传感器节点是一种微型嵌入式设备,要求它的价格低、功耗小,些约束必定导致其带着的处理器才能比较弱、存储器容量比较小。为了完结各种使命,传感器节点需求完结监测数据的收集和转化、数据的办理和处理、应对会聚节点的使命请求和节点操控等多种作业。怎么使用有限的核算和存储资源完结许多协同使命成为传感器网络规划的应战之一。
传感器节点结构
传感器节点首要由传感部分、处理部分、通讯部分和电源部分构成。其间,处理部分是传感器节点的中心部分,担任整个节点的设备操控、使命分配、使命调度、数据整合、数据传输等功用。因为受节点体积的约束,传感器节点能量非常有限,因而需求电源部分来为其供应能量。
无线传感器网络
无线传感器网络,英文名称为Wireless Sensor Networks,简写为WSN,是一种由传感器节点组成的分布式传感网络,是一个依据无线通讯技能而构成的一个多跳自组织网络。跟着微机电体系、片上体系、无线通讯、低功耗嵌入式等技能的飞速发展,无线传感器网络也得到了迅猛发展并已广泛使用于智能交通、军事、环境监控、医疗卫生等各个领域。
传感器节点体系结构
传感器节点是无线传感网的一个根本组成部分。依据使用需求的不同,传感器节点有必要满意的具体要求也不同。传感器节点可能是小型的、廉价的或节能的,有必要装备适宜的传感器,具有必要的核算和存储资源,而且需求满足的通讯设备。一个典型的传感器节点由感知单元、处理单元(包含处理器和存储器)、通讯单元、能量供应单元和其他使用相关单元组成,传感器节点的体系结构如下图所示。
在上图中,感知单元首要用来收集实际国际的各种信息,如温度、湿度、压力、声响等物理信息,并将传感器收集到的模仿信息转化成数字信息,交给处理单元进行处理。处理单元担任整个传感器节点的数据处理和操作,存储本节点的收集数据和其他节点发来的数据。通讯单元担任与其他传感器节点进行无线通讯、交流操控音讯和收发收集数据。能量供应单元供应传感器节点运转所需的能量,是传感器节点最重要的单元之一。别的,为了对节点准确定位以及对移动状况进行办理,传感器节点需求相应的使用支撑单元,如方位查找单元和移动办理单元。
传感器节点通常是一个微型嵌入式体系,它的处理才能、存储才能和通讯才能是受限的。节点要正常作业,需求软硬件体系的密切配合。硬件体系的组成参照上图。软件体系由5个根本的软件模块组成,分别是操作体系(OS)微码、传感器驱动、通讯处理、通讯驱动和数据处理mini-app软件模块。OS微码操控节点的一切软件模块以支撑节点的各种功用。TInyOS便是一种专为嵌入式无线传感网规划的操作体系。传感器驱动模块办理传感器收发器的根本功用;此外,传感器的类型可能是模块或插件式的,依据传感器的不同类型和复杂度,该模块也要支撑对传感器进行的相应装备和设置。通讯处理模块办理通讯功用,包含路由、数据包缓冲和转发、拓扑保护、介质拜访操控、加密和前向纠错等。通讯驱动模块办理无线电信道传输链路,包含时钟和同步、信号编码、比特计数和康复、信号分级和调制。数据处理mini-app模块支撑节点的数据处理,包含信号值的存储与操作或其他的根本使用。