由此诞生了以大量传感器为基点而组成的无线传感网络。在该网络中，小型传感器被看成数据中转节点，每个节点都具有侦测指定信息并对相关数据进行处理以及传输的功能[2]。另一方面，这些代表微型传感器的节点各自相互独立并自带电源，能够在无人维护的状态下长时间工作。因此，无线传感网络可以看成是由是大量的静止的或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络[3]。

无线传感器网络的三个基本要素为传感器，感知对象和用户[4]。而其一个重要的特点便是某一范围内的一批传感器节点相互协同工作以求能够最大限度的感知周围信息来完成用户所下达的监测任务。无线传感器网络系统包括传感器节点和汇聚节点，如图1.1所示[5]。整个传感器网络由三类不同功能的节点组成，分别为传感网末端节点、网关节点和远端监控节点[6]。各个节点作为网络的末端被随机散播在指定范围内，并通过自组织方式创建点到点的多跳无线网络。分配在网络末端的各个传感节点会对用户所发布的感兴趣的内容及信息进行监测与搜集，在此过程中会出现大量冗余数据，传感节点会对这些数据进行处理和压缩。

而后这些传感节点会定期按照某种策略通过多跳网络与网关节点进行通信并将所搜集的信息发送过去。对于网关节点，则会将所搜集的各个末端节点传递过来的信息进行汇总，同样对冗余信息进行计算压缩处理最后通过外端网络（如3G，WIFI等）发送到远端的监控节点。而用户所处的监控节点则负责搜集传递过来的信息并对各个传感节点下达特定的监测任务，也能够以此来实现对无线传感网络的维护与管理工作。

1.1.2无线传感器网络协议栈

从宏观上来看，无线传感器网络的网络协议栈如图1.2所示[7]。横向来看，无线传感网络按照各自功能模块的作用可分为3类，分别为功率管控模块，移动管控模块和任务管控模块。通过这三大模块，无线传感网络可以高效的管理各节点的工作状况，协调整个网络节点的任务。功率管理模块能够监测各个节点的能量使用状况并管理节点有效的使用其能量资源。比如，在节点已经收到所需传输的消息后，能量管控模块能够提醒附近的节点关闭信息传递的功能，防止重复接收消息，以此达到节能的目的；对于能量消耗过度或者能量存储不多的节点该模块可以命令其向整个无线网络广播其状态并关闭其路由功能，使其不参与中转工作。移动管理模块则负责动态节点的监测与管理工作。其通过监测各个节点的相对运动过程并对此实时记录，从而让该节点能实时维护路由运行以及感知周边各个节点，以此实现减少能耗的目的[7]。任务管理模块负责平衡、调度给定区域内的监测任务，实现传感器节点根据其自身剩余能量情况来承担相应数量的传感任务。

纵向角度来看，根据OSI模型，传感网络依次可以分为应用层，传输层，网络层，数据链路层以及物理层[9]。物理层的工作主要是收发信息以及对发送和接收的的信号进行调制与解调。该层对于各个传感节点的能量消耗以及设备器件的复杂程度有至关重要的影响。

数据链路层俗称MAC层，其主要负责数据的多路复用，媒体访问以及差错控制和数据帧操作。其中，媒体访问控制机制需要为信息的运达提供有效的信道，并且为无线传感网络的信息传输提供可以使用的网络结构，使得网络资源能够得到合理有效的使用。因此，MAC层的媒体访问控制机制对于无线传感网络的能量节约意义重大。也因此，许多对于无线传感网络的节能改进措施都在MAC层进行。