据采集

2.1数据采集的特点和要求

从无线传感器功能结构看，可以将其抽象为基础层、网络层、数据管理与处理层以及应用层[5]。其中，第三层的功能有对数据进行采集，存储，查询，分析和挖掘等操作，从而用户获得有价值的消息。因此数据采集是传感器网络重要研究问题之一

无线传感器网络是以数据为中心的，它不能照搬传统的数据采集方式，传感器节点能量有限，而且用户需求也不能将原始数据不断直接发送给用户。因此，对无线传感器网络的数据处理必须迎合以数据为中心的特点，将多个节点提取的信息进行处理后再传送给用户。