走进物联网 第2版 课件2.3 物联网的无线传感网络技术_第1页
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文档简介

物联网无线传感网络技术授课人：***CONTENTS目录01案例故事02传感网体系结构03实践体验04能力拓展05总结与展望案例故事01案例故事：桥梁健康监测应用场景：老旧桥梁结构安全监测传感器类型：压电、加速度、倾角计、应变计监测参数：温度、湿度、振动、侵蚀程度系统价值：实时预警，减少事故，保障安全案例故事：人体行为监测应用场景老人监护、康复评估传感器部署人体特征部位（手腕、腰部等）监测行为坐、站、躺、行走、跌倒技术优势三维信息融合，实时显示，辅助康复案例故事：森林防火监测系统组成：大量传感器自组织网络核心功能：协作感知温湿度、烟雾浓度技术特点：低功耗、自组网、抗恶劣环境应用价值：早期预警，辅助灭火决策传感网体系结构02传感器节点体系结构感知单元：采集物理信息，ADC转换处理单元：处理器与存储器，数据计算通信单元：收发器与天线，无线传输能量供给单元：电池或能量收集，决定寿命知识提炼：无线传感网络结构网络组成：传感器节点、汇聚节点、任务管理节点数据传输：多跳转发，汇聚上传技术特点：自组织、动态拓扑、容错性无线通信技术对比实践体验03实践体验：智能停车系统系统方案：地磁探测器+NB-IoT采用高性能地磁传感器检测车位状态，并通过低功耗广域网技术NB-IoT将数据上传至云端平台。工作原理：磁场检测→数据上传→信息发布车辆驶入/驶离会引起地磁场变化，传感器检测到变化后，通过NB-IoT将状态信息上报，最终在APP或引导屏上发布。技术优势：续航>5年，抗干扰强采用超低功耗设计，电池寿命可达5年以上，且对雨水、震动、温度变化等具有很强的抵抗能力。应用价值：车位利用率+27%，人工成本-62%通过实时引导，显著提升车位周转效率，并大幅降低传统人工巡检的运营成本。能力拓展04能力拓展：设计任务基于无线传感网络的校园环境温湿度监控系统1监测区域：操场、实验室、绿化带2传感器选型：DHT11(±2℃)或SHT30(±0.2℃)3通信技术：LoRa(长距离)或NB-IoT(广覆盖)4网络拓扑：星型(集中)或网状(冗余)能力拓展：讨论题6G传感网络应用6G特点：高速率(1TB/s)、低时延(<1ms)、通感一体化(ISAC)潜在应用：毫米级感知、非视距监测、海量连接讨论问题：6G如何通过太赫兹通信与能量收集技术解决当前WSN的功耗与安全挑战？关键挑战与发展趋势核心挑战·资源受限(能量)·安全隐私(加密)·可扩展性(拓扑)发展趋势·智能化(边缘AI)·绿色节能(能量收集)·异构融合(5G/6G)总结与展望05总结与展望主要内容回顾✓应用案例：桥梁、人体、森林防火✓核心技术：节点结构、网络拓扑、通信技术✓实践应用：智能停车系统未来方向→6

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