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無線感測器網路發展

發布時間:2022-07-17 01:21:55

① 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。

② 感測網路的感測網路的發展歷程

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。
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。
美國交通部1995年提出了「國家智能交通系統項目規劃」,預計到2025年全面投入使用。該計劃試圖有效集成先進的信息技術、數據通信技術、 感測器技術、控制技術及計算機處理技術並運用於整個地面交通管理,建立一個大范圍全方位的實時高效的綜合交通運輸管理系統。這種新型系統將有效地使用感測 器網路進行交通管理。
美國陸軍2001年就提出了「靈巧感測器網路通信」計劃,在2001-2005財政年度期間批准實施。其基本思想是:在戰場上布設大量的感測器 以收集和傳輸信息,並對相關原始數據進行過濾,然後再把那些重要的信息傳送到各數據融合中心,將大量的信息集成為一幅戰場全景圖。當參戰人員需要時可分發 給他們,使其對戰場態勢的感知能力大大提高。
2002年5月,美國Sandia國家實驗室與美國能源部合作,共同研究能夠盡早發現以地鐵、車站等場所為目標的生化武器襲擊,並及時採取防範 對策的系統。它屬於美國能源部恐怖對策項目的重要一環。該系統集檢測有毒氣體的化學感測器和網路技術於一體。
美國自然科學基金委員會2003年制定了無線感測器網路研究計劃,在加州大學洛杉磯分校成立了感測器網路研究中心,聯合周邊的加州大學伯克利分 校、南加州大學等,展開「嵌入式智能感測器」的研究項目。
英特爾公司在2002年10月24日發布了「基於微型感測器網路的新型計算發展規劃」。計劃宣稱,英特爾將致力於微型感測器網路在預防醫學、環 境監測、森林滅火乃至海底板塊調查、行星探查等領域的應用。
我國在國家「十一五」規劃和《國家中長期科技發展綱要》中將「感測器網路及信息處理」列入其中,國家863、973計劃中也將WSN列為支持項 目。

③ 試述無線電感測網路在某一領域的應用,與其他信息探測系統和網路比較,無線感測網路有哪些優勢

摘要 親,無線感測器網路的逐漸普及,促進了信息家電、網路技術的快速發展,家庭網路的主要設備已由單一機向多種家電設備擴展,基於無線感測器網路的智能家居網路控制節點為家庭內、外部網路的連接及內部網路之間信息家電和設備的連接提供了一個基礎平台。

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。

無線網路感測器的歷史發展

無線網路感測器 其巨大的商業軍事應用價值,吸引了世界上許多國家的關注。Intel、微軟等IT業巨頭開始了無線網路感測器方面的研究工作。日本、德國、英國、義大利等科技發達國家也對無線網路感測器表現出了極大的興趣,紛紛展開了該領域的研究工作。我國在感測器網路方面的研究工作還很少,目前,國內一些高等院校與研究機構已積極開展無線感測器網路的相關研究工作,主要有清華大學、中科院軟體所、浙江大學、哈爾濱工業大學、中科院自動化所、中國人民大學等。目前國內研究熱點主要集中在穿戴式計算、上下文感知環境、智能教室等領域,在支持普適計算的操作系統或軟體架構系統的研究尚不多見。

⑥ 無線感測網路的發展

這個問題的范圍有點大。
簡而言之,無線感測器網路(wireless sensor network,wsn)作為物聯網(internet of thing,IOT)的重要組成部分,目前在智能家居、精準農業、林業監測、軍事、智能建築、智能交通等領域都在逐漸展開應用。能被感測器sensor感知的物理參量(溫度、濕度、震動、加速度、二氧化碳濃度...),包括video、image、audio等多媒體數據,通過wsn節點的自組網,遠程採集、傳輸至監控端。

目前制約wsn普及的因素主要有:能耗(通常wsn節點較小,2節電池供電)、傳輸范圍(射頻晶元cc2430,我們做實驗,在150m左右,信號已經很差),還有最重要的,硬體成本。

wsn特別適合:無人監守、不適合人去的地方(如山體滑坡監測等、煤礦瓦斯濃度監測...等)

以上文字原創。只是簡要回答你的問題,因為問題范圍有點大。

⑦ 為什麼無線感測器節點性能提升十分緩慢,沒有像摩爾定律的速度發展

WSN(wirelesssensornetworks)是無線感測器網路,是由大量的具有感知能力的感測器節點,通過自組織方式構成的無線網路。感測器監控不同位置的物理或環境狀況(比如溫度、聲音、振動、壓力、運動或污染物)。無線感測器網路的發展最初起源於戰場監測等軍事應用。而現今無線感測器網路被應用於很多民用領域,如環境與生態監測、健康監護、家居自動化以及交通控制等。
一個典型的無線感測器網路的系統架構包括分布式無線感測器節點(群)、接收發送器匯聚節點、互聯網或通信衛星和任務管理節點等,如下圖所示。大量感測器節點隨機部署在監測區域內部或附近,能夠通過自組織方式構成網路。感測器節點監測的數據沿著其他感測器節點逐跳地進行傳輸,在傳輸過程中監測數據可能被多個節點處理,經過多跳後路由到匯聚節點,最後通過互聯網或衛星到達管理節點。用戶通過管理節點對感測器網路進行配置和管理,發布監測任務以及收集監測數據。

無線感測器網路中主要包含兩類節點:

感測器節點:具有感知和通信功能的節點,在感測器網路中負責監控目標區域並獲取數據,以及完成與其他感測器節點的通信,能夠對數據進行簡單的處理。

Sink節點:又稱為基站節點,負責匯總由感測器節點發送過來的數據,並作進一步數據融合以及其他操作,最終把處理好的數據上傳至互聯網
匯聚節點
匯聚節點的處理能力、存儲能力和通信能力相對較強,它是連接感測器網路與Intemet等外

部網路的網關,實現兩種協議間的轉換,同時向感測器節點發布來自管理節點的監測任務,並把WSN收集到的數據轉發到外部網路上。匯聚節點既可以是一個具有增強功能的感測器節點,有足夠的能量供給和更多的、Flash和SRAM中的所有信息傳輸到計算機中,通過匯編軟體,可很方便地把獲取的信息轉換成匯編文件格式,從而分析出感測節點所存儲的程序代碼、路由協議及密鑰等機密信息,同時還可以修改程序代碼,並載入到感測節點中。
管理節點

管理節點用於動態地管理整個無線感測器網路:感測器網路的所有者通過管理節點訪問無線感測器網路的資源。

無線感測器網路的拓撲結構

三種常見拓撲結構

星型拓撲:具有組網簡單、成本低;但網路覆蓋范圍小,一旦sink節點發生故障,所有與sink節點連接的感測器節點與網路中心的通信都將中斷。星形拓撲結構組網時,電池的使用壽命較長。

網狀拓撲:具有組網可靠性高、覆蓋范圍大的優點,但電池使用壽命短、管理復雜
樹狀拓撲:具有星形和網狀拓撲的一些特點,既保證了網路覆蓋范圍大,同時又不至於電池使用壽命過短,更加靈活、高效。
無線感測器網路的特點

1.自組織性;2.以數據為中心;3.應用相關性;4.動態性;5.網路規模大;6.可靠性

無線感測器網路(WSN)被認為是影響人類未來生活的重要技術之一,這一新興技術為人們提供了一種全新的獲取信息、處理信息的途徑。由於WSN本身的特點,使得它與現有的傳統網路技術之間存在較大的區別,給人們提出了很多新的挑戰。

⑧ 無線感測器網路的無線感測器網路研究趨勢

經過十幾年的發展,無線感測器網路積累了大量的研究成果,在這十幾年研究中,主要以學術界為主,大多是私有的針對特定場景的協議,難以進行大規模應用推廣。這幾年無線感測器網路或者物聯網受到產業界的高度重視,為實現不同企業產品的互聯互通,標准化被提上日程。目前許多標准化組織參與到物聯網、無線感測器網路標準的制定,如Zigbee、Z-WAVE、6Lowpan、ISA100.11a、IEEE802.15.4等,並且日益成熟,相關產品日益豐富,物聯網產業雛形基本成形。
基於標准化的協議進行研發成為不可阻擋的技術趨勢,已經成為行業共識。目前IETF制定的6Lowpan標准體系,是符合IPv6技術的專門為物聯網定製的無線自組網體系,包括802.15.4物理層和MAC層、6Lowpan適配層、IPv6、Roll RPL組網路由協議、CoAP應用層協議,該技術標准具有開放、免費、與互聯網無縫集成、海量地址空間等優勢,最可能成為物聯網、無線感測器網路技術的事實標准,是該領域的發展趨勢。
《無線感測器網路》作為國內最早的研究書籍,對該領域的各個方面進行綜述和介紹,是很好的入門資料。然而近幾年,該領域技術的快速發展,出現了一些新的技術與相關書籍,形成新的研究趨勢,值得關注和進一步研究,相關研究如下:
IPSO 6Lowpan技術白皮書
類似相關書籍《6LoWPAN: The Wireless Embedded Internet 》
類似相關書籍《Interconnecting Smart Objects with IP》

⑨ 感測器網路的特點有哪些

感測器網路的特點有緊密性,敏感性,互通性 。

感測器網路,是由許多在空間上分布的自動裝置組成的一種計算機網路,這些裝置使用感測器協作地監控不同位置的物理或環境狀況(比如溫度、聲音、振動、壓力、運動或污染物)。


無線感測器網路的發展最初起源於戰場監測等軍事應用。而現今無線感測器網路被應用於很多民用領域,如環境與生態監測、健康監護、家庭自動化、以及交通控制等。


所謂感測器網路是由大量部署在作用區域內的、具有無線通信與計算能力的微小感測器節點通過自組織方式構成的能根據環境自主完成指定任務的分布式智能化網路系統。


感測器網路特點

感測網路的節點間距離很短,一般採用多跳的無線通信方式進行通信。感測器網路可以在獨立的環境下運行,也可以通過網關連接到Internet,使用戶可以遠程訪問。


感測器網路綜合了感測器技術、嵌入式計算技術、現代網路及無線通信技術、分布式信息處理技術等,能夠通過各類集成化的微型感測器協作地實時監測、感知和採集各種環境或監測對象的信息。


通過嵌入式系統對信息進行處理,並通過隨機自組織無線通信網路以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端。從而真正實現「無處不在的計算」理念。


以上內容參考:網路-感測器網路

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