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无线传感器网络简介
传感器网络实现了数据的采集、处理和传输三种功能。它与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。
无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方无线传感器网络简介
传感器网络实现了数据的采集、处理和传输三种功能。它与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。
无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息,并最终把这些信息发送给网络的所有者。
无线传感器网络所具有的众多类型的传感器,可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。潜在的应用领域可以归纳为:军事、航空、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。
现代信息技术传感器技术计算机技术通信技术
信息系统感官大脑神经
WSN网络协议栈
口WSN协议栈多采用五层协议:应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。与以太网协议栈的五层协议相对应。另外,协议栈还应包括能量管理器、拓扑管理器和任务管理器。这些管理器使得传感器节点能够按照能源高效的方式协同工作,在节点移动的传感器网络中转发数据,并支持多任务和资源共享。各层协议和管理器的功能如下:
口•物理层:提供简单但健壮的信号调制和无线收
发技术;
口•数据链路层:负责数据成帧、帧检测、媒体访
问和差错控制;
WSN主要组成传感器节点功能:采集、处理、控制和通信等网络功能:兼顾节点和路由器资源受限:存储、计算、通信、能量
Sink节点
功能:连接传感器网络与Internet等外部网络,
实现两种协议栈之间的通信协议转换,发布管理节点的监测任务,转发收集到的数据
特点:连续供电、功能强、数量少等
WSN传感器节点
传感器模块:信息采集、数据转换
处理器模块:控制、数据处理、网络协议
无线通讯模块:无线通信,交换控制信息和收发采集数据
能量管理器:管理传感器节点如何使用能源,在各个协议层都需要考虑节省能量;
移动管理器:检测并注册传感器节点的移动,维护到汇聚节点的路由,使得传感器节点能够动态跟踪其邻居的位置;任务管理器:在一个给定的区域内平衡和调度监测任务。
能量供应模块:提供能量
电源能量有限通信能力有限计算和存储能力有限
大规模网络:地理区域大;部署密集
提高信噪比;提高监测精度;增强容错性;减少盲区自组织网络:不确定性;拓扑结构变化资源受限:计算、存储、通讯、能量动态拓扑:节点故障;通讯故障;移动性;节点加入可靠网络:适应环境条件;鲁棒性、容错性应用相关:没有统一的通信协议平台以数据为中心
网络层:主要负责路由生成与路由选择;
传输层:负责数据流的传输控制,是保证通信服务质量的重要部分;
应用层:包括一系列基于监测任务的应用层软件;
WSN相关的标准有:
①,属于物理层和MAC层标准,由于IEEE组织在无线领域的影响力,以及Tl,ST,Ember,Freescale,NXP等著名芯片厂商的推动,已成为WSN的事实标准。②Zigbee,,重点制定网络层、安全层、应用层的标准规范,先后推出了Zigbee2004,Zigbee2006,Zigbee2007/ZigbeePRO等版本。此
外,Zigbee联盟还制定了针对具体行业应用的规范,如智能家居、智能电网、消费类电子等领域,旨在实现统一的标准,使得不同厂家生产的设备相互之间能够通信。值得说明的是,,随着智能电网的建设,Zigbee将逐渐被IPv6/6Lowpan标准所取代。与zigbee类似的标准还有z-wave、ANT、Enocean等,相互之间不兼容,不利于产业化的发展。
,国际自动化协会ISA下属的工业无线委员会ISA1OO发起的工业无线标准。
WirelessHART,国际上几个著名的工业控制厂商共同发起的,致力于将HART仪表无线化的工业无线标准。
W44PA,中国科学院沈阳自动化所参与制定的工业无线国际标准。

,是矩距离无线通信的IEEE标准,也是无线传感器网络通信协议中物理层与MAC层的一个具体实验。
,针对低速无线个人区域网络(low-ratewirelessper