摘要：針對于無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展，以及新型的協(xié)議規(guī)范ZigBee協(xié)議在無線傳感器網(wǎng)絡中廣泛應用，以分析研究基于ZigBee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡的服務質量的評價機制為目的。通過對無線傳感器網(wǎng)絡及ZigBee協(xié)議的組成、通信特點的研究，以及結合傳統(tǒng)網(wǎng)絡的QoS評價機制，最終總結得到可以從5個方面來評價ZigBee協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡的服務質量。
關鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)；服務質量(QoS)；ZigBee協(xié)議；評價機制

隨著傳感器技術、通信技術和嵌入式計算技術的飛速發(fā)展，它們之間互相融合且日益成熟，人們研制出了各種具有感知能力、計算能力和通信能力的微型傳感器。由許多微型傳感器構成的無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Networks，WSN)引起了人們的極大關注。WSN綜合了傳感器、嵌入式計算、分布式信息處理和通信等多種技術，以自組多跳的無線網(wǎng)絡方式實時監(jiān)測、采集和處理各種環(huán)境或對象的信息，并對這些信息進行處理或控制，傳送給需要這些信息的用戶。在國防軍事、工農業(yè)、城市管理、生物醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、危險區(qū)域遠程控制等許多重要領域WSN都有具有十分廣闊的應用前景。
無線傳感器網(wǎng)絡作為一個快速發(fā)展的技術領域，其標準林立這不利于各網(wǎng)絡節(jié)點的互聯(lián)及網(wǎng)絡的管理。近幾年，有一項協(xié)議規(guī)范在無線傳感器網(wǎng)絡中的應用廣泛，它就是ZigBee協(xié)議。ZigBee是一種新興的近距離、低數(shù)據(jù)速率、低功耗、低復雜度、低成本的自組網(wǎng)無線網(wǎng)絡技術。與其它的幾種無線通信技術如藍牙、Wi—Fi、UWB、GPRS、CDMA相比，ZigBee的省電、可靠、成本低、網(wǎng)絡容量大，低復雜性，自組網(wǎng)等特點更適合予無線傳感器網(wǎng)絡。ZigBee雖然作為一種新興技術，但由于其自身的諸多優(yōu)點而廣受關注并有著極為廣闊的應用前景。
目前無線傳感器網(wǎng)絡的研究工作主要集中在網(wǎng)絡技術和通信協(xié)議方面，而服務質量(Quality of Service，QoS)是WSN是否實用和可用性的關鍵，所以無線傳感器網(wǎng)絡QoS管理的理論和技術是一個重要的研究領域。

1 無線傳感器網(wǎng)絡概念及特點
無線傳感器網(wǎng)絡是一種新興的無線自組織網(wǎng)絡，由大量無線傳感器節(jié)點通過自組織的方式組成網(wǎng)絡。無線傳感網(wǎng)絡是由數(shù)據(jù)獲取網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)分布網(wǎng)絡和控制管理中心三部分組成的。其主要組成部分集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊的節(jié)點，各節(jié)點通過協(xié)議自組成一個分布式網(wǎng)絡，將采集來的數(shù)據(jù)通過優(yōu)化后經(jīng)無線電波傳輸給信息處理中心。圖1給出了一個典型的無線傳感器網(wǎng)絡結構。

匯聚節(jié)點是網(wǎng)絡的中心，具有協(xié)調和網(wǎng)關的作用，負責對監(jiān)控區(qū)域中的傳感器網(wǎng)絡進行網(wǎng)絡配置、管理和數(shù)據(jù)的匯聚；同時匯聚節(jié)點也是一個網(wǎng)關，利用它可通過廣域網(wǎng)(如Internet網(wǎng)絡或衛(wèi)星網(wǎng)絡)將數(shù)據(jù)送至任務管理節(jié)點即用戶處進行統(tǒng)計分析和處理。
無線傳感器網(wǎng)絡有以下幾個特點：1)傳感器節(jié)點要求體積小，功耗低，成本低。這是由于傳感器網(wǎng)絡中節(jié)點數(shù)量龐大且分布密度也很大所決定的；2)節(jié)點資源高度受限。由于受成本和物理環(huán)境的限制，節(jié)點的處理能力和存儲空間都有限，且節(jié)點一般由電池驅動能量也有限；3)以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡。因為傳感器網(wǎng)絡是以數(shù)據(jù)本身作為查詢或傳輸線索；4)是一個具有自組網(wǎng)能力的動態(tài)性網(wǎng)絡：由于在使用過程中，節(jié)點的個數(shù)會因需要或故障隨時加入和退出網(wǎng)絡中，而且節(jié)點也會移動，加之無線通信信道的不穩(wěn)定性，從而使網(wǎng)絡的拓撲結構會隨之動態(tài)變化。因此要求無線傳感器網(wǎng)絡要能夠適應這種網(wǎng)絡拓撲結構的動態(tài)變化，具有自組網(wǎng)、智能化和協(xié)同感知等功能。5)無線傳感器網(wǎng)絡的安全性。