傳感器節點(diǎn)借助于其內置的形式多樣的傳感器，測量所在周邊環(huán)境中的熱、紅外、聲吶、雷達和地震波信號，也包括溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動(dòng)物體的大小、速度和方向等眾多人們感興趣的物理現象。傳感器節點(diǎn)間具有良好的協(xié)作能力，通過(guò)局部的數據交換來(lái)完成全局任務(wù)。
由于傳感器網(wǎng)絡(luò )的節點(diǎn)特點(diǎn)的要求，多跳、對等的通信方式較之傳統的單跳、主從通信方式更適合于無(wú) 線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )，同時(shí)還可有效避免在長(cháng)距離無(wú)線(xiàn)信號傳播過(guò)程中遇到的信號衰落和干擾等問(wèn) 題。通過(guò)網(wǎng)關(guān)，傳感器網(wǎng)絡(luò )還可以連接到現有的網(wǎng)絡(luò )基礎設施上，從而將采集到的信息回傳 給遠程的終端用戶(hù)使用。 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )具有以下的特點(diǎn)。
(1)大規模網(wǎng)絡(luò )
為了獲取精確信息，在監測區域內通常部署大量傳感器節點(diǎn)，傳感器節點(diǎn)數量可能達到 成千上萬(wàn)，甚至更多。
傳感器網(wǎng)絡(luò )的大規模性包括兩方面的含義：
一方面是傳感器節點(diǎn)分布 在很大的地理區域內，如在原始大森林中采用傳感器網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行森林防火和環(huán)境監測，需要部署大量的傳感器節點(diǎn)；
另一方面，傳感器節點(diǎn)部署很密集，在一個(gè)面積不是很大的空間內， 密集部署了大量的傳感器節點(diǎn)。傳感器網(wǎng)絡(luò )的大規模性具有如下優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)不同空間視角獲 得的信息具有更大的信噪比；通過(guò)分布式處理大量的采集信息能夠提高監測的準確度，降低 對單個(gè)節點(diǎn)傳感器的準確度要求；大量冗余節點(diǎn)的存在，使得系統具有很強的容錯性能；大 量節點(diǎn)能夠增大覆蓋的監測區域，減少盲區。
(2)自組織網(wǎng)絡(luò )
在傳感器網(wǎng)絡(luò )應用中，通常情況下傳感器節點(diǎn)被放置在沒(méi)有基礎結構的地方。傳感器節 點(diǎn)的位置不能預先精確設定，節點(diǎn)之間的相互鄰居關(guān)系預先也不知道，如通過(guò)飛機播撒大量 傳感器節點(diǎn)到面積廣闊的原始森林中，或隨意放置到人不可到達或危險的區域。
這樣就要求 傳感器節點(diǎn)具有自組織的能力，能夠自動(dòng)進(jìn)行配置和管理，通過(guò)拓撲控制機制和網(wǎng)絡(luò )協(xié)議自 動(dòng)形成轉發(fā)監測數據的多跳無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )系統。 在傳感器網(wǎng)絡(luò )的使用過(guò)程中，部分傳感器節點(diǎn)由于能量耗盡或環(huán)境因素造成失效，也有 一些節點(diǎn)為了彌補失效節點(diǎn)、增加監測準確度而補充到網(wǎng)絡(luò )中，這樣在傳感器網(wǎng)絡(luò )中的節點(diǎn)個(gè)數就動(dòng)態(tài)地增加或減少，從而使網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構隨之動(dòng)態(tài)地變化。傳感器網(wǎng)絡(luò )的自組織性 要能夠適應這種網(wǎng)絡(luò )拓撲結構的動(dòng)態(tài)變化。
(3)多跳路由
網(wǎng)絡(luò )中節點(diǎn)通信距離有限，一般在幾十到幾百米范圍內，節點(diǎn)只能與它的鄰居直接通信。如果希望與其射頻覆蓋范圍之外的節點(diǎn)進(jìn)行通信，則需要通過(guò)中間節點(diǎn)進(jìn)行路由。網(wǎng)絡(luò ) 的多跳路由使用網(wǎng)關(guān)和路由器來(lái)實(shí)現，而無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中的多跳路由是由普通網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)完成的，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的路由設備。這樣每個(gè)節點(diǎn)既可以是信息的發(fā)起者，也可以是信息的轉 發(fā)者。
(4)動(dòng)態(tài)性網(wǎng)絡(luò )
傳感器網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構可能因為下列因素而改變：
①環(huán)境因素或電能耗盡造成的傳感器 節點(diǎn)出現故障或失效；
②環(huán)境條件變化可能造成無(wú)線(xiàn)通信鏈路帶寬變化，甚至時(shí)斷時(shí)通；
③傳感器網(wǎng)絡(luò )的傳感器、感知對象和觀(guān)察者這三要素都可能具有移動(dòng)性；
④新節點(diǎn)的加入。 這就要求傳感器網(wǎng)絡(luò )系統要能夠適應這種變化，具有動(dòng)態(tài)的系統可重構性。
(5)可靠的網(wǎng)絡(luò )傳感器網(wǎng)絡(luò )
可靠的網(wǎng)絡(luò )傳感器網(wǎng)絡(luò )特別適合部署在惡劣環(huán)境或人類(lèi)不宜到達的區域，傳感器節點(diǎn)可能工作在露天環(huán)境中，遭受太陽(yáng)的暴曬或風(fēng)吹雨淋，甚至遭到無(wú)關(guān)人員或動(dòng)物的破壞。傳感器節點(diǎn)往往 采用隨機部署，如通過(guò)飛機播撒或發(fā)射“炮彈”到指定區域進(jìn)行部署。
這些都要求傳感器節點(diǎn)非常堅固，不易損壞，適應各種惡劣的環(huán)境條件。 由于監測區域環(huán)境的限制以及傳感器節點(diǎn)數目巨大，不可能人工“照顧”到每個(gè)傳感器節點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò )的維護十分困難甚至不可維護。傳感器網(wǎng)絡(luò )的通信保密性和安全性也十分重要，要防止監測數據被盜取和獲取偽造的監測信息。因此，傳感器網(wǎng)絡(luò )的軟硬件必須具有魯 棒性和容錯性。
(6)以數據為中心的網(wǎng)絡(luò )
傳感器網(wǎng)絡(luò )是任務(wù)型的網(wǎng)絡(luò )，脫離傳感器網(wǎng)絡(luò )談?wù)搨鞲衅鞴濣c(diǎn)沒(méi)有任何意義。傳感器網(wǎng) 絡(luò )中的節點(diǎn)采用節點(diǎn)編號標志，節點(diǎn)編號是否需要全網(wǎng)唯一取決于網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議的設計。由于傳感器令點(diǎn)隨機部署，構成的傳感器網(wǎng)絡(luò )與節點(diǎn)編號之間的關(guān)系是完全動(dòng)態(tài)的，表現為節點(diǎn)編號與節點(diǎn)位置沒(méi)有必然聯(lián)系。用戶(hù)使用傳感器網(wǎng)絡(luò )查詢(xún)事件時(shí)，直接將所關(guān)心的事件通 告給網(wǎng)絡(luò )，而不是通告給某個(gè)確定編號的節點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò )在獲得指定事件的信息后匯報給用戶(hù)。
這種以數據本身作為査詢(xún)或傳輸線(xiàn)索的思想更接近于自然語(yǔ)言交流的習慣。所以通常說(shuō)傳感 器網(wǎng)絡(luò )是一個(gè)以數據為中心的網(wǎng)絡(luò )。 例如，在應用于目標跟蹤的傳感器網(wǎng)絡(luò )中，跟蹤目標可能出現在任何地方，對目標感興 趣的用戶(hù)只關(guān)心目標出現的位置和時(shí)間，并不關(guān)心哪個(gè)節點(diǎn)監測到目標。事實(shí)上，在目標移 動(dòng)的過(guò)程中，必然是由不同的節點(diǎn)來(lái)提供目標的位置消息的。
(7)應用相關(guān)的網(wǎng)絡(luò )
傳感器網(wǎng)絡(luò )用來(lái)感知客觀(guān)物理世界，獲取物理世界的信息量?？陀^(guān)世界的物理量多種多 樣，不可窮盡。不同的傳感器網(wǎng)絡(luò )應用關(guān)心不同的物理量，因此對傳感器的應用系統也有多 種多樣的要求。不同的應用背景對傳感器網(wǎng)絡(luò )的要求不同，其硬件平臺、軟件系統和網(wǎng)絡(luò )協(xié) 議必然會(huì )有很大差別。所以傳感器網(wǎng)絡(luò )不能像因特網(wǎng)一樣，有統一的通信協(xié)議平臺。
對于不同的傳感器網(wǎng)絡(luò )應用雖然存在一些共性問(wèn)題，但在開(kāi)發(fā)傳感器網(wǎng)絡(luò )應用中，更關(guān)心傳感器網(wǎng) 絡(luò )的差異。只有讓系統更貼近應用，才能做出最髙效的目標系統。針對每一個(gè)具體應用來(lái)研 究傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，這是傳感器網(wǎng)絡(luò )設計不同于傳統網(wǎng)絡(luò )的顯著(zhù)特征。
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