Oleh karenanya, SN dirancang untuk mempunyai ukuran kecil, mudah dipasang, mudah dipindahkan, dan minim atau tanpa perawatan. Untuk mencapai persyaratan ini, sumber listrik SN biasanya hanya mengandalkan tenaga baterai.
Karena SN umumnya diinginkan dapat bekerja dalam waktu yang lama tanpa perawatan (misalnya satu atau dua tahun), tenaga baterai harus dapat dihemat. Untuk itu, SN dirangkai dari sensor, processor, dan transceiver yang mempunyai daya rendah. Akibatnya, processor yang dipilih mempunyai kemampuan proses rendah, sementara jangkauan pancaran transceiver juga sangat terbatas.
Untuk lebih menghemat konsumsi daya baterai, jeda waktu pengiriman data juga dapat diperpanjang. Dalam masa jeda yang panjang tersebut, aktifitas processor dikurangi dan transceiver dimatikan. Jeda waktu pengiriman bisa diperpendek kembali jika hasil pengukuran menunjukkan perubahan besar dalam waktu yang cepat. Keadaan ini dianggap sebagai indikasi adanya situasi emergency, di mana pelaporan data harus sering dilakukan untuk memperkirakan datangnya bencana. Mekanisme seperti ini umumnya digunakan pada sistem peringatan dini.
Skema standar WSN yang terdiri dari sensor node, base station, dan contol station
Berbeda dengan SN yang berukuran kecil dan mempunyai kemampuan terbatas, BS mempunyai ukuran yang lebih besar dengan spesifikasi processor dan transceiver yang lebih baik. Ini karena BS harus melakukan pekerjaan yang lebih banyak dan kompleks daripada yang dilakukan oleh BS. Misalnya, saat menerima data dari beberapa SN, BS tidak meneruskan langsung tiap data kepada CS, melainkan perlu merangkum dan mengubahnya menjadi format data yang sesuai dengan media komunikasi antara BS dan CS.
Selain itu, berbeda dengan SN yang dapat “ditidurkan” untuk periode yang panjang, BS harus tetap “terbangun” untuk menunggu kiriman data dari SN-SN lain yang periode aktifnya berbeda. Juga, BS harus tetap menjaga jaringan komunikasinya dengan CS. Karena itu, BS perlu dilengkapi baterai dengan kapasitas yang lebih besar. Seringkali, perangkat panel surya atau pembangkit tenaga listrik lainnya ditambahkan untuk mengisi tenaga baterai secara berkala.
Koneksi Wireless
Sementara itu, dengan daya pancar transceiver yang rendah, jangkauan komunikasi radio SN sangatlah dekat, biasanya berkisar beberapa puluh meter hingga lima ratusan meter. Jarak jangkau ini akan lebih rendah jika SN ditempatkan dalam hutan, karena transmisi sinyal radio akan terganggu oleh lebatnya tanaman dan pohon dalam hutan. Jangkaun transmisi radio yang pendek akan menjadi masalah jika SN terpisah jauh dari BS, karena SN tidak dapat mengirim data ke BS.
Untuk mengatasi masalah ini, elemen-elemen dalam WSN dirancang untuk mampu melakukan komunikasi multihop. Dengan metode ini SN-SN lain yang terletak di antara BS dan SN yang jauh dapat menjadi penghubung keduanya. Paket data dari SN yang bersangkutan di kirim ke BS secara berantai oleh SN-SN perantara. Atau dengan kata lain, sambil tetap mengirim paket datanya sendiri, SN-SN perantara juga berfungsi sebagai relay station. Komunikasi multihop ini merupakan salah satu ciri utama dari WSN. Dengan cara ini, cakupan sebuah jaringan WSN dapat diperluas.
Perluasan jangkauan WSN juga berarti penambahan jumlah SN menjadi puluhan, ratusan, hingga ribuan unit. Penambahan ini mudah dilakukan karena WSN mempunyai sifat scalable yang jarang dimiliki oleh jaringan komunikasi lainnya.
Namun, kelebihan ini juga membawa dampak negatif. Perebutan jalur komunikasi antar SN yang berjumlah ratusan dan ribuan untuk mengirim atau me-relay paket data akan mengakibatkan tabrakan (collision) dan kemacetan (congestion), yang pada akhirnya dapat melumpuhkan jaringan. Untuk mengatasi masalah ini, struktur jaringan dasar yang merupakan jaringan single-tier dikembangkan menjadi jaringan multi-tier.
Struktur jaringan multi-tier sangat berbeda dengan struktur jaringan single-tier. Jika jaringan single-tier hanya mempunyai satu lapisan komunikasi antara SN dengan BS, jaringan multi-tier bisa memiliki dua, tiga atau lebih lapisan komunikasi, tergantung dari kompleksitas jaringan WSN. Tiap lapisan komunikasi umumnya mempunyai frekuensi radio yang berbeda dari lapisan lainnya. Karena itu, SN tidak dapat berkomunikasi secara langsung dengan BS, melainkan harus melalui perantaraan elemen jaringan lainnya. Berikut ini dijelaskan contoh sebuah jaringan multi-tier beserta beberapa kelebihannya.