論文關鍵詞:深空探測 無線傳感器網絡 動態功率(DPM) 動態電壓調度(DVA)
論文摘要:本文首先介紹無線傳感器網絡的基本概念，對無線傳感器網絡應用於深空探測所必須解決的一些關鍵技術做出較詳細的分析，並從理論上給出了能量問題的解決方案。
0概述
無線傳感器網絡是當前在國際上備受關注的、涉及多學科高度交叉、知識高度集成的前沿熱點研究領域，它綜合了傳感器技術、嵌人式計算技術、現代網絡及無線技術、分佈式資訊處理技術等，能夠透過各類集成化的微型傳感器協作實時監測感知和採集各種或監測對象的資訊，這些資訊盈過無線方式被髮送，並以自組織多跳的網絡方式傳送到處理終端，從而實現世界、計算世界以及人類三元世界的連通. MEMS支援下的微小傳感器技術和節點間的無線通信能力爲無線傳感器網絡賦予了廣闊的應用前景，在深空探測方面，無線傳感器網絡有着得天獨厚的技術優勢。藉助於航天器布撒的無線傳感器網絡節點實現對星球表明長時間的監測，應該是一種可行的方案。NASA的JPL ( JetPropulsion Laboratory)實驗室研製的SensorWebs' 就是爲將來的火星探測進行技術準備的，已在佛羅里達宇航中心周圍的環境監測項目中進行測試和完善。本文首先介紹無線傳感器網絡的基本概念，然後對無線傳感器網絡應用於深空探測所必須解決的一些關鍵技術做出較詳細的分析，並從理論上給出了能量問題的解決方案。
1無線傳感器網絡的基本概念
圖1所示爲一個典型的傳感器網絡的系統結構，包括分佈式傳感器節點(羣)、接收發送器、無線網絡和遠程控制管理中心等。其中，傳感器網絡節點的基本組成包括如下4個基本單元:傳感單元(由傳感器和模數轉換功能模組組成)、處理單元(包括CPU，存儲器、嵌入式操作系統等)、通信單元(由無線通信模組組成)以及電源。此外，可以選擇的其他功能單元包括:定位系統、移動系統以及電源自供電系統等。在傳感器網絡中，節點可以透過飛機布撒或人工佈置等方式，大量部署在被感知對象內部或者附近。這些節點透過自組織方式構成無線網絡，以協作的方式實時感知、採集和處理網絡覆蓋區域中的資訊，並透過多跳網絡將數據經由Sink節點(接收發送器)鏈路將整個區域內的資訊傳送到遠程控制管理中心。反之，遠程管理中心也可以對網絡節點進行實時控制和操縱。
傳感器網絡節點爲一個微型化的嵌人式系統，構成了無線傳感器網絡的基礎層支援平臺。目前國內外已經出現了許多種網絡節點的設計，它們在實現原理上是相似的，只是分別採用了不同的微處理器或者不同的通信或協議方式，比如採用自訂協議、802. 11協議、ZigBee協議、藍牙協議以及UWB通信方式等。典型的節點包括Berkeley Motes，Sensoria Wins，Berkeley Pico-nodes， MIT uAMPs，SmartMesh Dust mote，InteliMote以及Intel Xscale nodes, ICTCAS/HKUST的BUDS等。
2無線傳感器網絡應用於深空探測的一些關鍵技術
2.1物理層
物理層的研究主要涉及無線傳感器網絡採用的傳輸媒體、頻段選擇以及調製方式。目前，採用的傳輸媒體主要有:無線電、紅外線、光波等。