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无线传感网络关键技术及使用探析

无线传感网络关键技术及应用探析-无线传感网络是集数据采集,信息传输,信息处理等多个技术为一体的综合智能信息系统。它融合了电子技术,计算机技术,无线通信技术,分布式信息处理等理 论,能够实时监测并感知其

1概述
1.1无线传感网简介
无线传感网络是集数据搜集,信息传输,信息处理等多个技能为一体的归纳智能信息体系。它交融了电子技能,计算机技能,无线通讯技能,散布式信息处理等理 论,能够实时监测并感知其掩盖区域中的环境以及各被监控目标的状况,然后将数据信息经过无线传输方法发送到到操控中心,供观察者进行处理。

1.2无线传感网络的特色
和传统网络通用的方法不同,WSN能够针对不同的运用,需求调整本身的装备,如节点密度,通讯协议等,其首要特色如下。
(1)节点能量受限。WSN中的节点一般由电池供电,因为电池的容量一般不能坚持节点正常作业时刻过长,而且无线传感节点往往布置于户外环境中,无法及时充电或替换电池,当电池电量耗尽,节点也就随之失效。
(2)节点处理才能受限。无线传感网络中的节点受体积和本钱的影响,内存和处理器均不能和一般计算机比较,其处理程序和运算数据的才能也有限,这决议了无线传感网络的节点规划不能过于杂乱。
(3)WSN是一种自组织网络。传感器节点经过自组织散布构成WSN,网络大多数选用Adhoc方法进行装备,网络中的每个节点中一同充任主机和路由器的 人物,具有途径寻址和保护功用。因为传感器节点本身的特色,网络拓扑结构常常发生改变,因而要求节点需求有保护动态路由的功用,以确保网络正常作业。
(4)以数据为中心。在无线传感网络中,为了节约能量的耗费,要求在确保通讯质量的前提下,尽可能的削减信息传输量,只需将用户关怀的信息数据进行搜集传输,即WSN是一种以数据为中心的网络。

2无线传感网络的关键技能
2.1网络的自组织和自我管理
WSN选用无线自组织方法进行组网,节点放入检测区域后,搜集被检测信息,并把这些信息发于邻接节点,并将其周围的链路衔接信息发回给sink节点,sink节点把从一切信息进行汇总剖析后,可得到网络的拓扑结构和传输路由等信息。

WSN的拓扑方法一般有三种:簇方法、 平面结构、栈结构。三种结构各有利弊,需在详细的运用中灵敏选取,当节点失效或参加新节点而导致网络拓扑改变较大时,需求能很快的习惯这种改变,快速的使网络正常作业,即WSN需求杰出的自习惯性。

2.2节点软硬件体系集成
无线传感网络中的每个节点都是嵌入式体系,包含电源体系,存储器,微处理器,无线收发模块等。近年来,跟着芯片技能、嵌入式技能。MEMS技能的开展,已 经能够将这些部件很好的集成。因为节点能量有限,在规划部件如:无线收发器和微处理器要求其功耗较小,且能主动节约能量,比方休眠方法等,以便在不参加工 作时分耗费较低的电量。这些功用需求经过操作体系来集成,现在最常用的操作体系有uC-OS-2、嵌入式linux、TInyOS操作体系,这些操作体系 具有内核小,模块化规划,占用资源少等特色,能够大大提无线传感网络功能。

2.3相关的网络协议
WSN和传统网络在职能上有较大的不同。传统网络是以传输数据为中心,中心的节点首要进行数据的转发,而不需求处理剖析数据的。而传感器网络是以数据为中 心,中心节点不仅仅仅仅将数据进行转发,还需求进行数据的有用交融和其他处理等功用,因而传统Ad-自组织网络的协议并不彻底合适无线传感器网络的特色和 要求,因而所以在路由挑选上也必须有愈加合适的协议。

2.4动力管理
在WSN中,为了节约能量,不管是节点本身仍是通讯协议都需求更为合理的规划,以习惯节点在作业和休眠之间的转化的需求。能够经过在运用层、网络层、接入 层协议的操控,引进动力操控的理念,以延伸网络的生计时刻。此外,还能够经过将链路层应对和网络层应对跨层结合起来进行规划,既能够满意功能的要求,也可 下降功耗。

2.5无线传感网络的安全问题
无线传感网络因为其传输信道的特殊性,其安全问题更显得尤为重要。例如802.11无线协议就存在严峻的安全漏洞,黑客能够经过软件和硬件东西来搅扰无线网络。现在的无线传感器网络安全研讨有:信息认证、信息加密、侵略检测、避免罢了进犯等。

3无线传感网络的运用剖析
无线传感网络随机散布的特色,广泛用于环境、医疗和家庭工作等。

3.1环境监测
传感器网络节点的本钱较低、简单布局的特色十分合适环境监测,比方在水环境运用中,针对水环境监测和WSN各自的特性,要点研讨数据交融和集合技能,以确保水污染等报警的正确率;此外还能够运用在鸟类、昆虫的迁徙盯梢,大面积地质结构监控,森林火灾的预警等方面。

3.2医疗方面
无线传感网络在医疗方面的运用有:对人类生理数据的无线监测,WSN能够长时间搜集人类的生理数据,供医学部分研讨运用;在医院对医护人员和患者进行监控和 追寻,让患者佩带完结特殊任务的微型传感器,能够监督患者的心率,血压、体温等目标,医师能够实时坚持与患者的联络。然后能及时的处理问题。

3.4家庭及工作主动化
跟着技能的开展,传感器网络能够嵌入吸尘器、微波炉、冰箱等家用电器,这些电器能够经过手机,PDA、手机和传感器节点一同,接入到英特网中,用户能够与 其进行交互,便利长途监控和操作运用;也能够将传感器放在书本,工作文档和其他文件中,就能精确定位这些文件的方位,完成工作主动化。

4结语
无线传感器网络(WSN)是新式的下一代无线网络,在社会生产和人民生活各方面都有着宽广的运用远景。本文介绍了无线传感器网络的特色,评论了无线传感器网络的关键技能和在工业、环境、人民生活等方面的运用。

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