无线传感器网络.ppt

1、无线传感器网络（WSN),班级：070406123 姓名：杨挺 日期：2010/9/6,什么是WSN？,WSN是wireless sensor network的简称，即无线传感器网络。 无线传感器网络（Wireless Senso NetworkWSN）就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。,什么是WSN？,无线传感器网络系统是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领

2、域。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等。,WSN概述,实现：物与物和人与物的互联，无时不在无处不在的感知和计算方式。,应用领域：广泛用于军事、环保、医疗、工农业生产、空间探索以及各种商业领域。,前景：被誉为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮 。被称为是下一个万亿级的通信业务。,可直接交互,感知：环境（温湿度、光强、震动、压力、金属、辐射、大气成分、土壤水分等），人体（体温、心率、血压、呼吸等）,大规模、可随机部署、自组织、多跳传输,可远程交互,WSN现有标准/技术,WSN现有标准/技术,构成WSN的三要素和影响力：,传感器、感知对象、观

3、察者。 影响力 美国商业周刊和MIT技术评论在预测未来技术发展报告中将无线传感器网络列为21世纪最有影响的21项技术和改变世界的10大技术之一。 传感器网络被列为未来3大高科技产业一。 美国的技术评论将无线传感器网络列为第一项未来新兴技术。 商业周刊 预测的未来4大新技术中，无线传感器网络也列入其中等。,历史以及发展现状,国外： 起源于美国，根源可追溯到1978年由国防部高级研究计划署（DARPA）在卡内基-梅隆大学发起的分布式传感器研讨会。 具有代表性的项目包括：1993-1999年间由美国国防高级研究计划署(DARPA)资助，加州大学洛杉矶分校(UCLA)承担的WINS项目； 1999-2

4、001年间由DAPRA资助UCBerkeley承担的SmartDust项目。 1998-2002年DARPA资助，加州大学伯克利分校等25个机构联合承担的SensIT计划； 1999-2004年间海军研究办公室的SeaWeb计划等。,WSN的体系结构,传感器网络结构,历史以及发展现状,国内： 中国的一些研究机构近年开始研究：中国科学技术大学、清华大学、中科院计算所、上海微系统所、沈阳自动化所以及合肥智能所等研究单位 。 之所以国内外都投入巨资研究机构纷纷开展无线传感器网络的研究，很大程度归功于其广阔的应用前景和对社会生活的巨大影响。,WSN节点,能量消耗与通信距离的关系： E=kdn,发送1b

5、it消耗3000条指令能耗（100米距离）,特点：体积小、成本低廉，存储、计算和通信能力严格受限 。,WSN协议栈,WSN协议栈层次结构,应用层：定义与具体应用相关的数据的语义和传感器的任务管理 。,ZigBee协议栈层次结构,网络层：负责将数据从源节点通过多跳方式传输到目的节点 。（路由、负载均衡、数据融合、QoS）,物理层：设定传输介质，规定了工作频段、数据调制、信道编码、定时、同步等标准 。,数据链路层：负责无冲突的信道接入和点对点的数据帧的可靠传输。,WSN的特征,与无线网络的区别 传感器网络集成了监测、控制以及无线通信的网络系统，节点数目庞大（上千甚至上万），分布密集，因环境和能量的

6、耗尽，容易出现故障，节点通常固定不动。能量、处理能力、存储能力、通信能力有限。不同于传统无线网络的高服务质量和高效的带宽的利用，节能是其设计的首要考虑因素。 节点的限制 电池能量有限 通信能力有限 能量消耗和通信距离关系E正比于d (n).2n4 计算和存储能力有限 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。这些潜在的应用领域可以归纳为:军事、航空、反恐、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。,关键技术,网络拓扑控制 网络协议 网络安全 时间同步 定位技术 数据融合 数据管理 无线通信技术 嵌入式操作系统 应用层技术,未来发展机遇展望,可能会有人这样想，既然其还处于科研到应用的过渡阶段，那么其所有领域都是未来的发展机会，的确，但是还有些领域值得特别关注：如无线 ad hoc