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无线传感器网络教案

发布时间:2021-03-05 13:12:36

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无线传感器网络组成和特点
发表时间:2012-11-14 14:28:00
文章出处:传感器专家网
相关专题:传感器基础
无线传感器网络的构想最初是由美国军方提出的,美国国防部高级研究所计划署(DARPA)于1978年开始资助卡耐基-梅隆大学进行分布式传感器网络的研究,这被看成是无线传感器网络的雏形。从那以后,类似的项目在全美高校间广泛展开,著名的有UCBerkeley的SmartDuST项目,UCLA的WINS项目,以及多所机构联合攻关的SensIT计划,等等。在这些项目取得进展的同时,其应用也从军用转向民用。在森林火灾、洪水监测之类的环境应用中,在人体生理数据监测、药品管理之类的医疗应用中,在家庭环境的智能化应用以及商务应用中都已出现了它的身影。目下,无线传感器网络的商业化应用也已逐步兴起。美国Crossbow公司就利用SMArtDust项目的成果开发出了名为Mote的智能传感器节点,还有用于研究机构二次开发的MoteWorkTM开发平台。这些产品都很受使用者的欢迎。

无线传感器网络可以看成是由数据获取网络、数据分布网络和控制管理中心三部分组成的。其主要组成部分是集成有传感器、数据处理单元和通信模块的节点,各节点通过协议自组成一个分布式网络,再将采集来的数据通过优化后经无线电波传输给信息处理中心。

因为节点的数量巨大,而且还处在随时变化的环境中,这就使它有着不同于普通传感器网络的独特“个性”。首先是无中心和自组网特性。在无线传感器网络中,所有节点的地位都是平等的,没有预先指定的中心,各节点通过分布式算法来相互协调,在无人值守的情况下,节点就能自动组织起一个测量网络。而正因为没有中心,网络便不会因为单个节点的脱离而受到损害。

其次是网络拓扑的动态变化性。网络中的节点是处于不断变化的环境中,它的状态也在相应地发生变化,加之无线通信信道的不稳定性,网络拓扑因此也在不断地调整变化,而这种变化方式是无人能准确预测出来的。

第三是传输能力的有限性。无线传感器网络通过无线电波进行数据传输,虽然省去了布线的烦恼,但是相对于有线网络,低带宽则成为它的天生缺陷。同时,信号之间还存在相互干扰,信号自身也在不断地衰减,诸如此类。不过因为单个节点传输的数据量并不算大,这个缺点还是能忍受的。

第四是能量的限制。为了测量真实世界的具体值,各个节点会密集地分布于待测区域内,人工补充能量的方法已经不再适用。每个节点都要储备可供长期使用的能量,或者自己从外汲取能量(太阳能)。

第五是安全性的问题。无线信道、有限的能量,分布式控制都使得无线传感器网络更容易受到攻击。被动窃听、主动入侵、拒绝服务则是这些攻击的常见方式。因此,安全性在网络的设计中至关重要。

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❹ 无线传感器网络

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、噪声内、光强度、压力、土壤成容分、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。基于MEMS的微传感技术和无线联网技术为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。

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