由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的巨大應(yīng)用價值，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)引起了世界許多國家的軍事部門、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注。目前，世界上很多國家都在無線傳感網(wǎng)絡(luò)方面投入了較大人力物力進(jìn)行研究，我國對此也進(jìn)行了了一些理論基礎(chǔ)的研究和實(shí)際開發(fā)。
美國自然科學(xué)基金委員會2003年制定了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究計劃，投資3400萬美元，支持相關(guān)基礎(chǔ)理論的研究。美國和各軍事部門都對傳感器網(wǎng)絡(luò)給予了高度重視，在C4ISR的基礎(chǔ)上提出了C4KISR計劃，強(qiáng)調(diào)戰(zhàn)場情報的感知能力、信息的綜合能力和信息的利用能力，把傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一個重要研究領(lǐng)域，設(shè)立了一系列的軍事傳感器網(wǎng)絡(luò)研究項(xiàng)目美國英特爾公司、美國微軟公司等信息工業(yè)界也開始了傳感器網(wǎng)絡(luò)方面的工作，紛紛設(shè)立或啟動相應(yīng)的行動計劃。日本、英國、意大利、巴西等國家也對傳感器網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出了極大的興趣，紛紛展開了該領(lǐng)域的研究工作。
但是傳感器網(wǎng)絡(luò)除了具有Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的移動性、斷接性、電源能力局限等共同特征以外，還具有很多其他鮮明的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)向我們提出了一系列挑戰(zhàn)性問題：
(1) 通信能力有限。傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器的通信帶寬窄而且經(jīng)常變化，通信覆蓋范圍只有幾十到幾百米。傳感器之間的通信斷接頻繁，經(jīng)常導(dǎo)致通信失敗。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)更多地受到高山、建筑物、障礙物等地勢地貌以及風(fēng)雨雷電等自然環(huán)境的影響，傳感器可能會長時間脫離網(wǎng)絡(luò)，離線工作。如何在有限通信能力的條件下高質(zhì)量地完成感知信息的處理與傳輸，是其面臨的挑戰(zhàn)之一。
(2) 電源能量有限。傳感器的電源能量極其有限。網(wǎng)絡(luò)中的傳感器由于電源能量的原因經(jīng)常失效或廢棄。電源能量約束是阻礙傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的嚴(yán)重問題。商品化的無線發(fā)送接收器電源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的需要。傳感器傳輸信息要比執(zhí)行計算更消耗電能。傳感器傳輸1位信息所需要的電能足以執(zhí)行3000條計算指令。如何在網(wǎng)絡(luò)工作過程中節(jié)省能源，網(wǎng)絡(luò)的生命周期，是面臨的第2個挑戰(zhàn)。
(3) 計算能力有限。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器都具有嵌入式處理器和存儲器。這些傳感器都具有計算能力，可以完成一些信息處理工作。但是，由于嵌入式處理器和存儲器的能力和容量有限，傳感器的計算能力十分有限。如何使用大量具有有限計算能力的傳感器進(jìn)行協(xié)作分布式信息處理，是面臨的第3個挑戰(zhàn)。
(4) 傳感器數(shù)量大、分布范圍廣。傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)密集，數(shù)量巨大，可能達(dá)到幾百、幾千萬，甚至更多。此外，傳感器網(wǎng)絡(luò)可以分布在很廣泛的地理區(qū)域。傳感器的數(shù)量與用戶數(shù)量比通常也非常大。傳感器數(shù)量大、分布廣的特點(diǎn)使得網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)十分困難甚至不可維護(hù)，傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟、硬件必須具有高強(qiáng)壯性和容錯性。這是面臨的第4個挑戰(zhàn)。
(5) 網(wǎng)絡(luò)動態(tài)性強(qiáng)。傳感器網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的動態(tài)性。網(wǎng)絡(luò)中的傳感器、感知對象和觀察者這三要素都可能具有移動性，并且經(jīng)常有新節(jié)點(diǎn)加入或已有節(jié)點(diǎn)失效。因此，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動態(tài)變化，傳感器、感知對象和觀察者三者之間的路徑也隨之變化。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)必須具有可重構(gòu)和自調(diào)整性。這是面臨的第5個挑戰(zhàn)。
(6) 大規(guī)模分布式觸發(fā)器。很多傳感器網(wǎng)絡(luò)需要對感知對象進(jìn)行控制，如溫度控制。這樣，很多傳感器具有回控裝置和控制軟件。我們稱回控裝置和控制軟件為觸發(fā)器。成千上萬的動態(tài)觸發(fā)器的管理是面臨的第6個挑戰(zhàn)。
(7) 感知數(shù)據(jù)流巨大。傳感器網(wǎng)絡(luò)中的每個傳感器通常都產(chǎn)生較大的流式數(shù)據(jù)，并具有實(shí)時性。每個傳感器僅僅具有有限的計算資源，難以處理巨大的實(shí)時數(shù)據(jù)流。需要研究強(qiáng)有力的分布式數(shù)據(jù)流管理、查詢、分析和挖掘方法。這是面臨的第7個挑戰(zhàn)。
