Đồ án Vấn đề năng lượng trong mạng Wireless Sensor và đánh giá bằng mô phỏng

Trong những năm gần đây sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, công nghệ vi mạch điện tử và viễn thông đặc biệt là trong lĩnh vực vô tuyến đã đem lại nhiều ứng dụng mới, cho phép chúng ta có thể dễ dàng thu thập thông tin ở bất kỳ điều kiện và vùng địa lý nào. Có nhiều phương pháp khác nhau cho phép chúng ta thu thập thông tin trong đó mạng Wireless Sensor hiện đang được dùng phổ biến trên thế giới và đang dần xâm nhập vào nước ta. Có nhiều vấn đề đặt ra cho mạng Wireless Sensor như vấn đề năng lượng, vấn đề đồng bộ sensor, vấn đề mở rộng mạng... Năng lượng luôn là yếu tố quan trọng của tất cả các loại mạng. Với mạng Wireless Sensor do tính đặc thù của mạng là hạn chế về phần cứng và ứng dụng ở nhiều vùng địa lí phức tạp nên vấn đề năng lượng càng trở lên quan trọng.

doc83 trang | Chia sẻ: diunt88 | Lượt xem: 3536 | Lượt tải: 5download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Vấn đề năng lượng trong mạng Wireless Sensor và đánh giá bằng mô phỏng, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Mục lục Mục lục 1 Thuật ngữ viết tắt 4 Lời nói đầu 6 Chương I : Tổng quan về mạng Wireless Sensor 7 1.1. Giới thiệu mạng cảm biến không dây 7 1.2. Nền tảng phát triển mạng 7 1.2.1. Mạng Ad hoc không dây 7 1.2.2. Nền tảng công nghệ 10 1.3. Mô tả hệ thống 12 1.3.1. Mô tả hệ thống tổng quát 12 1.3.2. Hệ thống WISENET 13 1.4. Tổng quan về kiến trúc mạng 17 1.4.1. Lớp ứng dụng 18 1.4.1.1. Giao thức quản lý Sensor 18 1.4.1.2. Giao thức phân nhiệm vụ và quảng cáo số liệu 19 1.4.1.3 Giao thức truy vấn Sensor và phổ biến số liệu 20 1.4.2 Lớp giao vận 20 1.4.3 Lớp mạng 21 1.4.4. Liên kết liên mạng 21 1.4.5 Lớp liên kết số liệu 22 1.4.5.1 Điều khiển truy nhập môi trường truyền dẫn 22 1.4.5.2 Điều khiển sửa lỗi 23 1.4.6 Lớp vật lý 24 1.5. Đặc điểm của mạng Wireless Sensor 25 1.5.1. Kích thước vật lý nhỏ và tiêu thụ công suất thấp 25 1.5.2. Hoạt động đồng thời với độ tập trung cao 26 1.5.3. Khả năng liên kết vật lý và phân cấp điều khiển hạn chế 26 1.5.4. Tính đa dạng trong thiết kế và sử dụng 26 1.5.5. Hoạt động tin cậy 27 1.6. ứng dụng của mạng Sensor 27 1.6.1. ứng dụng trong quân sự 27 1.6.2. ứng dụng về môi trường 29 1.6.3. ứng dụng trong y tế 30 1.6.4. ứng dụng trong gia đình 30 1.6.5. Các ứng dụng thương mại khác 31 Chương II : Năng lượng trong mạng Wireless Sensor 33 2.1. Tính đặc thù của mạng 33 2.1.1. Hạn chế phần cứng 33 2.1.2. Môi trường hoạt động 34 2.1.3. Môi trường truyền dẫn 35 2.2. Sự tiêu thụ năng lượng 36 2.2.1. Năng lượng cho nhiệm vụ cảm biến 37 2.2.2. Năng lượng cho truyền thông 37 2.2.3. Năng lượng cho xử lý 38 2.3. Các giải pháp tiết kiệm năng lượng 38 2.3.1. Giải pháp định tuyến 38 2.3.1.1. Các phương pháp định tuyến tối ưu về năng lượng 39 2.3.1.2. Phương pháp định tuyến số liệu tập trung 40 2.3.1.3. Các giao thức lớp mạng khác được đề xuất cho mạng Sensor 41 2.3.2. Giải pháp truy nhập môi trường truyền dẫn 46 2.3.2.1. Yêu cầu với giao thức điều khiển truy nhập môi trường (MAC) cho mạng sensor 46 2.3.2.2. Các giao thức MAC cho mạng sensor 47 2.3.2.3. Các chế độ hoạt động tiết kiệm năng lượng 50 2.3.3. Quản lý nguồn công suất 50 2.3.3.1 Thời gian tồn tại 51 2.3.3.2 Phát hiện nguồn thấp "Low Battery" 51 2.3.3.3. Cảnh báo "Low Battery" 53 2.3.4. Tận dụng các nguồn năng lượng trong tự nhiên 54 2.3.1.1. Tế bào quang điện 55 2.3.1.2. Các nguồn năng lượng khác 56 Chương III : Phần mềm mô phỏng năng lượng cho mạng Wireless Sensor 57 3.1. Mô hình hoá mô phỏng 57 3.1. Mô hình nguồn năng lượng 57 3.3. Thiết kế phần mềm mô phỏng mạng Wireless Sensor 58 3.3.1. Phần mềm NS-2 58 3.3.2. Cơ sở phát triển mô phỏng mạng Sensor trên nền NS-2 61 3.3.3. Các định dạng mới trong NS-2 62 3.3.4. Thay đổi trong NS-2 64 3.4. Thiết lập mã lập trình mô phỏng 66 3.4.1. Thiết lập kênh hiện tượng và kênh dữ liệu 66 3.4.2. Thiết lập một giao thức MAC cho kênh Phenomenon 66 3.4.3. Thiết lập các nút Phenomenon với giao thức "định tuyến" Phenom 66 3.4.4. Thiết lập tốc độ và kiểu xung của Phenomenon 67 3.4.5. Định hình nút Sensor 68 3.4.6. Thiết lập các nút Non-Sensor (điểm thu thập dữ liệu, Gateway) 69 3.4.7. Gắn kết các tác nhân Sensor 70 3.4.8. Gắn kết một tác nhân UDP và ứng dụng Sensor cho mỗi nút 70 3.4.9. Khởi động ứng dụng Sensor 70 Chương IV: Mô phỏng mạng Wireless Sensor 71 4.1. Mục đính mô phỏng 71 4.2. Thực hiện mô phỏng 72 4.2.1. Mã chương trình 72 4.2.1. Phân tích kết quả 73 4.2. Kết quả 74 4.2.1. Sự tổn hao năng lượng 75 4.2.2. Tốc độ giảm năng lượng khi tăng số nút mạng 77 4.2.3. Tốc độ giảm năng lượng khi mật độ mạng không đổi 78 4.2. Đánh giá 79 Kết luận 80 Tài liệu tham khảo 81 Thuật ngữ viết tắt Từ viết tắt  Nghĩa tiếng Anh  Nghĩa tiếng Việt   ADC  Analogue/Digital converter  Bộ chuyển đổi tương tự / số   AODV  Ad Hoc On-Demand Distance- Vector  Định tuyến dựa vào chuỗi chỉ hướng theo yêu cầu tạm thời   API  Application program interface  Hệ giao tiếp lập trình ứng dụng   ARC  Adaptive transmitssion rate control  Điều khiển tốc độ truyền dẫn thích ứng   ARQ  automatic repeat request  Cơ chế sửa lỗi bằng yêu cầu lặp lại tự động   BER  Bit error rate  Tỷ lệ lỗi bit   CSMA  Carrier sense multiple access  Đa truy nhập theo cảm biến lưu lượng   DSDV  Destination-Sequenced Distance-Vector  Định tuyến theo chuỗi chỉ hướng với đích tuần tự   DSR  Dynamic Source Routing  Giao thức định tuyến nguồn động   FDMA  Frequency division multiple access  Đa truy nhập phân chia theo tần số   FEC  Forward error correction  Cơ chế sửa lỗi trước   GPS  Global Possition System  Hệ thống định vị toàn cầu   HTTP  HyperText Tranffer Protocol  Giao thức truyền siêu văn bản   ISM band  Industrial, Scientific and Medical band  Dải tần sử dụng cho các ứng dụng công nghiệp, khoa học và y học   LEACH  Low energy adaptive clustering hierarchy  Phân cấp cụm thích ứng với năng lượng thấp   MAC  Medium access control  Điều khiển truy nhập môi trường truyền dẫn   MANET  Mobile ad hoc network  Mạng di động ad hoc (tạm thời, không có cơ sở hạ tầng)   ME  Minimum energy  Năng lượng tiêu thụ cực tiểu   MECN  Minimum energy communication network  Mạng truyền thông với năng lượng cực tiểu   MH  Minimum hop  Số bước nhảy cực tiểu   NAM  Network AniMator  Mô tả mạng bằng hình ảnh động   NS-2  Network Simulator version 2  Phần mềm mô phỏng mạng phiên bản2   Otcl  Object-oriented tool command language  Ngôn ngữ điều khiển bằng lệnh hướng đối tượng   PA  Power available  Mức năng lượng hiện tại   QoS  Quality of service  Chất lượng dịch vụ   REQ  Request message  Bản tin yêu cầu   RERR  Route error packet  Gói báo lỗi tuyến   RREP  Route reply packet  Gói đáp ứng yêu cầu tuyến   RREQ  Route request packet  Gói yêu cầu tuyến   RS-232  Serial Radio Link - 232  Liên kết vô tuyến nối tiếp theo chuẩn RS-232   SAR  Sequential assignment routing  Định tuyến chỉ định liên tục   SMECN  Small minimum energy communication network  Mạng truyền thông với năng lượng cực tiểu loại nhỏ   SMACS  Self Organizing MAC for Sensor network  Giao thức MAC tự tổ chức cho mạng sensor   SMP  Sensor management protocol  Giao thức quản lý sensor   SPIN  Sensor protocols for information via negotiation  Các giao thức thông tin sensor thông qua thỏa thuận   SQDDP  Sensor query and data dissemination protocol  Giao thức truy vấn sensor và phổ biến số liệu   SQL  Structure Query Language  Ngôn ngữ truy vấn theo cấu trúc   SQTL  Sensor query and tasking language  Ngôn ngữ truy vấn và đặt nhiệm vụ sensor   SSF  Scalable Simulation Framework  Cơ cấu mô phỏng mở rộng   TADAP  Task assignment and data advertisement protocol  Giao thức phân nhiệm vụ và quảng cáo số liệu   TCP/IP  Transmission Control Protocol/Internet Protocol  Giao thức điều khiển truyền dẫn/giao thức Internet   TDMA  Time division multiple access  Đa truy nhập phân chia theo thời gian   TORA  Temporally Ordered Routing Algorithm  Định tuyến bằng thuật toán tìm đường tuần tự theo thời gian   WINS  Wireless Integrated network sensors  Mạng các thiết bị cảm biến tích hợp thiết bị thu phát không dây   WISENET  WIreless SEnsor NETwork  Hệ thống mạng sensor không dây WISENET   WLAN  Wireless local area network  Mạng cục bộ không dây   WSN  Wireless sensor network  Mạng cảm biến không dây   Lời nói đầu Trong những năm gần đây sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, công nghệ vi mạch điện tử và viễn thông đặc biệt là trong lĩnh vực vô tuyến đã đem lại nhiều ứng dụng mới, cho phép chúng ta có thể dễ dàng thu thập thông tin ở bất kỳ điều kiện và vùng địa lý nào. Có nhiều phương pháp khác nhau cho phép chúng ta thu thập thông tin trong đó mạng Wireless Sensor hiện đang được dùng phổ biến trên thế giới và đang dần xâm nhập vào nước ta. Có nhiều vấn đề đặt ra cho mạng Wireless Sensor như vấn đề năng lượng, vấn đề đồng bộ sensor, vấn đề mở rộng mạng... Năng lượng luôn là yếu tố quan trọng của tất cả các loại mạng. Với mạng Wireless Sensor do tính đặc thù của mạng là hạn chế về phần cứng và ứng dụng ở nhiều vùng địa lí phức tạp nên vấn đề năng lượng càng trở lên quan trọng. Trước thực tế này, được sự định hướng và chỉ dẫn của Tiến sĩ Đinh Văn Dũng, phòng Nghiên cứu Phát triển Dịch vụ mới và Tự động hóa, Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu Điện, em đã chọn đề tài đồ án: “Vấn đề năng lượng trong mạng Wireless Sensor và đánh giá bằng mô phỏng”. Mục đích của đồ án này là tìm hiểu các vấn đề liên quan tới năng lượng trong mạng Wireless Sensor, từ đó đưa ra các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong mạng và tận dụng các nguồn năng lượng sạch trong tự nhiên. Đồ án gồm 4 chương: 1 - Chương I : Tổng quan về mạng Wireless Sensor 2 - Chương II : Năng lượng trong mạng Wireless Sensor 3 - Chương III : Phần mềm mô phỏng cho mạng Wireless Sensor 4 - Chương IV: Mô phỏng mạng Wireless Sensor Do còn hạn chế về kiến thức và năng lực nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót. Mong được sự góp ý của thầy cô và bạn bè. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Đinh Văn Dũng, phòng Nghiên cứu Phát triển Dịch vụ mới và Tự động hóa, Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu Điện, đã hướng dẫn em về chuyên môn cũng như phương pháp làm việc để em có thể hoàn thành đồ án. Qua đây, em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy, các cô trong Khoa Viễn Thông I, Học viện Công nghệ Bưu chính - Viễn thông đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án này. Hà Nội ngày 31 tháng 10 năm 2005 Sinh viên Phan Viết Thời Chương I : Tổng quan về mạng Wireless Sensor 1.1. Giới thiệu mạng cảm biến không dây Các thiết bị cảm biến (Sensor) được kết nối thành mạng, phối hợp với nhau để thực hiện các nhiệm vụ với quy mô lớn, được đặt nhiều hy vọng nhằm cách mạng hóa trong lĩnh vực thu thập thông tin ở bất kì điều kiện và vùng địa lý nào. Mạng cảm biến không dây (Wireless Sensor Network) bao gồm một tập hợp các thiết bị cảm biến sử dụng các liên kết không dây (vô tuyến, hồng ngoại hoặc quang học) để phối hợp thực hiện các nhiệm vụ cảm biến phân tán về đối tượng mục tiêu. Mạng này có thể liên kết trực tiếp với nút quản lý của giám sát viên hay gián tiếp thông qua một điểm thu (Sink) và môi trường mạng công cộng như Internet hay vệ tinh. Các nút Sensor không dây có thể được triển khai cho các mục đích chuyên dụng như giám sát và an ninh; kiểm tra môi trường; tạo ra không gian thông minh; khảo sát, chính xác hóa trong nông nghiệp; y tế;... Lợi thế chủ yếu của chúng là khả năng triển khai hầu như trong bất kì loại hình địa lý nào kể cả các môi trường nguy hiểm không thể sử dụng mạng Sensor có dây truyền thống được. Việc kết hợp các bộ cảm biến thành mạng lưới ngày nay đã tạo ra nhiều khả năng mới cho con người. Các bộ vi cảm biến với bộ xử lý gắn trong và các thiết bị vô tuyến hoàn toàn có thể gắn trong một kích thước rất nhỏ. Chúng có thể hoạt động trong một môi trường dày đặc với khả năng xử lý tốc độ cao. Do đó, với mạng cảm biến không dây ngày nay, người ta đã có thể khám phá nhiều hiện tượng rất khó thấy trước đây. Ngày nay, các mạng cảm biến không dây được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như các cấu trúc chống lại địa chấn, nghiên cứu vi sinh vật biển, giám sát việc chuyên chở các chất gây ô nhiễm, kiểm tra hệ sinh thái và môi trường sinh vật phức tạp... 1.2. Nền tảng phát triển mạng Việc phát triển mạng Wireless Sensor dựa trên công nghệ mạng Ad hoc không dây và được thúc đẩy bởi hai yếu tố là nhu cầu ứng dụng và các tiến bộ công nghệ. 1.2.1. Mạng Ad hoc không dây Mạng Ad hoc không dây là kiểu mạng không có cơ sở hạ tầng nền tảng, được triển khai cho các mục đích sử dụng tạm thời cần thiết lập nhanh chóng, thuận tiện như để tìm kiếm và cứu hộ, phục vụ liên lạc cho các thành viên trong một cuộc họp,.v.v. Mạng Ad hoc không cần các thành phần cơ sở hạ tầng như tổng đài, trạm thu phát gốc hay bất kì một trung tâm điều khiển nào. Tất cả các nút di động trong mạng Ad hoc được liên kết động với nhau một cách tuỳ ý, không có bất kì sự điều khiển nào từ bên ngoài. Tất cả các nút này đều có thể hoạt động như một bộ định tuyến nhờ khả năng tìm và duy trì tuyến tới các nút khác trong mạng. Các giao thức định tuyến trong mạng Ad hoc có thể chia thành hai loại: - Các giao thức định tuyến theo bảng: mỗi nút mạng sẽ duy trì và cập nhật thông tin định tuyến tới mọi nút mạng khác. - Các giao thức định tuyến theo yêu cầu: Việc định tuyến chỉ được thực hiện khi có yêu cầu chuyển gói, nhờ cơ chế tìm đường. Hiện nay có bốn giao thức định tuyến được sử dụng trong mạng Ad hoc: Định tuyến theo chuỗi chỉ hướng với đích tuần tự Trong Định tuyến theo chuỗi chỉ hướng với đích tuần tự (Destination-Sequenced Distance-Vector - DSDV), mọi trạm di động đều có một bảng định tuyến trong đó ghi các đích hiện tại, số các bước nhảy để đến được đích và số thứ tự được gán cho nút đích. Số thứ tự này được sử dụng để phân biệt các tuyến và như vậy tránh được sự hình thành các vòng lặp. Các trạm định kỳ gửi bảng định tuyến của nó cho các nút lân cận của nó. Một trạm cũng gửi bảng định tuyến nếu một thay đổi đáng kể trong bảng so với lần gửi cập nhật cuối cùng được phát hiện. Như vậy, việc cập nhật được thực hiện cả theo thời gian và theo sự kiện. Các bảng định tuyến có thể được gửi cập nhật theo hai cách: chuyển toàn bộ (“full dump”) hay cập nhật phần gia tăng. Theo cách chuyển toàn bộ, bảng định tuyến sẽ được gửi trọn vẹn đến các nút lân cận và nó có thể bao gồm nhiều gói tin. Ngược lại, theo cách cập nhật phần gia tăng, chỉ những mục ghi mới của bảng định tuyến so với lần cập nhật cuối cùng mới được gửi đi và phải vừa trong một gói tin. Khi mạng tương đối ổn định, các gói cập nhật phần gia tăng được sử dụng để tránh việc lưu lượng tăng cao và việc chuyển toàn bộ (full dump) ít được sử dụng hơn. Trong các mạng thay đổi nhanh, số lượng các gói cập nhật phần gia tăng có thể trở lên rất lớn nên việc chuyển toàn bộ bảng được thực hiện thường xuyên hơn. Định tuyến bằng thuật toán tìm đường tuần tự theo thời gian Định tuyến bằng thuật toán tìm đường tuần tự theo thời gian (Temporally Ordered Routing Algorithm - TORA) là một giao thức định tuyến trên cơ sở một thuật toán “đảo liên kết” (“Link Reversal”). Nó được thiết kế để tìm các tuyến đường theo yêu cầu, cung cấp nhiều tuyến tới một đích, thiết lập tuyến nhanh và giảm tới mức tối thiểu phần phụ tải (overhead) bằng thuật toán khoanh vùng chống lại các thay đổi về hình trạng mạng có thể sảy ra. Việc tối ưu định tuyến (tìm đường ngắn nhất) được coi là thứ yếu và việc định tuyến với các đường dài hơn được sử dụng thường xuyên để tránh phần phụ tải khi tìm đường mới. Hoạt động của giao thức TORA được hình dung giống như đưa nước chảy dốc xuống qua một mạng các đường ống và hướng tới một điểm đích. Các đường ống mô tả các liên kết giữa các nút mạng, các điểm nối các đường ống này mô tả các nút mạng và nước chảy trong các ống mô tả các gói tin được định tuyến hướng tới đích. Mỗi nút có một độ cao so với đích được tình toán bởi giao thức định tuyến và độ cao giảm dần trên tuyến, nhờ vậy có thể chuyển gói tin một cách tuần tự để tới đích. Giao thức định tuyến nguồn động Điểm cơ bản của giao thức định tuyến nguồn động ( Dynamic Source Routing - DSR) là việc sử dụng định tuyến nguồn. Tức là, nơi gửi nhận biết được hoàn toàn tuyến đường gồm các liên kết dẫn tới đích. Các tuyến đường này được lưu trong bộ nhớ định tuyến (Route Cache). Các gói dữ liệu mang theo thông tin định tuyến nguồn trong tiêu đề gói. Khi một nút trong mạng Ad hoc muốn gửi một gói tin tới một đích mà nó chưa nhận biết được tuyến đường, nó sẽ sử dụng một tiến trình tìm đường (Route Discovery) để xác định một tuyến. Tiến trình tìm đường sẽ gửi tràn lan vào trong mạng các gói yêu cầu tuyến (Route Request-RREQ). Mỗi nút nhận được RREQ lại tiếp tục quảng bá nó, trừ khi nút đó là nút đích hoặc có một tuyến tới đích được lưu trong bộ nhớ định tuyến. Các nút này trả lời các gói RREQ bằng các gói hồi âm định tuyến (Route Reply-RREP). Các gói này được định tuyến trở lại nguồn. Các gói RREQ và RREP cũng được định tuyến theo nguồn. Các gói RREQ lập lên một tuyến xuyên qua mạng. Gói RREP định tuyến trở lại nguồn bằng cách đi ngược trở lại theo tuyến đường này. Thông tin về tuyến được mang trở lại bằng gói RREP và được lưu tại nguồn để sử dụng. Nếu một liên kết trên một tuyến bị sự cố, nút nguồn được thông báo bằng một gói lỗi (Route Error-RERR). Nguồn sẽ xoá tuyến này trong bộ nhớ định tuyến và bắt đầu một tiến trình tìm đường mới nếu tuyến này còn cần thiết. Trong DSR không cần một cơ chế đặc biệt nào để phát hiện các vòng lặp định tuyến. Định tuyến dựa vào chuỗi chỉ hướng theo yêu cầu tạm thời Định tuyến dựa vào chuỗi chỉ hướng theo yêu cầu tạm thời (Ad hoc On-Demand Distance- Vector Routing - AODV) có điểm giống DSR là nó cũng tìm các đường có yêu cầu thông qua một bằng một tiến trình tìm đường tương tự. Tuy nhiên, AODV sử dụng một cơ chế rất khác để lưu giữ thông tin định tuyến. Nó sử dụng các bảng định tuyến truyền thống, mỗi mục là một đích. Đây là điểm ngược lại DSR (DSR có thể lưu giữ nhiều mục cho mỗi đích). Không có định tuyến nguồn, AODV dựa vào các mục trong bảng định tuyến để truyền một RREP trở về nguồn và sau đó,được sử dụng để định tuyến các gói số liệu được tới đích. AODV sử dụng các số thứ tự được lưu tại mỗi đích để xác định tính mới của thông tin định tuyến và chống lại các vòng lặp định tuyến. Tất cả các gói đều mang theo các số thứ tự này. Một đặc điểm quan trọng của AODV là lưu giữ các trạng thái định giờ căn bản trong mỗi nút để tận dụng các mục trong bảng định tuyến đơn. Một mục trong bảng định tuyến có thể bị xoá nếu nó không được sử dụng trong thời gian gần. Giao thức DSDV là giao thức định tuyến theo bảng, các giao thức DSR, TORA, AODV thuộc loại giao thức định tuyến theo yêu cầu. 1.2.2. Nền tảng công nghệ Các tiến bộ trong công nghệ chế tạo các thiết bị điện tử rất nhỏ giá rẻ với công suất thấp và phân hóa chức năng cao, các bước tiến trong công nghệ mạng không dây và trong lĩnh vực vi điều khiển đã tạo ra tiềm năng to lớn trong lĩnh vực cảm biến và thu thập dữ liệu. Việc sử dụng các bộ vi điều khiển công suất thấp tích hợp khối thu phát vô tuyến và các thiết bị cảm biến tương tự, số khác nhau cho phép một mạng các thiết bị cảm biến không dây hoạt động bằng nguồn acquy có thể thu thập dữ liệu về môi trường trong phạm vi lớn. Dữ liệu này có thể được tải đến một máy tính và được lưu trong cơ sở dữ liệu. Sau đó, có thể được phân tích thông qua một phần mềm ứng dụng. Kết quả có thể được truy xuất trực tiếp hoặc bởi một trình duyệt Web chuẩn ở bất cứ đâu trên Internet. Các mạng Sensor ngày nay có những cải tiến đáng kể so với các Sensor truyền thống theo hai hướng: Các Sensor có thể đặt ở xa hiện tượng tức là các thông tin về hiện tượng có được nhờ năng lực cảm biến và phân tích. Theo hướng này, yêu cầu các Sensor lớn sử dụng một số kỹ thuật phức tạp để nhận biết được các đích từ các tạp âm môi trường ở khoảng cách xa. Nhiều Sensor chủ yếu chỉ hoạt động cảm biến được triển khai. Vị trí các Sensor và hình trạng thông tin được tính toán cẩn thận. Chúng được liên kết thành một mạng để truyền thông tin về các diễn biến của hiện tượng được thăm dò tới các nút trung tâm, nơi tiếp nhận và xử lý dữ liệu. Một mạng Sensor bao gồm một số lượng lớn các nút được triển khai dày đặc bên trong đối tượng cần thăm dò hoặc ở rất gần nó. Vị trí của các Sensor phải không cần định trước. Điều này cho phép triển khai ngẫu nhiên trong các vùng không thể tiếp cận hoặc trong các hoạt động tránh sự nguy hiểm. Điều này cũng có nghĩa là các thuật toán và giao thức phải có khả năng tự tổ chức. Một đặc trưng nữa của mạng Sensor là khả năng cộng tác của các