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無線感測器網路原則

發布時間:2022-05-26 07:12:27

1. 什麼是無線感測器網路

無線感測器的無線傳輸功能,常見的無線傳輸網路有RFID、ZigBee、紅外、藍牙、GPRS、4G、2G、Wi-Fi、NB-IoT。
與傳統有線網路相比,無線感測器網路技術具有很明顯的優勢特點,主要的要求有: 低能耗、低成本、通用性、網路拓撲、安全、實時性、以數據為中心等。

2. 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」。

3. 什麼是無線感測器網路

無線感測器是有接收器和發射器。接收器上可以接多個感測器的。輸送都是兩三百米、頻率是2.4GHz。如果需要傳輸更遠的距離的話就需要跳頻了。這樣整個形式就是無線感測器的網路了。

4. 協議相比,無線感測器網路的路由協議具有哪些特點

與傳統網路的路由協議相比,無線感測器網路的路由協議具有以下特點:
(1)能量優先
由於節點的能量有限,因此需要考慮節點的能量消耗以及網路能量均衡使用的問題。
(2)基於局部拓撲信息
節點只能獲取局部拓撲信息且資源有限,需要實現簡單高效的路由機制。
(3)以數據為中心
感測器網路通常包含多個感測器節點到少數匯聚節點的數據流,按照對感知數據的需求、數據通信模式和流向等,以數據為中心形成信息的轉發路徑。
(4)應用相關
感測器網路的應用環境千差萬別,需要針對每一個具體應用的需求,設計與之適應的特定路由機制。
根據無線感測器網路路由的特點,現階段WSN路由協議設計要遵從如下原則:
(1)能量利用率優先考慮
無線感測器網路路由協議以節能為目標,採用各種方式減少通信消耗,延長WSN的生存時間。
(2)數據為中心
以數據為中心的路由協議要求採用基於屬性的命名機制,某個節點的故障並不會影響整個協議的運行,提高了網路的強健性。
(3)不影響感測器節點探測精度條件下的數據聚合
通過數據聚合,將多個節點的數據綜合成有意義的信息,提高了感知信息的准確性,同時增強了系統的強健性。
(4)實現節點定位和目標追蹤
通過節點定位,達到路由決策的目的,同時降低整個系統的能量消耗,提高系統的生存時間。

5. 無線感測網路和無線感測器網路的區別~!!!急急急!!

感測器網路通常包括感測器節點,匯聚節點和管理節點。感測器節點任意的分布在某一監測區域內,節點以自組織的形式構成網路,通過多跳中繼方式將監測數據傳送到匯聚節點,最後通過Internet或其他網路通訊方式將監測信息傳送到管理節點。同樣的,用戶可以通過管理節點進行命令的發布,告知感測器節點收集監測信息。 感測器節點是一個具有信息收集和處理能力的微系統,集成了感測器模塊、信息處理模塊、無線通訊模塊和能量供應模塊。 感測器模塊負責監測區域內信息的採集和轉換,信息處理模塊負責管理整個感測器節點、存儲和處理自身採集的數據或者其他節點發送來的數據,無線通訊模塊負責與其他感測器節點進行通訊,能量供應模塊負責對整個感測器網路的運行進行能量的供應。 感測器能量的供應是採用電池,節點能量有限,考慮盡可能的延長整個感測器網路的生命周期,在設計感測器節點時,保證能量供應的持續性是一個重要的設計原則。感測器節點能量消耗的模塊主要是包括感測器模塊、信息處理模塊和無線通訊模塊,而絕大部分的能量消耗是集中在無線通訊模塊上,約占整個感測器節點能量消耗的80%。因此,目前提出的感測器節點通訊路由協議主要是圍繞著減少能量消耗延長網路生命周期而進行設計的。 在無線感測器網路中,路由協議不僅關心單個節點的能量消耗,更關心整個網能量的均衡消耗,這樣才能延長整個網路的生存期。同時,無線感測器網路是以數據為中心的,這在路由協議中表現的最為突出,每個節點沒有必要採用全網統一的編址,選擇路徑可以不用根據節點的編址,更多的是根據感興趣的數據建立數據源到匯聚節點之間的轉發路徑。目前提出了很多類型的感測器網路路由協議,就是基於上述的目的。 上 http://blog.sina.com.cn/guigucn 看看

6. 無線感測器網路

無線感測器網路(wirelesssensornetwork,WSN)是綜合了感測器技術、嵌入式計算機技術、分布式信息處理技術和無線通信技術,能夠協作地實時監測、感知和採集網路分布區域內的各種環境或監測對象的信息,並對這些數據進行處理,獲得詳盡而准確的信息。傳送到需要這些信息的用戶。它是由部署在監測區域內大量的廉價微型感測器節點組成,通過無線通信方式形成一個多跳的自組織的網路系統。感測器、感知對象和觀察者構成了感測器網路的三要素。
無線感測器網路作為當今信息領域新的研究熱點,涉及到許多學科交叉的研究領域,要解決的關鍵技術很多,比如:網路拓撲控制、網路協議、網路安全、時間同步、定位技術、數據融合、數據管理、無線通信技術等方面,同時還要考慮感測器的電源和節能等問題。
所謂部署問題,就是在一定的區域內,通過適當的策略布置感測器節點以滿足某種特定的需求。優化節點數目和節點分布形式,高效利用有限的感測器網路資源,最大程度地降低網路能耗,均是節點部署時應注意的問題。
目前的研究主要集中在網路的覆蓋問題、連通問題和能耗問題3個方面。
基於節點部署方式的覆蓋:1)確定性覆蓋2)自組織覆蓋
基於網格的覆蓋:1)方形網格2)菱形網格
被監測目標狀態的覆蓋:1)靜態目標覆蓋2)動態目標覆蓋
連通問題可描述為在感測器節點能量有限,感知、通信和計算能力受限的情況下,採用一定的策略(通常設計有效的演算法)在目標區域中部署感測器節點,使得網路中的各個活躍節點之間能夠通過一跳或多跳方式進行通信。連通問題涉及到節點通信距離和通信范圍的概念。連通問題分為兩類:純連通與路由連通。
覆蓋中的節能對於覆蓋問題,通常採用節點集輪換機制來調度節點的活躍/休眠時間。連通中的節能針對連通問題,也可採用節點集輪換機制與調整節點通信距離的方法。而文獻中涉及最多的主要是從節約網路能量和平衡節點剩餘能量的角度進行路由協議的研究。

7. 無線感測器網路組網要素有哪些

無線感測器網路的實現需要自組織(Ad hoc)網路技術。盡管已有許多Ad hoc網路的協議和演算法,但並不能夠滿足感測器網路的需求。具體來說,相對於一般意義上的自組織網路,感測器網路有以下一些特色,需要在體系結構的設計中特殊考慮[2]。(1)無線感測器網路中的節點數目高出Ad hoc網路節點數目幾個數量級,這就對感測器網路的可擴展性提出了要求。由於感測器節點的數目多開銷大,感測器網路通常不具備全球唯一的地址標識,這使得感測器網路的網路層和傳輸層相對於一般網路而言,有很大的簡化。此外,由於感測器網路節點眾多,因此,單個節點的價格對於整個感測器網路的成本而言非常重要。(2)自組織感測器網路最大的特點就是能量受限。感測器節點受環境的限制,通常由電量有限且不可更換的電池供電,所以在考慮感測器網路體系結構以及各層協議設計時,節能是設計的主要考慮目標之一。(3)由於感測器網路應用的環境的特殊性、無線信道不穩定以及能源受限的特點,感測器網路節點受損的概率遠大於傳統網路節點,因此自組織網路的健壯性保障是必須的以保證部分感測器網路的損壞不會影響到全局任務的進行。(4)感測器節點高密度部署,網路拓撲結構變化快,對於拓撲結構的維護也提出了挑戰。 http://www.schneider-electric.cn/sites/china/cn/procts-services/automation-control/procts-offer/function-presentation.page?p_function_id=5007

8. 無線感測器網路的優缺點

一、優點

(1) 數據機密性

數據機密性是重要的網路安全需求,要求所有敏感信息在存儲和傳輸過程中都要保證其機密性,不得向任何非授權用戶泄露信息的內容。

(2)數據完整性

有了機密性保證,攻擊者可能無法獲取信息的真實內容,但接收者並不能保證其收到的數據是正確的,因為惡意的中間節點可以截獲、篡改和干擾信息的傳輸過程。通過數據完整性鑒別,可以確保數據傳輸過程中沒有任何改變。

(3) 數據新鮮性

數據新鮮性問題是強調每次接收的數據都是發送方最新發送的數據,以此杜絕接收重復的信息。保證數據新鮮性的主要目的是防止重放(Replay)攻擊。

二、缺點

根據網路層次的不同,無線感測器網路容易受到的威脅:

(1)物理層:主要的攻擊方法為擁塞攻擊和物理破壞。

(2)鏈路層:主要的攻擊方法為碰撞攻擊、耗盡攻擊和非公平競爭。

(3)網路層:主要的攻擊方法為丟棄和貪婪破壞、方向誤導攻擊、黑洞攻擊和匯聚節點攻擊。

(4)傳輸層:主要的攻擊方法為泛洪攻擊和同步破壞攻擊。

(8)無線感測器網路原則擴展閱讀:

一、相關特點

(1)組建方式自由。

無線網路感測器的組建不受任何外界條件的限制,組建者無論在何時何地,都可以快速地組建起一個功能完善的無線網路感測器網路,組建成功之後的維護管理工作也完全在網路內部進行。

(2)網路拓撲結構的不確定性。

從網路層次的方向來看,無線感測器的網路拓撲結構是變化不定的,例如構成網路拓撲結構的感測器節點可以隨時增加或者減少,網路拓撲結構圖可以隨時被分開或者合並。

(3)控制方式不集中。

雖然無線感測器網路把基站和感測器的節點集中控制了起來,但是各個感測器節點之間的控制方式還是分散式的,路由和主機的功能由網路的終端實現各個主機獨立運行,互不幹涉,因此無線感測器網路的強度很高,很難被破壞。

(4)安全性不高。

無線感測器網路採用無線方式傳遞信息,因此感測器節點在傳遞信息的過程中很容易被外界入侵,從而導致信息的泄露和無線感測器網路的損壞,大部分無線感測器網路的節點都是暴露在外的,這大大降低了無線感測器網路的安全性。

二、組成結構

無線感測器網路主要由三大部分組成,包括節點、感測網路和用戶這3部分。其中,節點一般是通過一定方式將節點覆蓋在一定的范圍,整個范圍按照一定要求能夠滿足監測的范圍。

感測網路是最主要的部分,它是將所有的節點信息通過固定的渠道進行收集,然後對這些節點信息進行一定的分析計算,將分析後的結果匯總到一個基站,最後通過衛星通信傳輸到指定的用戶端,從而實現無線感測的要求。

9. 無線感測器網路原理及方法 什麼是分層設計,什麼是跨層設計

我覺得您的問題太籠統了。就分層設計而言,也分系統分層設計和協議棧分層設計。一個WSN網路一般有三層設計,上位機、下位機和網關,其中網關是連接上位機和下位機的中間樞紐,實現上、下行數據流的交互。而協議棧分層是為了讓協議棧更好地對網路進行數據管理、流量控制、差錯控制等。

10. 感測器中,無線感測器網路的定義,目的,起源是什麼呢

無線感測器網路的定義是:由大量、靜止或移動的感測器節點,以自組織和多跳的方式構成的無線網路,目的是以協作的方式感知、採集、處理和傳輸在網路覆蓋區域內被感知對象的信息,並把這些信息發送給用戶。無線感測器網路起源於美國軍方的研究,它具有自組織、無中心、動態性、多跳網路、硬體資源有限、能量受限、大規模網路、以數據為中心的特點,綜合了感測器技術、嵌入式計算技術、網路與通信技術、分布式信息處理技術等多種技術,體現了多個學科的相互融合。

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