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1、无线传感器网络拓扑结构从无线传感器组网形态和方法来看，有集中式、分布式和混合式。集中式类似于 移动通信的蜂窝结构，可以集中管理；分布式结构类似于 Ad-hoc 网络结构，可 自组织网络接入连接，可以分步管理；混合式结构是集中式和分布式结构的组合。 其中无线传感器按节点功能及结构层次来看，有可分为平面网络结构、分级网络 结构、混合网络结构以及 Mesh 网络结构。1、平面网络：结构如下图 1.1 所示，是无线传感器网络中最简单的拓扑结构， 每个节点都为对等结构，具有完全一致的功能特性，也就是每个节点包含相同的 MAC、路由、管理和安全等协议。但是由于采用自组织协同算法形成网络，其 组网算法比较复
2、杂：图 1.1 无线传感器网络平面网络结构网络上层* 4 十 J 些一.V1网络下层O一H 0【 ； 02、分级网络结构（层次网络结构 ：如下图1.2 所示，分级网络分为上层和下层 两个部分上层为中心骨干节点；下层为一般传感器节点。骨干节点之间或者一 般传感器节点间采用的是平面网络结构，然而骨干节点和一般节点之间采用的是 分级网络结构。一般传感器节点没有路由、管理及汇聚处理等功能。图1.2无线传感器网络分级网络结构3、混合网络结构：如下图 1.3 所示，混合网络结构时无线传感器网络中平面网 络结构和分级网络结构的一种混合拓扑结构。这种结构和分级网络结构不同的是 一般传感器节点之间可以直接通信，
3、可不需要通过汇聚骨干节点来转发数据，但 是对所需硬件成本更高。f骨干节点翳i繼传感器节点 网貉下展/图 1.3 无线传感器网络的混合网络结构4、Mesh 网络结构：如下图 1.4 所示，这是新型的网络拓扑结构，这是种规则分 步的网络，不同于完全连接的网络结构。通常只允许和节点最近的邻居通信。网 络内部的节点一般也是相同的，因此 Mesh 网络也称为对等网。由于通常 Mesh 网络结构节点之间存在多条路由路径，网络对于单点或单个链路故障具有较强的 容错能力和鲁棒性。其中优点就是尽管所有节点都是对等的地位，且具有相同的 计算和通信传输功能，某个节点可被指定为簇首节点，而且可执行额外的功能， 一旦簇
4、首节点失效，另外一个节点可以立刻补充并接管原簇首那些额外执行的功图 1.4 无线传感器网络的 Mesh 网络结构从技术上看，基于 Mesh 网络结构的无线传感器具有以下特点：G由无线节点构成网络：这种类型的网络节点是由一个传感器或执行器构成且连 接到一个双向无线收发器。（2节点按照Mesh拓扑结构部署：网内每个节点至少可以和一个其他节点通信， 这种方式可以实现比传统的集线式或星型拓扑更好地网络连接性。具有自我形 成、自愈功能，以确保存在一条更加可靠的通信路径。G支持多跳路由：来自一个节点的数据在其到达一个主机网关或控制器前，可以 通过多个其余节点转发。通过Mesh方式的网络连接，只需短距离的通
5、信链路， 经受较少的干扰，因而可以为网络提供较高的吞吐率及较高的频谱复用效率。Q功耗限制和移动性取决于节点类型及应用的特点：通常基站或汇聚节点移动性 较低，感应节点可移动性较高。基站不受电源限制，而感应节点通常由电池供电。（55存在多种网络接入方式：可以通过新型、Mesh等节点方式和其他网络集成。无线传感器节点结构如下图1.5 所示，无线传感器由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量 供应模块这四部分组成。其中，传感器模块（传感器和模数转换器）负责监测区 域内信息的采集和数据转换；处理器模块（CPU、存储器、嵌入式操作系统等） 负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理本身采集的数据；无线通信模块（网 络、MAC、收发器）负责与其他传感器节点进行无线通信；能量供应模块为传 感器节点提供运行所需的能量，通常采用微型电池。图 1.5 无线传感器节点结构除了这四个模块外，传感器节点还可以包括其他辅助单元，如移动系统、定位系 统和自供电系统等。由于传感器节点采用电池供电，因此尽量采用低功耗器件， 以获得更高的电源效率。
传感器拓扑结构以及节点结构
