无线mesh网络的网络结构

无线Mesh 网络是一种与传统的无线网络完全不同的网络。传统的无线接入技术中，主要采用点到点或者点到多点的拓扑结构。这种拓扑结构中一般都存在一个中心节点，例如移动通信系统中的基站、80211无线局域网(WLAN)中的接入点(AP)等等。中心节点与各个无线终端通过单跳无线链路相连，控制各无线终端对无线网络的访问；同时，又通过有线链路与有线骨干网相连，提供到骨干网的连接。而在无线Mesh网络中，采用网状Mesh拓扑结构，是一种多点到多点网络拓扑结构。在这种Mesh网络结构中，各网络节点通过相邻其他网络节点，以无线多跳方式相连。

在WMN中包括两种类型的节点：无线Mesh路由器和无线Mesh用户端。WMN的系统结构根据节点功能的不同分为3类：骨干网Mesh结构、客户端Mesh结构、混合结构 。

骨干网Mesh结构是由Mesh路由器网状互连形成的，无线Mesh骨干网再通过其中的Mesh路由器与外部网络相连。Mesh路由器除了具有传统的无线路由器的网关、中继功能外，还具有支持Mesh网络互连的路由功能，可以通过无线多跳通信，以低得多的发射功率获得同样的无线覆盖范围。

客户端Mesh结构是由Mesh用户端之间互连构成一个小型对等通信网络，在用户设备间提供点到点的服务。Mesh网用户终端可以是手提电脑、手机、PDA等装有无线网卡、天线的用户设备。这种结构实际上就是一个Ad hoc网络，可以在没有或不便使用现有的网络基础设施的情况下提供一种通信支撑。

Mesh客户端可以通过Mesh路由器接入骨干Mesh网络形成Mesh网络的混合结构，如图1所示，其中虚线和实线分别表示无线和有线连接。这种结构提供与其他一些网络结构的连接，增强了连接性，扩大了覆盖范围。

无线网络配置主要包括以下两种：

基础设施模式配置：基础设施模式是指在无线局域网中使用中央设备（如路由器或接入点）来控制和管理无线网络。在这种模式下，无线设备需要与中央设备建立连接才能访问网络，中央设备可以提供网络认证、加密等功能，同时也可以管理和控制无线网络的访问范围、速度等参数。基础设施模式是目前应用最为广泛的无线网络配置模式，适用于大多数家庭、办公室等场所。

自组网模式配置：自组网模式是指无线设备之间直接进行通信，形成一种自组织的网络结构。在这种模式下，无线设备之间不需要中央设备来管理和控制网络，可以自主选择连接的设备，实现无缝漫游和自适应网络。自组网模式适用于一些特殊场合，如在野外或灾难现场需要快速搭建网络等情况。

这两种无线网络配置模式各有优缺点，需要根据实际需求和场景来选择适合的模式。

传感器网络系统通常包括传感器节点(sensor node)、汇聚节点(sink node)和管理节点。大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。

传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成，传感器模块负责监测区域内信息的采集和数据转换；处理器模块负责控制整个传感器节点的 *** 作，存储和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据；无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信，交换控制信息和收发采集数据；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。

随着传感器网络的深入研究，研究人员提出了多个传感器节点上的协议栈。早期提出的一个协议栈，这个协议栈包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层，与互联网协议栈的五层协议相对应。另外，协议栈还包括能量管理平台、移动管理平台和任务管理平台。这些管理平台使得传感器节点能够按照能源高效的方式协同工作，在节点移动的传感器网络中转发数据，并支持多任务和资源共享。

定位和时间

同步子层在协议栈中的位置比较特殊。它们既要依赖于数据传输通道进行协作定位和时间同步协商，同时又要为网络协议各层提供信息支持，所以在图中用倒L型描述这两个功能子层。右边的诸多机制一部分融入到的各层协议中，用以优化和管理协议流程；另一部分独立在协议外层，通过各种收集和配置接口相对应机制进行配置和监控。

WLAN的网络结构

WLAN使用的端口访问技术IEEE 80211b标准支持两种网络结构[2]，一种是如图1所示基于AP的网络结构，所有工作站都直接与AP无线连接，由AP承担无线通信的管理及与有线网络连接的工作，是理想的底功耗工作方式。可以通过放置多个AP来扩展无线覆盖范围，并允许便携机在不同AP之间漫游，如图2所示[3]。目前实际应用的WLAN建网方案中，一般采用这种结构，同时考虑到安全因素，AP必须和交换机各端口进行两层隔离。交换机采用IEEE 8021Q标准的VLAN方式。VLAN对接入交换机每一端口的AP都必须分配一个网内唯一的VLAN ID。另一种是如图2所示基于p2p(Peer to Peer)的网络结构，用于连接PC或POCKET PC，允许各台计算机在无线网络所覆盖的范围内移动并自动建立点到点的连接。

传感器网络系统通常包括传感器节点（sensor）、汇聚节点（sink node）和管理节点。大量传感器节点随机部署在监测区域（sensor field）内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。 传感器网络节点的组成和功能包括如下四个基本单元：传感单元（由传感器和模数转换功能模块组成）、处理单元（由嵌入式系统构成，包括CPU、存储器、嵌入式 *** 作系统等）、通信单元（由无线通信模块组成）、以及电源部分。此外，可以选择的其它功能单元包括：定位系统、运动系统以及发电装置等。

无线传感器网络体系结构包括3个部分：

（1）采集层——通过各种传感器装置，现场采集粮库压力、液位、温度、液体表面的气体浓度等参数，存储到无线测控装置；

（2）传输层——无线测控装置将数据远程发送到智能网关，智能网关通过GPRS、TCP/IP、WiFi等方式，将数据上传到监控中心；

（3）应用层——监控中心的监控软件把数据解析出来，按照客户的要求显示在屏幕上。

利用无线传感网络技术可以搭建各种用途的无线数据采集监测系统方案，需要搭配信立/XL智能网关、智能测控装置、智能转换器、智能环境监测装置、智能压力传感器、智能温度传感器、智能气体传感器、智能温湿度传感器等，以及组态软件、触摸屏等配套设备。