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无线传感器网络的三个要素:

本站为您提供的无线传感器网络的三个要素:,无线传感器网络是一种分布式传感网络,它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。WSN中的传感器通过无线方式通信,因此网络设置灵活,设备位置可以随时更改,还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是一种分布式传感网络,它的末梢是可以感知和查看外部国际的传感器。WSN中的传感器经过无线方法通讯,因而网络设置灵敏,设备方位可以随时更改,还可以跟互联网进行有线或无线方法的衔接。经过无线通讯方法构成的一个多跳自安排网络。

WSN的开展得益于微机电体系(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)、片上体系(System on Chip, SoC)、无线通讯和低功耗嵌入式技能的飞速开展。WSN广泛使用于军事、智能交通、环境监控、医疗卫生等多个范畴。

传感器

感知方针

调查者

调查者将爱好信息奉告传感器节点,传感器节点发现感知方针后,进行协作地侦查、感知和搜集感知方针的数据并进行处理,之后将信息传输给调查者。

传感器节点以人工、飞机播撒或炮弹发射等方法被布置到监测区域,以自安排的方法进行组网。各传感器节点之间,传感器节点与网关/sink节点之间,均选用无线树立通讯链路。传感器节点具有信息搜集和路由两层功用。

信息搜集可以或与其它节点协作地检测感知区域方针的温度、湿度、红外等物理特性,搜集相关数据;路由功用指对其它节点转发过来的数据进行存储、办理和交融,传输给下一跳节点或是网关/sink节点。

网关/sink节点,也叫会聚节点。它的处理才能、存储才能和通讯才能较强,它既可以是能量供应足够且有更多的内存资源与更强的核算才能的传感器节点,也可以是带有无线通讯接口的特别网关设备。网关节点是衔接传感器网络与外部网络的桥梁枢纽,经过协议转化完成节点办理和传感器网络之间的通讯,并且也可将传感器节点搜集的数据发送到互联网、卫星或是移动通讯网络上,且对传感器节点发布办理信息。

调查者是无线传感器网络的用户,是感知信息的接纳和使用者。调查者可以经过笔记本、PDA、手机等终端设备接纳传感器节点搜集的信息,也可以主动地搜集或查询无线传感器网络监测、搜集到的信息。经过对传感器节点搜集的信息进行调查、剖析之后,调查者可以对感知方针采纳相应的举动,或许拟定决议计划。

无线传感器网络所触及的技能

传感器技能;

嵌入式核算技能;

现代网络及无线通讯技能;

分布式信息处理技能等。

无线传感器网络除了具有Ad hoc网络的移动性、自安排性等特征以外,还具有许多其他明显的特色,这些特色向咱们提出了一系列应战性问题。

1)动态性网络

无线传感器网络具有很强的网络动态性。传感器节点的逝世、移动,新节点的参加,环境条件改变导致通讯链路的带宽改变,乃至时断时通等要素,使得整个网络的拓扑结构发作动态改变,要求网络具有可调整性和可重构性。

2)硬件资源有限

节点在通讯才能、核算才能和内存空间等方面的约束使得网络需求经过中心节点进行路由,此外,还必须从头规划简略有用的协议。

3)能量受限

因为无线传感器网络的布置环境杂乱,有时乃至是人迹罕至的原始森林,并且传感器节点布置的数量巨大,经过人工替换电池来弥补能量耗费是不或许完成的;又因为使用的需求,传感器节点体积要尽或许的小。这些使得传感器节点只或许带着有限能量的电池,所以当传感器节点的能量耗费殆尽时,也就表明着此节点逝世。因而,怎么在网络作业进程中节约动力,最大化网络的生命周期,是无线传感器网络重要的研究课题之一。

无线传感器网络的三个要素:

传感器节点能量耗费示意图

耗费能量的模块首要有传感模块、处理模块和无线通讯模块。

处理器和传感器的功耗跟着集成工艺的前进,现已达到了令人满意的水平,能量耗费首要会集在无线通讯模块上。

通讯进程中,节点有四种状况:发送、闲暇、接纳以及睡觉。

节点处于发送状况时能量耗费最多;

接纳状况和闲暇状况相差不多,略小于发送状况;

处于睡觉状况能量耗费最小。

4)大规划网络

网络规划大首要体现在三个方面:

一是布置的感知区域地舆面积比较大,可以在不同空间选用不同视角对方针进行监测 ;

二是节点数目巨大,减小了掩盖区域呈现盲点或是漏点的概率;

三是布置密度大,即在一个较小的面积内布置很多的节点,提高了信息搜集的精度,然后降低了对单个节点精度的需求,并且很多的冗余节点可以使体系具有很强的容错性。

5)以数据为中心

无线传感器网络节点随机布置到感知区域,节点编号与网络之间的联络是动态的,没有必定的联络。

调查者只关怀其事情自身,而关于事情的数据是由哪个节点传输过来的并不介意。

以数据为中心的特色要求无线传感器网络可以脱离传统网络的寻址进程,快速有用地安排起各个节点的感知信息并交融提取出有用信息直接传送给用户。

6)播送方法通讯

因为无线传感器网络中节点数目巨大,使得其在组网和通讯时不或许如Ad hoc网络那样选用点对点的通讯,而要选用播送方法,以加速信息传达的规划和速度,并可以节约电力。

7)无人值守

因为网络规划巨大,不或许人工照料每个节点,网络体系往往在无人值守的状况下作业,这导致了网络体系的动力受限。

8)易受物理环境影响,网络通讯才能有限

无线传感器网络与其地点的物理环境密切相关,并跟着环境的改变而不断地改变。这些时变要素严重地影响了体系的功能,因而要求无线传感器网络体系要具有动态环境改变的适应性。

网络节点选用短距离低功率无线通讯技能,通讯掩盖规划一般只要几十米,需求多跳中继传输才能把数据发布到搜集信息的基站。环境要素的影响会导致通讯质量的下降。

无线传感器网络的远景

无线传感器网络可以协作地感知、搜集和处理网络掩盖区域中感知方针的信息,并以无线的方法发送出去,经过无线网络终究发送给调查者。它是物联网的根本组成部分,改变了人与自然的交互方法,具有宽广的使用远景。

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