为了削减森林火灾带来的丢失，世界各国非常重视林火监测。林火监测的办法通常可划分为四个空间层次，即地上巡护、嘹望台定点观测、空中飞机巡护和空间卫星监测。林火监测体系的功用是及时发现火情，精确勘探起火点，确认火的巨细、意向，监督林火产生开展的全过程。但是在苍茫林海，只靠巡护员检测火情是很不行的，嘹望台嘹望又遭到许多条件的约束，一般情况下，小火时烟雾小不易发现，发现时往往已酿成灾；大火蔓延时，烟雾弥漫，很难确认大火的方位和开展意向；经过调查烟雾测定的数据往往差错较大；夜间观测困难。而靠飞机巡查调查不只耗资大，速度也不是最陕的，而且图画的分辨率低，一般火灾焚烧几公里才干被发现。因为上述缺乏，森林防火指挥部在拟定扑火方案和调集扑火力气时，或许因火灾方位禁绝而构成不必要的丢失。
跟着科学技能的开展，高科技不断被运用到林火监测中，森林防火作业日益走向高科技、智能化、体系化、归纳化。环境监测是一类典型的传感器网络的运用。与传统的环境监控手法比较，运用传感器网络进行环境监控有三个明显的优势：一是传感器节点的体积很小且整个网络只需求安置一次，因而安置传感器网络对监控环境的人为影响很小。这一点在对外来生物活动非常灵敏的环境中特别重要。二是传感器网络节点数量大，散布密度高，每个节点能够检测到部分环境的详细信息并汇总到基站，因而传感器网络具有数据收集量大，精度高的特色。三是无线传感器节点本身具有必定的核算才能和存储才能，能够依据物理环境的改变进行较为杂乱的监控，传感器节点还具有无线通讯才能，能够在节点间进行协同监控。经过增大电池容量和进步电池运用功率，以及选用低功耗的无线通讯模块和无线同协议能够使传感器网络的生命期延伸很长时刻，这确保了传感器网络的实用性。节点的核算才能和无线通讯才能使得传感器网络能够从头编程和从头安置，对环境改变、传感器网络本身改变以及网络操控指令做出及时反响，因而传感器网络适用于多种环境监测运用中。
1 无线传感器网络
1.1 无线传感器网络介绍
无线网络是由许多独立的无线节点之间，经过空气中的无线电波，光波，构成的无线通讯网络。是由许多微型、智能、低功耗传感器以某种网络协议构成的无线网络。其意图是协作的感知、收集和处理网络掩盖的地舆区域中感知方针的信息，并发布给调查者。它归纳了传感器技能、嵌入式核算技能、散布式信息处理技能以及无线通讯技能，正成为一个新式技能领域，被认为是21世纪最重要的技能之一。
无线传感器网络节点具有无线通讯、数据收集和处理、协同协作等功用，能够随机或许特定的安置在方针环境中，能够获取周围环境的信息而且彼此协同作业完结特定使命。传感器节点首要由电源办理模块、传感器、微处理器、存储器以及射频模块等功用模块构成。典型的传感器节点结构如图1所示。
电源办理模块为其他功用单元供给正常作业所必需的动力。传感器用于感知、获取外界的信息，并经过信号处理电路将其转换为数字信号。微处理器部件担任和谐节点各部分的作业，如对传感器获取的信息进行必要的处理、保存，操控传感器和电源的作业形式等。射频模块担任与其他传感器或调查者的通讯。
1.2 路由协议
路由协议担任将数据分组从源节点经过网络转发到意图节点，它首要包含两个方面的功用：寻觅源节点和意图节点间的优化途径，将数据分组沿着优化途径正确转发。在无线传感器网络中，节点能量有限且一般没有能量弥补，因而路由协议需求高效运用能量，一起，传感器网络节点数目往往很大。节点只能获取部分拓扑结构信息，路由协议要能在部分网络信息的根底上挑选适宜的途径。传感器网络具有很强的运用相关性，不同运用中的路由协议或许相差很大，没有一个通用的路由协议。此外，传感器网络的路由机制还常常与数据交融技能联络在一起，经过削减通讯量而节约能量。因而，传统无线网络的路由协议不适应于无线传感器网络。相关于传统无线通讯网络而言，传统无线通讯网络研讨的要点放在无线通讯的服务质量（Qos）上，而无线传感器节点是随机散布，电池供电，因而现在无线传感器网络路由协议的研讨要点是放在怎么进步能量功率上，当时盛行的几个无线传感器网络的路由协议有：泛洪协议、Gossiping协议、SPIN协议、定向分散（DirectedDi舶sion）协议、LEACH协议等闭。
1.3 无线传感器网络办理技能
在传感器网络中，传感器节点是体积细小的嵌入式设备，选用能量有限的电池供电，它的核算才能和通讯才能非常有限，所以除了要规划能量高效的MAC协议、路由协议以及运用层协议之外，还要规划优化的网络拓扑操控机制。关于自安排的无线传感器网络而言，网络拓扑结构操控对网络功能影响很大。杰出的拓扑结构能够进步路由协议和MAC协议的功率，为数据交融、时刻同步和方针定位等许多方面供给根底，有利于延伸整个网络的生计时刻。所以，拓扑操控是传感器网络中的一个基本问题。
传感器网络拓扑操控首要研讨的问题是：在满意网络掩盖度和连通度的前提下，经过功率操控和骨干网节点挑选，除掉节点之间不必要的通讯链路，构成一个数据转发的优化网络结构。详细地讲，传感器网络中的拓扑操控依照研讨方向能够分为两类：节点功率操控和层次型拓扑结构安排。功率操控机制调理网络中每个节点的发射功率，在满意网络连通度的前提下，均衡节点的单跳可达街坊数目。层次型拓扑结构操控运用分簇机制，让一些节点作为簇头节点，由簇头节点构成一个处理并转发数据的骨干网，其他非骨干网节点能够暂时封闭通讯模块，进入休眠状况以节约能量。现在的拓扑操控研讨的开展趋势是以实践运用为布景，多种机制结合运用，着重网络拓扑操控的自适应性和鲁棒性，在确保网络连通性和掩盖性的前提下，进步网络通讯的功率，最大极限地节约能量来延伸整个网络的生计时刻。考虑到不同的运用布景各有特色和网络生计时刻，一般都会归纳运用拓扑操控。
