传感网技术概论重点课件.ppt
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- 关 键 词:
- 传感 技术 概论 重点 课件
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1、传感网技术传感网技术 物联网关键技术深圳市讯方通信技术有限公司2011-什么是传感器网络什么是传感器网络v 把传感器采集的数据通过网络(有线/无线),把数据传输至采集中心的一种技术(简称传感网)。传感网构成传感网构成v1)数据采集节点(传感器节点)数据采集v2)传输网络数据传输(有线?无线?其它)v3)数据中心数据收集/数据保存网络管理(节点管理、网络维护等)传感网构成传感网构成v根据传感器网络大小,可以增加如下功能构架:v聚合节点 v路由器节点v网关v监控终端数据采集节点数据采集节点v 通过传感器(或其它数据采集设备,如摄像头、RFID等)采集所需数据,同时需要具有一定处理能力,并能把数据传
2、输出去。v 成本低廉、重量轻、低功耗、体积小。数据采集节点数据采集节点v数据采集v数据传输v能源管理v数据处理v数据存储(可选)v定位(可选)数据采集节点数据采集节点v 数据采集节点也称传感器节点。v 在不同应用中,传感器节点的组成不尽相同,但一般都由数据采集、数据处理、数据传输和电源这4部分组成。v 根据具体应用需求,还可能会有定位系统以确定传感节点的位置,有移动单元使得传感器可以在待监测地域中移动,或具有供电装置以从环境中获得必要的能源。v 此外,还必须有一些应用相关部分,例如,某些传感器节点有可能在深海或者海底,也有可能出现在化学污染或生物污染的地方,这就需要在传感器节点的设计上采用一些
3、特殊的防护措施。数据中心数据中心v 传感器网络中,各个分布的节点通过监测周围环境不断产生大量的感知数据。而传感器节点一般比较简单,存在存储能力低、能量受限等特点。如何存储、传输和访问这些数据,是传感器网络应用关键。数据中心数据中心v 传感器网络中传感器节点采集数据通过网络传输到数据中心进行数据管理,主要包括对感知数据的获取、存储、查询、挖掘和操作,目的就是把传感器网络上数据逻辑视图和网络物理实现分离开来,使用户和应用程序只需关心查询逻辑结构,而无需关心传感器网络实现细节。数据中心数据中心传输网络传输网络v 传感器节点采集所需数据后需要通过传输网络把数据传送至数据管理中心。v 这个传输网络可以是
4、有线或无线网络。v 如以太网,GPRS,ZigBee无线网络等。无线网络无线网络v 无线网络技术涵盖的范围很广,广义而言即通过无线信号进行数据传输的网络。v 无线信号包括:射频信号、红外线等。v 传输数据包括:文字、信号、图片、语音等。无线传感器网络无线传感器网络v 由于无线传感器网络所具有独特的优点使更适合传感器网络应用要求,因此现在大部传感器网络研究都集中在无线传感器网络中。v 无线传感器网络(wireless sensor network WSN)就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区
5、域中被感知对象的信息,并发送给数据中心。WSN特征特征v1.大规模网络为了获取精确信息,在监测区域通常部署大量传感器节点,传感器节点数量多达成千上万,甚至更多。a.通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比。b.通过分布式处理大量采集的信息能够提高监测的精确度,降低对单个节点传感器的精度要求。c.大量冗余节点的存在,使得系统具有很强的容错性能。d.大量节点能够增大覆盖的监测区域,减少者盲区。WSN特征特征v2自组织网络在无线传感器网络应用中,通常情况下传感器节点被放置在没有基础设施的地方。传感器节点的位置不能预先精确设定。节点之间的相互邻居关系也不能预先知道。v如通过飞机撒播大量传感器节点到面
6、积广阔的原始森林中,或随意放置到人不可到达或危险的区域。这样就要求传感器节点具有自组织的能力,能够自动进行配置和管理,通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。WSN特征特征v 3多跳路由网络中节点通信距离有限,一般在几十到几百米范围内,节点只能与它的邻居直接通信。如果希望与其射频覆盖范围之外的节点进行通信,则需要通过中间节点进行路由。匿定网络的多跳路由使用网关和路由器来实现,而无线传感器网络中的多跳路由是由普通网络节点完成的,没有专门的路由设备。这样每个节点既可以是信息的发起者,也可以是信息的转发者。WSN特征特征v 4动态性网络无线传感器网络是一个动态的网络,节点可
7、以随处移动;一个节点可能会因为电池能量耗尽或其他故障,退出网络运行;一个节点也可能由于工作的需要而被添加到网络中。无线传感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变:环境因素或电能耗尽造成的传感器节点出现故障或失效。环境条件变化可能造成无线通信链路的带宽变化,甚至时断时通。无线传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性。新节点的加入。WSN特征特征v 5以数据为中心的网络传感器网络是一个任务型的网络,脱离传感器网络谈论传感器节点没有任何意义。网络在获得指定事件的信息后汇报给用户。这种以数据本身作为查询或者传输线索的思想更接近于自然语言交流的习惯。所以通常说传感器是一个以数据为中心
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