4、无线传感器网络：概念、应用与设计挑战

无线传感器网络：概念、应用与设计挑战

1. 计算的第三时代

计算机领域不断发展，经历了大型机时代、个人计算机时代，如今正迈向第三时代。

1.1 大型机时代

约30年前，大型机广泛应用于大学等场所。众多用户共享一台大型机，计算能力伴随着高成本和大量维护工作。

1.2 个人计算机时代

随着摩尔定律的推进，个人计算机时代到来。计算机变得更便宜、更小，普通用户家中和工作场所普遍拥有多台计算机。

1.3 第三时代的来临

如今，个人计算机不断小型化，手机等设备功能日益强大。无线通信技术的发展使人们习惯了无线设备，互联网的普及让数据不受地理位置限制。处理器变得更小、更便宜，融入到各种日常设备中。人们致力于让这些设备相互通信，组成自组织网络。

这就是Mark Weiser在二十年前设想的第三计算机时代，也被称为普适计算、泛在计算等。在这个时代，用户被无形的智能基础设施包围，计算能力的使用方式发生了逆转，用户使用多个嵌入式网络的服务，设备的原有功能得到增强，日常生活的各个领域都有持续的交互。

未来，技术将继续进步，设备的小型化、功能数量、电池寿命和连接性等问题将得到改善，计算机将配备更多传感器和“执行器”，设计适用于大量设备协同工作的应用将是嵌入式系统发展的下一步。

2. 什么是无线传感器网络

无线传感器网络是一类广泛的设备统称。任何配备处理器、具有传感和通信能力，并能自组织成网络的设备集合都属于这一范畴。

2.1 传统监测与无线传感器网络监测对比

传统监测方式需要构建大型、坚固的