㈠ 无线传感器网络的组成(三个部分,详细介绍)
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无线传感器网络组成和特点
发表时间:2012-11-14 14:28:00
文章出处:传感器专家网
相关专题:传感器基础
无线传感器网络的构想最初是由美国军方提出的,美国国防部高级研究所计划署(DARPA)于1978年开始资助卡耐基-梅隆大学进行分布式传感器网络的研究,这被看成是无线传感器网络的雏形。从那以后,类似的项目在全美高校间广泛展开,着名的有UCBerkeley的SmartDuST项目,UCLA的WINS项目,以及多所机构联合攻关的SensIT计划,等等。在这些项目取得进展的同时,其应用也从军用转向民用。在森林火灾、洪水监测之类的环境应用中,在人体生理数据监测、药品管理之类的医疗应用中,在家庭环境的智能化应用以及商务应用中都已出现了它的身影。目下,无线传感器网络的商业化应用也已逐步兴起。美国Crossbow公司就利用SMArtDust项目的成果开发出了名为Mote的智能传感器节点,还有用于研究机构二次开发的MoteWorkTM开发平台。这些产品都很受使用者的欢迎。
无线传感器网络可以看成是由数据获取网络、数据分布网络和控制管理中心三部分组成的。其主要组成部分是集成有传感器、数据处理单元和通信模块的节点,各节点通过协议自组成一个分布式网络,再将采集来的数据通过优化后经无线电波传输给信息处理中心。
因为节点的数量巨大,而且还处在随时变化的环境中,这就使它有着不同于普通传感器网络的独特“个性”。首先是无中心和自组网特性。在无线传感器网络中,所有节点的地位都是平等的,没有预先指定的中心,各节点通过分布式算法来相互协调,在无人值守的情况下,节点就能自动组织起一个测量网络。而正因为没有中心,网络便不会因为单个节点的脱离而受到损害。
其次是网络拓扑的动态变化性。网络中的节点是处于不断变化的环境中,它的状态也在相应地发生变化,加之无线通信信道的不稳定性,网络拓扑因此也在不断地调整变化,而这种变化方式是无人能准确预测出来的。
第三是传输能力的有限性。无线传感器网络通过无线电波进行数据传输,虽然省去了布线的烦恼,但是相对于有线网络,低带宽则成为它的天生缺陷。同时,信号之间还存在相互干扰,信号自身也在不断地衰减,诸如此类。不过因为单个节点传输的数据量并不算大,这个缺点还是能忍受的。
第四是能量的限制。为了测量真实世界的具体值,各个节点会密集地分布于待测区域内,人工补充能量的方法已经不再适用。每个节点都要储备可供长期使用的能量,或者自己从外汲取能量(太阳能)。
第五是安全性的问题。无线信道、有限的能量,分布式控制都使得无线传感器网络更容易受到攻击。被动窃听、主动入侵、拒绝服务则是这些攻击的常见方式。因此,安全性在网络的设计中至关重要。
㈡ Wi-Fi的组成结构
一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP,如此便能以无线的模式,配合既有的有线架构来分享网络资源,架设费用和复杂程度远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网,也可不要AP,只需要每台电脑配备无线网卡。AP为Access Point简称,一般翻译为“无线访问接入点”,或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP,就像一般有线网络的Hub一般,无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。特别是对于宽带的使用,无线保真更显优势,有线宽带网络(ADSL、小区LAN等)到户后,连接到一个AP,然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个AP已经足够,甚至用户的邻里得到授权后,则无需增加端口,也能以共享的方式上网。 随着无线网络的不断兴起和发展,2010年无线网络模块的应用领域相当广泛!
但是无线保真模块毕竟是一高频性质的产品,它不象普通的消费类电子产品,生产设计的时候会有一些莫名其妙的现象和问题,让一些没有高频设计经验的工程师费劲心思,有相关经验的从业人员,往往也是需要借助昂贵的设备来协助分析。
对于无线网络部分的处理,有直接把无线保真部分Layout到PCB主板上去的设计,这种设计,需要勇气和技术,因为本身模块的价格不高,主板对应的产品价格不菲,当有无线保真部分产生的问题,调试更换比较麻烦,直接报废可惜;所以很多设计都愿意采用模块化的无线保真部分,这样可以直接让Wi-Fi部分模块化,处理起来方便,而且模块可以直接拆卸,对于产品的设计风险和具体的耗损也有很大帮助。
具体的硬件设计应该和相关无线保真模块咨询时,要考虑清楚以下方面:
通信接口方面:2010年基本是采用USB接口形式,PCIE和SDIO的也有少部分,PCIE的市场份额应该不大,多合一的价格昂贵,而且实用性不强,集成的很多功能都不会使用,其实也是一种浪费。
供电方面:多数是用5V直接供电,有的也会利用主板设计中的电源共享,直接采用3.3V供电。
天线的处理形式:可以有内置的PCB板载天线或者陶瓷天线;也可以通过I-PEX接头,连接天线延长线,然后让天线外置。
规格尺寸方面:这个可以根据具体的设计要求,最小的有nano型号(可以直接做nano无线网卡);有可以做到迷你型的12*12左右(通常是外置天线方式采用);通常是25*12左右的设计多点(基本是板载天线和陶瓷天线多,也有外置天线接头)。
跟主板连接的形式:可以直接SMT,也可以通过2.54的排针来做插件连接(这种组装/维修方便)。
软件的调试要结合具体的方案主控,毕竟无线保真部分仅仅是一个无线的收发而已。很多用户在咨询的时候,很容易混淆!可以说,2013年无线保真模块应用最火爆的领域就是MID市场,同时传统的一些网络领域应用市场也有渗透,比如一些工业控制领域/网络播放领域/甚至一些遥控领域也有在考虑的,基本上是能用到网络的部分都希望尝试无线化! 一个无线保真联接点网络成员和结构站点(Station),网络最基本的组成部分。
基本服务单元(Basic Service Set,BSS)是网络最基本的服务单元。最简单的服务单元可以只由两个站点组成。站点可以动态地联结(Associate)到基本服务单元中。
分配系统(Distribution System,DS)。分配系统用于连接不同的基本服务单元。分配系统使用的媒介(Medium)逻辑上和基本服务单元使用的媒介是截然分开的,尽管它们物理上可能会是同一个媒介,例如同一个无线频段。
接入点(Access Point,AP)。接入点既有普通站点的身份,又有接入到分配系统的功能。
扩展服务单元(Extended Service Set,ESS)。由分配系统和基本服务单元组合而成。这种组合是逻辑上,并非物理上的--不同的基本服务单元物有可能在地理位置相去甚远。分配系统也可以使用各种各样的技术。
关口(Portal),也是一个逻辑成分。用于将无线局域网和有线局域网或其它网络联系起来。
这儿有3种媒介,站点使用的无线的媒介,分配系统使用的媒介,以及和无线局域网集成一起的其它局域网使用的媒介。物理上它们可能互相重叠。
IEEE802.11只负责在站点使用的无线的媒介上的寻址(Addressing)。分配系统和其它局域网的寻址不属无线局域网的范围。
IEEE802.11没有具体定义分配系统,只是定义了分配系统应该提供的服务(Service)。整个无线局域网定义了9种服务,
5种服务属于分配系统的任务,分别为,联接(Association),结束联接(Diassociation),分配(Distribution),集成(Integration),再联接(Reassociation)。
4种服务属于站点的任务,分别为,鉴权(Authentication),结束鉴权(Deauthentication),隐私(Privacy), MAC数据传输(MSDU delivery)。
㈢ 常见的无线网络结构有哪些
无线网络的拓扑结构主要有: 无中心的分布对等方式、有中心的集中控制方式、以及上述方式的混合方式。 常见的无线网络协议: IEEE802.11 是第一代无线局域网标准之一。该标准定义了物理层和媒体访问控制 (MAC) 协议的规范,允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立互操作网络设备。 802.11 是 IEEE 最初制定的一个无线局域网标准,业务主要限于数据存取,速率最高只能达到 2Mbps 。 由于它在速率和传输距离上都不能满足人们的需要,因此, IEEE 小组又相继推出了 802.11b 和 802.11a 两个新标准。 2003 年 IEEE 还通过了 802.11g 技术标准。 802.11b 标准是 IEEE 制定的无线局域网标准,它工作在 2.4GHz 免执照的 ISM 频带,物理层速率可达 11M ,传输层可达 5.5Mbps 。该标准采用 DSSS 直序扩频技术。 802.11a 标准是 802.11b 的后续标准。它工作在 5GHz 频带 (5.2GHz,5.4GHz,5.8GHz) ,物理层速率可达 54M ,传输层可达 25Mbps 。采用正交频分复用( OFDM )技术。 802.11g 标准结合了 802.11b 和 802.11a 两种标准的优点,克服了它们的局限性。它工作在 2.4GHz 免执照的 ISM 频带,可以比工作在 5GHz 的 802.11a 覆盖更大的区域,同时,采用正交频分复用( OFDM )技术,物理层速率可达 54M ,传输层可达 25M ,传输速度比 802.11b 要快 5 倍左右。 802.11n 计划采用 MIMO (多入多出技术)与 OFDM 相结合,使传输速率成倍提高。另外,新的天线技术及无线传输技术,使得无线局域网的传输距离大大增加。相对 802.11g 标准,新标准计划在保障 100M 的传输速率下使传输距离增加 10 倍左右。 802.11n 标准对 802.11 标准做了多项修改,不仅涉及物理层标准,同时也采用新的高性能无线传输技术提升 MAC 层的性能,优化数据帧结构,提高网络的吞吐量性能。不过目前这类 MIMO 产品还相当稚嫩。实际性能在 100 米以内大约是 802.11g 产品的 2 倍,而超过 100 米后,其性能将非常接近 802.11g 产品。
构成计算机网络的三要素是计算机设备、通信线路及连接设备和网络协议。计算机网络系统要素如下:
1、计算机系统:工作站(终端设备,或称客户机,通常是PC机)、网络服务器(通常都是高性能计算机)。
2、网络通信设备(网络交换设备、互连设备和传输设备):包括网卡、网线、集线器(HUB)、交换机、路由器等。
3、网络外部设备:如高性能打印机、大容量硬盘等
4、网络软件:包括网络操作系统,如Unix、NetWare、Windows NT等;客户连接软件(包括基于DOS、Windows、Unix操作系统的等);网络管理软件等。
(4)无线网络组成的三个元素扩展阅读:
相关应用:
21世纪人类将全面进入信息时代。信息时代的重要特征就是数字化、网络化和信息化。要实现信息化就必须依靠完善的网络,因为网络可以非常迅速地传递信息。
因此网络现在已经成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础。网络对社会生活的很多方面以及对社会经济的发展已经产生了不可估量的影响。
网络是指“三网”,即电信网络、有线电视网络和计算机网络。这三种网络向用户提供的服务不同。
1、电信网络的用户可得到电话、电报以及传真等服务;
2、有线电视网络的用户能够观看各种电视节目;
3、计算机网络则可使用户能够迅速传送数据文件,以及从网络上查找并获取各种有用资料,包括图像和视频文件。
㈤ 无线网络一般由哪几个部分组成
基站包括基站收发信机(BTS)和基站控制器(BSC)。一个基站控制器可以控制十几以至数十个基站收发信机。而在WCDMA等系统中,类似的概念称为NodeB和RNC。基站(BS)即公用移动通信基站是无线电台站的一种形式,是指在有限的无线电覆盖区中,通过移动通信交换中心,与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。基站是移动通信中组成蜂窝小区的基本单元,完成移动通信网和移动通信用户之间的通信和管理功能。
㈥ 无线传感器网络系统主要有什么组成
传感器网络系统通常包括传感器节点(sensor)、汇聚节点(sink node)和管理节点。大量传感器节点随机部署在监测区域(sensor field)内部或附近,能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输,在传输过程中监测数据可能被多个节点处理,经过多跳后路由到汇聚节点,最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理,发布监测任务以及收集监测数据。
传感器网络节点的组成和功能包括如下四个基本单元:传感单元(由传感器和模数转换功能模块组成)、处理单元(由嵌入式系统构成,包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等)、通信单元(由无线通信模块组成)、以及电源部分。此外,可以选择的其它功能单元包括:定位系统、运动系统以及发电装置等。
㈦ Internet的三个基本元素是什么
互联网相关协议
有关互联网的协议可以分为3层:
最底层的是IP协议(英语:Internet Protocol, 即互联网协议),是用于报文交换网络的一种面向数据的协议,这一协议定义了数据包在网际传送时的格式。目前使用最多的是IPv4版本,这一版本中用32位定义IP地址,尽管地址总数达到43亿,但是仍然不能满足现今全球网络飞速发展的需求,因此IPv6版本应运而生。在IPv6版本中,IP地址共有128位,“几乎可以为地球上每一粒沙子分配一个IPv6地址”。IPv6目前并没有普及,许多互联网服务提供商并不支持IPv6协议的连接。但是,可以预见,将来在IPv6的帮助下,任何家用电器都有可能连入互联网。
上一层是UDP协议和TCP协议,它们用于控制数据流的传输。UDP是一种不可靠的数据流传输协议,仅为网络层和应用层之间提供简单的接口。而TCP协议则具有高的可靠性,通过为数据报加入额外信息,并提供重发机制,它能够保证数据不丢包、没有冗余包以及保证数据报的顺序。对于一些需要高可靠性的应用,可以选择TCP协议;而相反,对于性能优先考虑的应用如流媒体等,则可以选择UDP协议。
最顶层的是一些应用层协议,这些协议定义了一些用于通用应用的数据报结构,其中包括:
DNS:域名服务;
FTP:服务使用的是文件传输协议;
HTTP:所有的Web页面服务都是使用的超级文本传输协议;
POP3:邮局协议;
SMTP:简单邮件传输协议;
Telnet:远程登陆等。
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㈧ 无线网络系统有哪几个重要部分组成
你是问电脑无线网络系统?
简单说包括硬件和软件---无线网卡以及和其运行必须的驱动软件。
㈨ 构建一个无线网络包括那些基础元素
无线网络用户, 无线连接, 基站
㈩ 计算机网络定义的三要素是什么
计算机网络三要素:计算机及辅助设备(HUB集线器)、通信介质(导线、无线)、网络软件(Windows NT、Novell)。
还有计算机网络的协议三要素:”语法、语义、规则 “。
网络三要素:网络协议TCP/IP、IPX/SPX、NETBEUI
拓展资料:
计算机网络,是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和[1]信息传递的计算机系统。
计算机网络可使用户能够迅速传送数据文件,以及从网络上查找并获取各种有用资料,包括图像和视频文件。
计算机网络向用户提供的最重要的功能有两个,即连通性和共享。