線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點及其應(yīng)用
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由布設(shè)在無人值守的監(jiān)控區(qū)內(nèi),具有通信與計算能力的微小傳感器節(jié)點組成,根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務(wù)的“智能”自治測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由布設(shè)在無人值守的監(jiān)控區(qū)內(nèi),具有通信與計算能力的微小傳感器節(jié)點組成,根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務(wù)的“智能”自治測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種測控網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點設(shè)置和投放是隨機的,在任何時刻,節(jié)點間通過無線信道連接,自組織網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。傳感器節(jié)點間具有很強的協(xié)同能力,通過局部的數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理及節(jié)點間的數(shù)據(jù)交互來完成全局任務(wù)。通常采用多跳、對等通信方式。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以在獨立環(huán)境下運行,也可通過網(wǎng)關(guān)連接到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基本設(shè)施上,如Internet等。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點 超大規(guī)模 通常有成千上萬個微小傳感器構(gòu)成,主要不是依單個設(shè)備能力的提升,而是通過大規(guī)模、冗余的嵌入式設(shè)備的協(xié)同工作來提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。 無人值守 微傳感器節(jié)點往往密集地分布于需監(jiān)控的物理環(huán)境中,由于規(guī)模巨大,不可能人工“照顧”每個節(jié)點,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)往往在無人值守的狀態(tài)下工作。每個節(jié)點只能依靠自帶或自主獲取的能源(電池、太陽能) 供電。由此導(dǎo)致的能源受限是阻礙無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展及應(yīng)用最重要的“ 瓶頸”之一。 易受物理環(huán)境影響— 動態(tài)性強 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與其所在的物理環(huán)境密切相關(guān), 并隨著環(huán)境的變化而不斷變化。這些時變因素嚴(yán)重地影響了系統(tǒng)的性能。如低能耗的無線通信易受環(huán)境因素的影響;外界激勵變化導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和運行規(guī)模的動態(tài)變化;隨著能量的消耗,系統(tǒng)工作狀態(tài)的變化等都要求傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要具有對動態(tài)環(huán)境變化的適應(yīng)性。 無中心和自組織性 所有節(jié)點地位平等,網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點通過分布式算法來協(xié)調(diào)彼此行為,無需人工干預(yù)和任何其他預(yù)置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施,可以在任何時刻、任何地點快速展開并自動組網(wǎng)。 動態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?nbsp; 移動終端能夠以任何速度和任意方式在網(wǎng)中移動,可隨時關(guān)閉電臺;無線收發(fā)裝置的天線類型多種多樣、發(fā)送功率隨著攜帶能量的變化而變化;加之無線信道間的互相干擾、地形和天氣等綜合因素的影響,移動終端通過無線信道形成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆S時可能發(fā)生變化,而且變化的方式和速度都難以預(yù)測。 移動終端能力有限 如能源受限、內(nèi)存較小、CPU性能較低等,從而給應(yīng)用程序設(shè)計開發(fā)帶來一定難度;屏幕等外設(shè)較小,不利于開展功能較復(fù)雜的業(yè)務(wù)。 安全性較差 由于采用無線信道、有限電源、分布式控制等技術(shù),它更加容易受到被動竊 聽、主動入侵、拒絕服務(wù)、剝奪“睡眠”等網(wǎng)絡(luò)攻擊。信道加密、抗干擾、用戶認(rèn)證和其他安全措施均需特別考慮。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以應(yīng)用于由震動、地磁、熱量、視覺、紅外、聲音、雷達(dá)等多種不同類型傳感器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,用于監(jiān)控濕度、溫度、壓力、應(yīng)力、流量、成份、像素等多種環(huán)境條件。傳感器節(jié)點可以完成連續(xù)監(jiān)測、目標(biāo)發(fā)現(xiàn)、位置識別和執(zhí)行器的本地控制等任務(wù)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)應(yīng)用及功效如下: ● 機械工業(yè)過程節(jié)能減排的重要手段。 ● 極大地提高了機械工業(yè)的精細(xì)化管理和加工效率。 ● 機械裝備實時監(jiān)控的堅強保障。 ● 提高機械產(chǎn)品制造質(zhì)量的最佳措施。 ● 為機械裝造新工藝的出現(xiàn)提供了有力支持。 ● 改變我國機械制造業(yè)物流現(xiàn)狀的有效途徑。 煤礦安全環(huán)境監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是環(huán)境應(yīng)用中的一種,其他環(huán)境應(yīng)用有: ● 森林火災(zāi)監(jiān)測——傳感器節(jié)點被隨機、密集地布設(shè)在森林中,可以在火勢沒有蔓延前向監(jiān)測者報告準(zhǔn)確的著火點。由于傳感器節(jié)點需在幾月甚至幾年時間內(nèi)無人值守條件下工作,因此需要可補充的電源,如太陽能電池。 ● 環(huán)境的生物復(fù)雜性勘測——對環(huán)境的生物復(fù)雜性勘測需要復(fù)雜的方法來整合時間、空間的信息。隨著遠(yuǎn)程傳感技術(shù)、自動數(shù)據(jù)收集技術(shù)的進(jìn)步,傳感器節(jié)點可以連接到Internet,使遠(yuǎn)程用戶可以控制、監(jiān)測和觀察環(huán)境的生物復(fù)雜性。 ● 洪水監(jiān)測——利用能監(jiān)測降雨量、水位、氣候環(huán)境等傳感器,這些傳感器通過預(yù)定義的方式向中心數(shù)據(jù)庫提供信息而實現(xiàn)洪水監(jiān)測。 ● 精細(xì)農(nóng)業(yè)——無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以用來實時監(jiān)測水中的污染指數(shù)、土壤腐蝕指數(shù)和空氣污染指數(shù)。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療領(lǐng)域的主要應(yīng)用如下: |
1.行業(yè)新聞、市場分析。 2.新品新技術(shù)(最新研發(fā)出來的產(chǎn)品技術(shù)介紹,包括產(chǎn)品性能參數(shù)、作用、應(yīng)用領(lǐng)域及圖片); 3.解決方案/專業(yè)論文(針對問題及需求,提出一個解決問題的執(zhí)行方案); 4.技術(shù)文章、白皮書,光學(xué)軟件運用技術(shù)(光電行業(yè)內(nèi)技術(shù)文檔);
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