一、无线传感网络概述
近年来，传感技术、无线通信技术与嵌入式计算技术的不断进步，推动了低功耗、多功能传感器的快速发展，使其在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。有这种微型传感器网络（Wireless Sensor Network，Wsn）的应用成为了在物联网发展中的一个重要组成部分。
无线传感器网络（简称无线传感网或传感器网络）就是由部署在检测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集处理网络覆盖区域中的感知1对象的信息，并发送给观察者无线传感网络由传感器、感知对象、观察者三要素构成。
无线传感器网络发展史
第一阶段：最早可以追溯至越战时期使用的传统的传感器系统。当年美越双方在“胡志明小道”进行的一场血型较量。
第二阶段：二十世纪80年代至90年代之间。主要是美军研制的分布式传感网络系统、海军协同交战作战能力系统、远程战场传感器系统等。
第三阶段：21世纪至今，也就是911事件之后。
我国与发达国家在现代意义上的无线传感网研究及应用方面几乎同步启动，它已经成为我国信息领域位居世界前列的少数方向之一。在2006年我国发布的《国家中长期科学与技术发展规划纲要》中，为信息技术确定了三个前沿方向，其中有两项就与传感器网络直接相关，这就是智能感知和自组网技术。
1995年，美国交通部提出了“国家智能交通系统项目规划”，预计到2025年全面投入使用。在美国旧金山，200个联网传感器已经部署到金门大桥，这些传感器用于确定大桥从一边到另一边的摆动距离。
无线传感网络是继计算机和互联网之后世界信息产业第三次浪潮，已经成为新一轮全球经济和科技发展战略焦点。
无线传感网络的体系特征
目前无线网络可分为两种：一种是有基础设施的网络，需要固定的基站；另一种是无基础设施的网络，又称无线自组基网。前一种比较常见如生活中的手机、有线电视都需要大功率基站和天线信号来支持；无线自组网的特点是：网络节点是分布的，没有专门的固定基站，能够快速，灵活和方便的自动断网。
无线传感网器网络是大量静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网格，属于无线自组网，其特点包含以下几个方面：
❶ 大规模网络
❷ 自组织网络
❸ 动态性网络
❹ 可靠的网络
❺ 应用相关的网络
❻ 以数据为中心的网络
传感器网络结构
在无线传感网络中，传感器节点通常是任意分布在被监测区域。
无线传感器网络系统由传感器节点（Sensor Node）、汇聚节点（Sink Node）、基础设施网络（Internet或卫星）以及与用户交流的管理节点（Manage Node）4部分构成。下图为典型的系统结构图
其工作方式为：检测区域内或监测对象周围的大量传感器节点通过自组织形成一个感知网络，将采集到的数据经过多跳的方式进行传输或处理，最后传递到汇聚地点。当感知网络与管理节点较远时，可经过卫星，互联网或移动通信等途径汇集到网络服务器。
从以上描述可以看出，传感器，感知对象和用户是传感器网络三个基本要素。
传感器节点结构
传感器节点由六大模块构成：
● 电源模块
● 传感模块
● 计算模块
● 储存模块
● 通信模块
● 嵌入式软件系统
电源模块为传感器节点中其他几个模块提供运行所需的能量。在不同的应用环境和应用目的下，电源模块可以采用多种灵活的供电方式，一般轻快下采用电池供电。
传感模块负责检测区域内信息的采集和转换。在不同的应用环境中，被检测物理信息的形式决定了传感器的类型。传感器网络对单个节点的精度要求不必太高，利用区域内多点的测量数据，通过统计学方法可以得到精度更高的数据。
计算模块是传感器节点的核心，负责处理数据和系统管理，如设备控制、任务调度、数据融合等，并能存放程序和数据到储存模块。
无线通信模块负责负责与其他节点通信，交换控制信息和收发采集数据。数据传输能量站节点总能耗的大部分，所以通常需要采用短距离、低功耗的无线通信模块。
无线传感网络的重要设计目标是将大量可长时间感知、处理和执行任务的传感器节点嵌入到物理世界中。为此要求设计的传感器节点具有低成本、低功耗和微型化。
二、无线传感器网络操作系统
无线传感器网络对操作系统的需求
根据传感器的特点，在其相应操作系统通常需要满足以下要求：
1） 由于每个传感器节点只有有限的计算资源和储存资源，因此其操作系统代码量必须尽可能少，复杂度尽可能低。
2） 由于传感器网络的规模可能很大，网络扩扑动态变化，操作系统必须能够适应网络规模和拓扑高度动态变化的应用环境。
3） 观测任务需要操作系统支持实时性，对检测环境发生的时间能快速相应，并迅速执行相关的处理任务。
4） 任务并发性密集，可能存在多个需要同时执行的逻辑控制，需要操作系统能够有效地满足这种发生频率，并发程度高、执行过程比较段的逻辑控制流程。
5） 硬件模块化程度高，要求操作系统能够让应用程序方便地对硬件进行控制，且保证在不影响整体开销的情况下，应用程序中的各个部分能够比较方便的进行重新组合。
现有的无线传感器网络操作系统
主要的无线传感网络系统有以下几种：
1. TinyOS
2. MANTIS
3. SOS
4. Contiki
5. MagnetOS
