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面向物聯網的無線感測網路綜述

發布時間:2024-05-19 09:54:47

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❷ 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。

❸ 無線感測器網路通信協議的目錄

第1章 無線感測器網路概述
1.1 引言
1.2 無線感測器網路介紹
1.2.1 無線感測器網路體系結構
1.2.2 無線感測器網路的特點和關鍵技術
1.2.3 無線感測器網路的應用
1.3 無線感測器網路路由演算法
1.3.1 無線感測器網路路由演算法研究的主要思路
1.3.2 無線感測器網路路由演算法的分類
1.3.3 無線感測器網路QoS路由演算法研究的基本思想
1.3.4 無線感測器網路QoS路由演算法研究的分類
1.3.5 平面路由的主流演算法
1.3.6 分簇路由的主流演算法
1.4 ZigBee技術
1.4.1 ZigBee技術的特點
1.4.2 ZigBee協議框架
1.4.3 ZigBee的網路拓撲結構
1.5 無線感測器安全研究
1.5.1 無線感測器網路的安全需求
1.5.2 無線感測器網路安全的研究進展
1.5.3 無線感測器網路安全的研究方向
1.6 水下感測器網路
1.7 無線感測器網路定位
1.7.1 存在的問題
1.7.2 性能評價
1.7.3 基於測距的定位方法
1.7.4 非測距定位演算法
1.7.5 移動節點定位
第2章 無線感測器網路的分布式能量有效非均勻成簇演算法
2.1 引言
2.2 相關研究工作
2.2.1 單跳成簇演算法
2.2.2 多跳成簇演算法
2.3 DEEUC成簇路由演算法
2.3.1 網路模型
2.3.2 DEEUC成簇演算法
2.3.3 候選簇頭的產生
2.3.4 估計平均能量
2.3.5 最終簇頭的產生
2.3.6 平衡簇頭區節點能量
2.3.7 演算法分析
2.4 模擬和分析
2.5 結論及下一步工作
參考文獻
第3章 無線感測器網路分簇多跳能量均衡路由演算法
3.1 無線傳輸能量模型
3.2 無線感測器網路路由策略研究
3.2.1 平面路由
3.2.2 單跳分簇路由演算法研究
3.2.3 多跳層次路由演算法研究
3.3 LEACH-L演算法
3.3.1 LEACH-L的改進思路
3.3.2 LEACH-L演算法模型
3.3.3 LEACH-L描述
3.4 LEACH-L的分析
3.5 實驗模擬
3.5.1 評價參數
3.5.2 模擬環境
3.5.3 模擬結果
3.6 總結及未來的工作
3.6.1 總結
3.6.2 未來的工作
參考文獻
第4章 基於生成樹的無線感測器網路分簇通信協議
4.1 引言
4.2 無線傳輸能量模型
4.3 基於時間延遲機制的分簇演算法(CHTD)
4.3.1 CHTD的改進思路
4.3.2 CHTD簇頭的產生
4.3.3 CHTD簇頭數目的確定
4.3.4 CHTD最優簇半徑
4.3.5 CHTD描述
4.3.6 CHTD的特性
4.4 CHTD簇數據傳輸研究
4.4.1 引言
4.4.2 改進的CHTD演算法(CHTD-M)
4.4.3 CHTD-M的分析
4.5 模擬分析
4.5.1 生命周期
4.5.2 接收數據包量
4.5.3 能量消耗
4.5.4 負載均衡
4.6 總結及未來的工作
4.6.1 總結
4.6.2 未來的工作
參考文獻
第5章 基於自適應蟻群系統的感測器網路QoS路由演算法
5.1 引言
5.2 蟻群演算法
5.3 APAS演算法的信息素自適應機制
5.4 APAS演算法的揮發系數自適應機制
5.5 APAS演算法的QoS改進參數
5.6 APAS演算法的信息素分發機制
5.7 APAS演算法的定向廣播機制
5.8 模擬實驗及結果分析
5.8.1 模擬環境
5.8.2 模擬結果及分析
5.9 總結及未來的工作
5.9.1 總結
5.9.2 未來的工作
參考文獻
第6章 無線感測器網路簇頭選擇演算法
6.1 引言
6.2 LEACH NEW演算法
6.2.1 網路模型
6.2.2 LEACH NEW簇頭選擇機制
6.2.3 簇的生成
6.2.4 簇頭間多跳路徑的建立
6.3 模擬實現
6.4 結論及未來的工作
參考文獻
第7章 水下無線感測網路中基於向量的低延遲轉發協議
7.1 引言
7.2 相關工作
7.3 網路模型
7.3.1 問題的數學描述
7.3.2 網路模型
7.4 基於向量的低延遲轉發協議
7.4.1 基於向量轉發協議的分析
7.4.2 基於向量的低延遲轉發演算法
7.5 模擬實驗
7.5.1 模擬環境
7.5.2 模擬分析
7.6 總結
參考文獻
第8章 無線感測器網路數據融合演算法研究
8.1 引言
8.2 節能路由演算法
8.2.1 平面式路由演算法
8.2.2 層狀式路由演算法
8.3 數據融合模型
8.3.1 數據融合系統
8.3.2 LEACH簇頭選擇演算法
8.3.3 簇內融合路徑
8.3.4 環境設定和能耗公式
8.4 數據融合模擬
8.4.1 模擬分析
8.4.2 模擬結果分析
8.5 結論
參考文獻
第9章 無線感測器網路相關技術
9.1 超寬頻技術
9.1.1 系統結構的實現比較簡單
9.1.2 空間傳輸容量大
9.1.3 多徑分辨能力強
9.1.4 安全性高
9.1.5 定位精確
9.2 物聯網技術
9.2.1 物聯網原理
9.2.2 物聯網的背景與前景
9.3 雲計算技術
9.3.1 SaaS軟體即服務
9.3.2 公用/效用計算
9.3.3 雲計算領域的Web服務
9.4 認知無線電技術
9.4.1 傳統的Ad-hoc方式中無線感測器網路的不足
9.4.2 在ZigBee無線感測器網路中的應用
參考文獻
第10章 無線感測器網路應用
10.1 軍事應用
10.2 農業應用
10.3 環保監測
10.4 建築應用
10.5 醫療監護
10.6 工業應用
10.6.1 工業安全
10.6.2 先進製造
10.6.3 交通控制管理
10.6.4 倉儲物流管理
10.7 空間、海洋探索
10.8 智能家居應用

❹ 物聯網建築能耗監測系統的無線感測網技術的能耗監測設計

建築節能運行和改造需建立在獲取照明、消防、空調等建築用能信息的基礎之上,在接收到數據進行分析之前,各類用能數據的傳輸是一個關鍵問題。現階段主要採用綜合布線進行傳輸,此方式在建築內布設大量線纜,存在施工復雜、代價高、影響建築內部美觀等缺點,這是有線傳輸方式固有缺陷所決定的,而採用無線傳輸方式則能有效克服。相較於CDMA、GPRS、WLAN等傳統的無線傳輸方式,作為物聯網基礎組成的WSN(wireless sensor network,無線感測網)技術更適合於建築用能信息傳輸的應用 。
WSN技術是一種全新的無線網路通訊技術,也是物聯網的主要技術之一。它由末端節點設備、路由設備和網關設備組成,末端節點設備負責信息採集和自動控制,路由設備負責組網和通訊,網關設備負責與管理中心或外網連接。無線感測網具有自組網、自路由、自恢復的功能和低功耗、低帶寬、低成本的特點,能夠實現多業務平台的雙向數據傳輸,非常適合於自動控制和遠程監控領域。 建築能耗監測平台的組網總體結構圖,在系統的數據採集端採用WSN技術進行組網。整個WSN網路由若干個終端採集器以及一個匯聚採集器構成。通常將WSN的終端採集器稱為採集節點,將匯聚採集器成為匯聚節點。採集節點負責數據的採集和傳送,以及根據匯聚節點的控制命令設置相應的工作模式等;匯聚節點是網路的中心,起到協調器和網關節點的作用,匯聚節點負責整個區域網路的維護與數據的匯集,再將數據通過Internet/GSM/CDMA上傳到上級數據中心或中轉站。系統最大特點就是基於WSN技術進行信息採集,利用WSN節點與電表等與用能設備連接,通過無線自組網方式自動採集分散在各處的電、水、氣、冷熱量等實時數據,使用戶隨時監測現場耗能設備的運行數據,為今後實施節能反饋控制系統的研發提供基礎,以達到優化能源供應、提高能源管理水平、提高能源利用效益、減少能源損耗、節約能源成本的目的。
基於WSN技術的建築能耗監測系統屬於WSN與節能的交叉領域,以WSN和計算機信息處理為技術核心,建設先進、功能強大的信息採集處理平台。該系統適用於各種既有和新建建築,系統組網方便,不佔空間,無需綜合布線施工,項目實施快速方便。
在各種無線感測網技術中,ZigBee的自組網能力以及高容量特性使其非常適合建築能耗監測系統的應用,在節點分散、數量眾多、低速率傳輸的能耗監測採集端建設中,有明顯的優勢,是當前最適合建築能耗監測系統數據傳輸的技術。
除了組網方便、安全、可靠,ZigBee還有低傳輸速率、低功耗、高容量、低成本等特點。ZigBee非常適合有大量終端設備的網路,如能耗監測、樓宇自動化等場合。 1)內網組網靈活,可隨時增加或減少感測節點;
2)無需綜合布線,減少工程量與布線成本、提高安裝速度;
3)與多種通信主幹網融合,方便用戶實現遠程監控;
4)WSN端機體積小、功耗低,價格低;
5)根據WSN協議自動組成通訊內部網路;
6)系統易於維護,任意節點的故障不會影響系統工作;
7)具有本地數據存儲功能,確保數據完整性;
8)減少建立建築能耗及環境監測系統所帶來的施工量以及綜合布線對環境的影響,減少投資和工期,特別適用於既有建築和設施。 如果用戶已有電表、水表等,且帶有485口,則可直接接入採集器,如已有儀表不支持485口,則需要改造和更換設備。每戶的總表最後統一為帶485口的多功能表,外接帶無線感測模塊的採集器,可以每15分鍾上送一次電量、電壓、電流、功率因素等數據。數據採集頻率可根據具體需要靈活設置,數據採集頻率可在15分鍾/次到1小時/次之間調整。
設備改造原則:在一定投資成本和不改動已有配電線路前提下,以最大程度地獲得能耗公示需求數據為目標,在既有配電支路上無拆換、無干擾方式安裝。

❺ 無線感測器網路與互聯網的區別主要體現在哪些方面

無線感測器網路與互聯網的區別主要體現在包含層次和識別方式上的不同

無線感測器網路(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式感測網路,它的末梢是可以感知和檢查外部世界的感測器。WSN中的感測器通過無線方式通信,因此網路設置靈活,設備位置可以隨時更改,還可以跟互聯網進行有線或無線方式的連接。

互聯網是利用局部網路或互聯網等通信技術把感測器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯在一起,形成人與物、物與物相聯,實現信息化、遠程管理控制和智能化的網路。

無線感測器網路(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式感測網路,由大量的靜止或移動的感測器以自組織和多跳的方式構成的無線網路。

以協作地感知、採集、處理和傳輸網路覆蓋地理區域內被感知對象的信息,並最終把這些信息發送給網路的所有者。感測器、感知對象和觀察者構成了無線感測器網路的三個要素。

無線感測器網路所具有的眾多類型的感測器,可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、雜訊、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環境中多種多樣的現象。

❻ 物聯網無線感測器網路的應用領域有哪些

主要特點

大規模

為了獲取精確信息,在監測區域通常部署大量感測器節點,可能達到成千上萬,甚至更多。感測器網路的大規模性包括兩方面的含義:一方面是感測器節點分布在很大的地理區域內,如在原始大森林採用感測器網路進行森林防火和環境監測,需要部署大量的感測器節點;另一方面,感測器節點部署很密集,在面積較小的空間內,密集部署了大量的感測器節點。

感測器網路的大規模性具有如下優點:通過不同空間視角獲得的信息具有更大的信噪比;通過分布式處理大量的採集信息能夠提高監測的精確度,降低對單個節點感測器的精度要求;大量冗餘節點的存在,使得系統具有很強的容錯性能;大量節點能夠增大覆蓋的監測區域,減少洞穴或者盲區。

自組織

在感測器網路應用中,通常情況下感測器節點被放置在沒有基礎結構的地方,感測器節點的位置不能預先精確設定,節點之間的相互鄰居關系預先也不知道,如通過飛機播撒大量感測器節點到面積廣闊的原始森林中,或隨意放置到人不可到達或危險的區域。這樣就要求感測器節點具有自組織的能力,能夠自動進行配置和管理,通過拓撲控制機制和網路協議自動形成轉發監測數據的多跳無線網路系統。

在感測器網路使用過程中,部分感測器節點由於能量耗盡或環境因素造成失效,也有一些節點為了彌補失效節點、增加監測精度而補充到網路中,這樣在感測器網路中的節點個數就動態地增加或減少,從而使網路的拓撲結構隨之動態地變化。感測器網路的自組織性要能夠適應這種網路拓撲結構的動態變化。

動態性

感測器網路的拓撲結構可能因為下列因素而改變:①環境因素或電能耗盡造成的感測器節點故障或失效;②環境條件變化可能造成無線通信鏈路帶寬變化,甚至時斷時通;③感測器網路的感測器、感知對象和觀察者這三要素都可能具有移動性;④新節點的加入。這就要求感測器網路系統要能夠適應這種變化,具有動態的系統可重構性。

可靠性

WSN特別適合部署在惡劣環境或人類不宜到達的區域,節點可能工作在露天環境中,遭受日曬、風吹、雨淋,甚至遭到人或動物的破壞。感測器節點往往採用隨機部署,如通過飛機撒播或發射炮彈到指定區域進行部署。這些都要求感測器節點非常堅固,不易損壞,適應各種惡劣環境條件。

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