无线传感器网络.ppt

1、传感器技术、班主任：刘佳TelEmail :无线传感器网络、无线传感器网络(WSN )由位于监视区域内的多个微传感器节点构成，通过无线通信方式信息控制学院仪器系，2，1 .传感器网络结构，传感器网络系统通常包括传感器节点、会聚节点和管理节点。 可以在监视区域内部或附近随机地配置多个传感器节点，自组织地构成网络。 传感器节点监测的数据沿着其它传感器节点逐跳传输，在传输期间监测数据被多个节点处理，通过多跳路由至汇聚节点，最后通过因特网或卫星到达管理节点。 用户通过管理节点进行传感器网络的配置和管理，发布监视任务，收集监视数据。 信息控制学院设备系、3、1 .传感器网络结构

2、、信息控制学院设备系、4、因特网、卫星、移动通信网络等，从集约节点、监视区域、传感器节点、1 .传感器网络结构网络功能来看， 各传感器节点兼具传统网络节点终端和路由器的双重功能，除了进行本地信息采集和数据处理外，还进行存储、管理和融合其他节点传输的数据等处理，同时与其他节点协作完成特定任务。信息控制学院仪器系统，5，1 .传感器网络结构、聚合节点处理能力、存储能力和通信能力较强，连接传感器网络和互联网等外部网络，实现两个协议栈之间通信协议的转换，同时公布管理节点的监控任务所述收敛节点可以是具有增强功能的传感器节点、具有足够的能量供应和更多存储器和计算资源、或仅具有不具有监控功能的无线通信接口的

3、特殊网关设备。 信息控制学院仪器系，6，2 .传感器节点结构，传感器节点结构传感器模块：负责监测区域内信息的收集和数据转换的处理器模块：控制传感器节点的整体操作， 自己收集的数据和来自其他节点的数据无线通信模块：负责与其他传感器节点进行无线通信的交换控制消息和收集数据能量供给模块：传感器节点提供运行所需的能量，通常是微电池、信息和控制学院仪器系统，7，2 .传感器传感器节点结构、信息和控制学院仪器系统、8，3 .传感器网络协议栈、传感器网络协议栈右图是提前提出的协议栈，包括能量管理平台、移动管理和任务这些管理平台使传感器节点能够以高能效的方式协作，在节点移动的传感器网络中传输数据，支持多任务和

4、资源共享。、信息控制学院仪器系统，9，3 .传感器网络协议栈，传感器网络协议栈物理层提供简单健壮的信号调制和无线发射接收技术的数据链路层，可以对数据成帧、帧检测、媒体接入、 负责差错控制的网络层主要是负责路由生成和路由的传输层或负责数据流传输控制的应用层包括一系列基于监视任务的应用层软件能量管理平台， 管理传感器节点如何使用能量，并且必须在每个协议层考虑节能。移动管理平台可以检测和注册传感器节点的移动，并维护到汇聚节点的路径，以便传感器节点可以动态跟踪相邻位置、信息控制学院仪器系，10，3 .传感器网络协议栈，右图所示协议栈对原模型进行了细分和改进。 协议栈中的位置和时间同步子层的位置是特别的

5、。 它们必须依赖于数据传输通道，在协调定位和时间同步协商的同时，为网络协议的各层提供信息支持。 右侧的许多机制中的一些嵌入到上图所示的每个层协议中，以优化和管理协议进程。另一部分独立于协议之外，通过不同的收集和配置接口配置和监视适当的机制。 信息控制学院仪器系统，11，4 .传感器节点的限制，信息控制学院仪器系统，12，5 .传感器网络的特点，(1)大规模网络传感器网络的大规模性包括两个方面，而传感器节点密集配置，一个面积不大的空间传感器网络的大规模化优势：由于存在许多冗馀节点，所述节点可通过分散地处理来自不同空间视点的信息(其中来自不同空间视点的信噪比较大)的大量收集信息来提高监视精度，并减

6、少对个别节点传感器的精度要求，因此系统具有较强的容错能力信息控制学院仪器系统，13，5 .传感器网络的特点，(2)自组织网络在传感器网络应用中，传感器节点通常位于没有基础设施的地方。 传感器节点的位置不能预先正确地进行设定，且节点之间的相互相邻关系也是未知的。 由此，要求传感器节点具备自组织能力并能够自动进行配置和管理，自动形成通过拓扑控制机制和网络协议传送监视数据的多跳无线网络系统。 在传感器网络的使用中，有些传感器节点因能量耗尽或环境要素而失效，有些节点补充网络以补充失效节点，提高监视精度，传感器网络中的节点数动态增加或减少，网络的拓扑结构传感器网络的自组织性必须能够应对这种网络拓扑的动态

7、变化。 信息控制学院仪器系统，14，5 .传感器网络的特点，(3)动态网络传感器网络的拓扑结构可能根据以下因素而变化：环境因素或功率枯竭导致的传感器节点故障或故障环境条件的变化，无线通信链路的带宽发生变化时间可能过期的传感器网络的传感器、感知对象物、观察者3个要素可能具有移动性新节点的追加。 这要求动态系统重建能力，使得传感器网络系统能够适应这种变化。 信息控制学院仪器系统，15，5 .传感器网络的特点，(4)可靠的网络传感器网络特别适合放置在恶劣环境或人无法到达的区域，传感器节点可能在露天环境工作，多采用随机放置。由于监视区域环境的限制和传感器节点数量庞大，无法人工“照顾”各传感器节点，网络

8、维护非常困难，也无法维护。 传感器网络通信的机密性和安全性也很重要，防止监视数据被盗或被伪造的监视信息被获取。 因此，传感器网络的硬件和软件必须具有鲁棒性和抗故障性。 信息控制学院仪器系统，16，5 .传感器网络的特点，(5)应用相关的网络传感器网络感知客观物理世界，获取物理世界的信息量。 客观世界的物理量多种多样，不穷。 由于不同的传感器网络应用对不同的物理量感兴趣，所以对传感器的应用系统也存在各种要求。 (6)以数据为中心的网络因为传感器节点随机配置，所以所配置的传感器网络和节点号的关系完全动态，表现为节点号和节点位置不必然关联。 当用户使用传感器网络查询事件时，会直接向网络通知感兴趣的事

9、件，而不是特定编号的节点。 网络获得了指定事件的信息之后，报告给用户。 这种以数据本身作为查询和传达线索的思想，接近于自然语言交流的习惯。 因此，传感器网络通常是以数据为中心的网络。信息控制学院仪器系，18，6 .传感器网络的应用，军事环境观测和预报系统医疗护理智能家庭建筑物的状态监测其他，信息控制学院仪器系，19，6 .传感器网络的应用，信息控制学院仪器系，20，传感器网络，战场评估，生活习惯监测森林火灾监测6、传感器网络的应用、信息和控制学院仪器系统、21、21、无线传感器网络的应用实例展示、智能家居、现场设备和环境监视、微农业栽培、医院病房电子巡逻、信息和控制学院仪器系统、22、无线传感器网络的应用实例医院病房电子巡逻、信息、信息控制学院仪器系，25、无线传感器网络应用实例医院病房电子巡逻，了解患者病情后，医生通知值班护士或急救人员去医院救助。 信息控制学院仪器系，26，智能家庭，现场设备和环境监视，精密农业栽培，医院病房电子巡逻，信息控制学院仪器系，27，无线传感器网络应用实例精密农业栽培，信息控制学院仪器系，28，无线传感器网络应用实例精密农业栽培，、信息和控制学院仪器系，29， 智能家居，现场设备与环境监测，精细农业栽培，医院病房电子巡逻，信息与控制