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無線感測網路里的數字信號利用率

發布時間:2022-05-25 13:19:05

1. 無線感測網路的覆蓋率怎麼計算

這要看你的這個網路是基於什麼技術實現了,每一種技術的網路協議不同,計算起來也不同。比如ZigBee,它的覆蓋率和網路的拓撲結構有關,計算覆蓋率的時候應該考慮其協調器發送功率、路由節點數目/位置、子節點數目/位置等。再比如GPRS,覆蓋范圍和基站天線高度、功率等有關,一般方圓十幾公里沒有問題。

2. 什麼是無線感測技術

早在上世紀70年代,就出現了將傳統感測器採用點對點傳輸、連接感測控制器而構成感測網路雛形,我們把它歸之為第一代感測器網路。隨著相關學科的不斷發展和進步,感測器網路同時還具有了獲取多種信息信號的綜合處理能力,並通過與感測控制的相聯,組成了有信息綜合和處理能力的感測器網路,這是第二代感測器網路。而從上世紀末開始,現場匯流排技術開始應用於感測器網路,人們用其組建智能化感測器網路,大量多功能感測器被運用,並使用無線技術連接,無線感測器網路逐漸形成。

無線感測器網路是新一代的感測器網路,具有非常上世紀70年代,其發展和應用,將會給人類的生活和生產的各個領域帶來深遠影響。

無線感測器網路可以看成是由數據獲取網路、數據頒布網路和控制管理中心三部分組成的。其主要組成部分是集成有感測器、處理單元和通信模塊的節點,各節點通過協議自組成一個分布式網路,再將採集來的數據通過優化後經無線電波傳輸給信息處理中心。

3. 有誰知道無線感測器工作原理是什麼

長沙盛恩自動化設備;無線感測器工作原理:
WSN一般都包括一台主機或者「網關」,其通過一個無線電通信鏈路與大量無線感測器進行通信。數據收集工作在無線感測器節點完成,被壓縮後,直接傳輸給網關,或者如果有要求,也可以利用其他無線感測器節點來將數據傳遞給網關。之後,網關保證該數據是系統的輸入數據。
每個無線感測器都被看作一個節點,擁有無線通信能力,同時還具有一定的信號處理與網路數據的智能。根據應用的類型,每個節點都可以有一個指定的地址。下圖顯示了某個節點的通用結構圖。它一般會包括一個感測裝置、一個數據處理微控制器,以及一個無線連接RF模塊。根據不同的網路定義,RF模塊可以起到一個簡單發射器或者收發器(TX/RX)的作用。進行節點設計時,注意電流消耗和處理能力非常的重要。微控制器的內存非常依賴於所使用的軟體棧。

4. 簡述無線感測網發展歷史的階段劃分和各階段的技術特點

無線感測器
無線感測器的組成模塊封裝在一個外殼內,在工作時它將由電池或振動發電機提供電源,構成無線感測器網路節點。它可以採集設備的數字信號通過無線感測器網路傳輸到監控中心的無線網關,直接送入計算機,進行分析處理。如果需要,無線感測器也可以實時傳輸採集的整個時間歷程信號。
發展歷程
早在上世紀70年代,就出現了將傳統感測器採用點對點傳輸、連接感測控制器而構成感測器網路雛形,我們把它歸之為第一代感測器網路。隨著相關學科的的不斷發展和進步,感測器網路同時還具有了獲取多種信息信號的綜合處理能力,並通過與感測控制器的相聯,組成了有信息綜合和處理能力的感測器網路,這是第二代感測器網路。而從上世紀末開始,現場匯流排技術開始應用於感測器網路,人們用其組建智能化感測器網路,大量多功能感測器被運用,並使用無線技術連接CONTROLENGINEERING China版權所有,無線感測器網路逐漸形成。
無線感測器網路是新一代的感測器網路,具有非常廣泛的應用前景,其發展和應用,將會給人類的生活和生產的各個領域帶來深遠影響。發達國家如美國,非常重視無線感測器網路的發展CONTROLENGINEERING China版權所有,IEEE正在努力推進無線感測器網路的應用和發展,波士頓大學(BostonUnversity)還於最近創辦了感測器網路協會(Sensor Network Consortium),期望能促進感測器聯網技術開發。除了波士頓大學,該協會還包括BP、霍尼韋爾(Honeywell)、Inetco Systems、Invensys、L-3Communications、Millennial Net、Radianse、Sensicast Systems及Textron Systems。美國的《技術評論》雜志在論述未來新興十大技術時,更是將無線感測器網路列為第一項未來新興技術,《商業周刊》預測的未來四大新技術中,無線感測器網路也列入其中。可以預計,無線感測器網路的廣泛是一種必然趨勢,它的出現將會給人類社會帶來極大的變革。
應用現狀
雖然無線感測器網路的大規模商業應用CONTROLENGINEERING China版權所有,由於技術等方面的制約還有待時日,但是最近幾年,隨著計算成本的下降以及微處理器體積越來越小,已經為數不少的無線感測器網路開始投入使用。目前無線感測器網路的應用主要集中在以下領域:
1 環境的監測和保護
隨著人們對於環境問題的關注程度越來越高,需要採集的環境數據也越來越多,無線感測器網路的出現為隨機性的研究數據獲取提供了便利,並且還可以避免傳統數據收集方式給環境帶來的侵入式破壞。比如,英特爾研究實驗室研究人員曾經將32個小型感測器連進互聯網,以讀出緬因州"大鴨島"上的氣候,用來評價一種海燕巢的條件。無線感測器網路還可以跟蹤候鳥和昆蟲的遷移,研究環境變化對農作物的影響,監測海洋、大氣和土壤的成分等。此外,它也可以應用在精細農業中控制工程網版權所有,來監測農作物中的害蟲、土壤的酸鹼度和施肥狀況等。

5. 無線感測器定義及其應用實例解析

無線感測器,看到這個代名詞,我想大多數人是一頭霧水,一臉表現出很茫然的樣子。這也並不奇怪,無線感測器,目前還只運用於一些大型檢測工作中,自然而然,能夠接觸到它的也就只是一些專業的工作人員了。比如它可以監測地震,然後將監測到的信息通過無線網路傳輸到檢測中心的無線網卡,直接送入到計算機里邊兒。既然我們對它有這么多的疑惑,那接下來我就將向大家介紹介紹什麼是無線感測器定義以及它的一些應用實例。

無線感測器的組成模塊封裝在一個外殼內,在工作時它將由電池或振動發電機提供電源,構成無線感測器網路節點,由隨機分布的集成有感測器、數據處理單元和通信模塊的微型節點,通過自組織的方式構成網路。它可以採集設備的數字信號通過無線感測器網路傳輸到監控中心的無線網關,直接送入計算機,進行分析處理。如果需要,無線感測器也可以實時傳輸採集的整個時間歷程信號。監控中心也可以通過網關把控制、參數設置等信息無線傳輸給節點。數據調理採集處理模塊把感測器輸出的微弱信號經過放大,濾波等調理電路後,送到模數轉換器,轉變為數字信號,送到主處理器進行數字信號處理,計算出感測器的有效值,位移值等。


橋梁健康檢測及監測

橋梁結構健康監測(SHM)是一種基於感測器的主動防禦型方法,可以彌補目前安全性能十分重要的結構中,把感測器網路安置到橋梁、建築和飛機中,利用感測器進行SHM是一種可靠且不昂貴的做法,可以在第一時間檢測到缺陷的形成。這種網路可以提早向維修人員報告在關鍵結構中出現的缺陷,從而避免災難性事故。

糧倉溫濕度監測

無線感測器網路技術在糧庫糧倉溫度濕度監測領域應用最為普遍,這是由於糧庫糧倉溫度濕度的測點多,分布廣,使用縱橫交錯的信號線會降低防火安全系數,應用無線感測器網路技術具有低功耗,低成本,布線簡單,安裝方便,易於組網,便於管理維護等特點。


混凝土澆灌溫度監測

在混凝土施工過程中,將數字溫度感測器裝入導熱良好的金屬套管內,可保證感測器對混凝土溫度變化作出迅速的反應。每個溫度監測金屬管接入一個無線溫度節點,整個現場的無線溫度節點通過無線網路傳輸到施工監控中心,不需要在施工現場布放長電纜,安裝布放方便,能夠有效解決溫度測量點因為施工人員損壞電纜造成的成活率較低的問題.


地震監測

通過使用由大量互連的微型感測器節點組成的感測器網路,可以對不同環境進行不間斷的高精度數據搜集。採用低功耗的無線通信模塊和無線通信協議可以使感測器網路的生命期延續很長時間。保證了感測器網路的實用性。

無線感測器網路相對於傳統的網路,其最明顯的特色可以用六個字來概括即:「自組織,自癒合」。這些特點使得無線感測器網路能夠適應復雜多變的環境,去監測人力難以到達的惡劣環境地區。BEETECH無線感測器網路節點體積小巧,不需現場拉線供電,非常方便在應急情況下進行靈活部署監測並預測地質災害的發生情況。


建築物振動檢測

建築物懸臂部分不會因為旁邊公路及地鐵交通所引發的振動而超過舒適度的要求;通過現場測量,收集數據以驗證由公路及地鐵交通所引發的振動與主樓懸臂振動之相互關系;同時,通過模態分析得到主樓結構在小振幅脈動振動工況下前幾階振動模態的阻尼比,為將來進行結構的小振幅動力分析提供關鍵數據。


以上這些看起來很「翻番復雜」的文字呢,就是對無線感測器定義以及它的一些應用實例的解析了,這些也都是我所能了解到的知識信息了,對於無線感測器還有很多與其相關的知識信息,但是在這里我也只能給大家提供這么多了。雖然在我們的日常生活中並不會親身接觸到無線感測器,但是它卻一直在我們的身邊,給予我們幫助,為我們「保駕護航」。

6. 數據通信中的信道傳輸速率單位是bps,它表示什麼

比特率、比特/秒、位/秒、每秒傳送位數。

比特率為bps(bits per second),比特率、比特/秒、位/秒、每秒傳送位數,數據傳輸速率的常用單位。比特為信息技術中的最小單位,文件大小(例如文本或圖像文件)以位元組(Byte)為單位。一位元組對應八比特。

在數據傳輸中,數據為串列傳輸的,一個比特接一個比特地傳輸。數據速率的單位為比特每秒含義為每秒串列通過的位數。

(6)無線感測網路里的數字信號利用率擴展閱讀:

數據通信數據傳輸過程:

1、在一個點對點或點對多點通信的物理傳輸管道,包括雙絞線、光纖、無線通信頻道、存儲設備及計算機匯流排。數據本身以一種電磁信號代表,如電壓、無線電波、微波或紅外線信號。

2、模擬通信用於傳輸連續變化的模擬信號,數字通信則用於傳輸離散消息。運用一個數字調制方法,離散消息可表示為一系列脈沖通過一個線路碼(基帶傳輸),或一組有限的連續變化波形(通帶傳輸)。

3、通帶調制與相應的解調(也被稱為檢出)通過數據機設備實現。依照數字信號最常見的定義,以基帶與通帶兩種信號表示的比特流被認為是數據傳輸。

7. 通信原理中的數字信號的最佳接收方式和其性能(誤碼率、利用率)是什麼

最佳接收是高斯信道數字信號傳輸的一種檢測手段,本章接收的三種最佳接收方式,都是為達到解調輸出最大信噪比採用匹配濾波器接收方式,所謂「匹配」是指接收濾波器與發送信號波形以其鏡像延遲相匹配,同時也將信道輸入的均勻譜AWGN改造為功率譜匹配結果,這種經匹配輸出的信號與雜訊的「協調性」達到最大輸出信噪比從概念上不難理解。匹配濾波器接收屬於非相干,若接收已調載波信號,必須在濾波器之後進行包絡檢測,再用抽樣-清除。
相關接收出於最小均方誤差的考慮,所謂與匹配濾波器有「等效性」,可從以下兩方面來看:
(1)提供相干載波是為取得接收信號流中與之相關性最大者作為判決前提,因此必須嚴格同頻同相才有可能,而匹配濾波器的傳輸特性追隨發送信號波形,也是尋求最大限度相關性。
(2)不同在於,相關接收機的相干載波必須「知道」接收已調波相位,而匹配濾波器不「計較」接收信號相位,只要求匹配其發送波形。
基於最大似然函數或後驗概率擇大判決的理想接收機,涉及的後驗概率是計算有噪信道輸出的混和信號中在收到信號尚不能確定是1還是0時,利用後驗概率大者進行判決風險較小,而轉化為最大似然函數,利用白雜訊N維隨機變數統計獨立,得出判決不等式。

8. 為什麼數字通信相比模擬通信頻帶利用率低

這個跟傳輸方式有關:

數字通信:用數字信號作為載體來傳輸消息,或用數字信號對載波進行數字調制後再傳輸的通信方式。
模擬通信:是利用正弦波的幅度、頻率或相位的變化,或者利用脈沖的幅度、寬度或位置變化來模擬原始信號,以達到通信的目的。

以上就可以看出,通俗講,數字傳輸是需要打包的,而模擬通信則不需要,舉個例子,數字通信用車拉人,在公路上行駛需要預留空間,所以路面積利用率低,而模擬通信是人群走在路上,間隙小,所以路面利用率高。

希望能幫到你~

9. zigbee無線感測器網路是大量感測器節點以什麼方式構成的

ZigBee是一種近距離、低功耗、低速率、低成本的無線網路技術,主要用於近距離網狀網連接。Zigbee有如下優點:

  1. 低功耗。在低耗電待機模式下,2節5號干電池可支持1個節點工作6~24個月,甚至更長。這是ZigBee的突出優勢。相比之下藍牙可以工作數周、WiFi可以工作數小時。

  2. 2.低成本。通過大幅簡化協議(不到藍牙的1/10),降低了對通信控制器的要求,以8051的8位微控制器測算,全功能的主節點需要32KB代碼,子功能節點少至4KB代碼,而且ZigBee免協議專利費。每塊晶元的價格大約為2美元。

  3. 3.低速率。ZigBee工作在20~250kbps的速率,分別提供250 kbps(2.4GHz)、40kbps(915 MHz)和20kbps(868 MHz)的原始數據吞吐率,滿足低速率傳輸數據的應用需求。

  4. 4.近距離。傳輸范圍一般介於10~100m之間,在增加發射功率後,亦可增加到1~3km。這指的是相鄰節點間的距離。如果通過路由和節點間通信的接力,傳輸距離將可以更遠。

  5. 5.短時延。ZigBee的響應速度較快,一般從睡眠轉入工作狀態只需15ms,節點連接進入網路只需30ms,進一步節省了電能。相比較,藍牙需要3~10s、WiFi 需要3 s。

  6. 6.高容量。ZigBee可採用星狀、片狀和網狀網路結構,由一個主節點管理若乾子節點,最多一個主節點可管理254個子節點;同時主節點還可由上一層網路節點管理,最多可組成65000 個節點的大網。

  7. 7.高安全。ZigBee提供了三級安全模式,包括無安全設定、使用訪問控制清單(Access Control List, ACL) 防止非法獲取數據以及採用高級加密標准(AES 128)的對稱密碼,以靈活確定其安全屬性。

  8. 8.免執照頻段。使用工業科學醫療(ISM)頻段,915MHz(美國), 868MHz(歐洲), 2. 4GHz(全球) 。這三個頻帶的擴頻和調制方式亦有區別。

總的來講,Zigbee最大的優點是:低功耗(但是只針對終端節點來講)、組網靈活(網路中設備較多時有優勢)、低成本(相對藍牙和WiFi來將的)

10. 無線感測器是如何定義的無線感測器網路有哪些組成部分

無線感測器的組成模塊封裝在一個外殼內,在工作時它將由電池或振動發電機提供電源,構成無線感測器網路節點,由隨機分布的集成有感測器、數據處理單元和通信模塊的微型節點,通過自組織的方式構成網路。它可以採集設備的數字信號通過無線感測器網路傳輸到監控中心的無線網關,直接送入計算機,進行分析處理。如果需要,無線感測器也可以實時傳輸採集的整個時間歷程信號。監控中心也可以通過網關把控制、參數設置等信息無線傳輸給節點。數據調理採集處理模塊把感測器輸出的微弱信號經過放大,濾波等調理電路後,送到模數轉換器,轉變為數字信號,送到主處理器進行數字信號處理,計算出感測器的有效值,位移值等。

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