无线传感器网络概论课件

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1、无线传感器网络概述（WSN）孙雷主要内容：WSN概述历史以及发展现状WSN的体系结构WSN的应用WSN的特征关键技术计算模式的发展贝尔定律：计算模式每十年进化一代普适计算需求——自组织网络只能有效地处理有限的连接设备下一代网络需要具有自治和主动的能力普适计算需求——传感信息传感信息是我们了解世界的唯一手段新型计算需要获取环境信息以便提供用户相应的服务普适计算需求——无线连接有线方式连接：高额费用和使用局限性普适计算未来计算将充斥于我们的日常生活中的每个角落智能空间(Ambientintelligence)/普适计算(Ubiquitouscomp

2、uting)大量不同种设备采集、处理来自不同来源的信息以供控制实际过程并与用户交互•智能空间所需信息的来源：无线传感器网络•这些由单个节点组成的网络需要相互合作完成指定任务。•节点间通过无线通信完成相互的合作无线传感器网络是实现智能空间的重要组成部分信息获取与信息发布有线方式连接：高额费用和使用局限性WSN概述无线传感器网络（WirelessSensorNetwork,WSN）系统是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等。无线传

3、感器网络（WirelessSensorNetwork,WSN）就是由部署在检测区域内大量的廉价卫星传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知的对象信息，并发送给观察者。构成WSN的三要素：传感器、感知对象、观察者。WSN概述（续）MEMS技术对WSN的推动无线传感器网络结构影响力☆美国商业周刊和MIT技术评论在预测未来技术发展报告中将无线传感器网络列为21世纪最有影响的21项技术和改变世界的10大技术之一。☆传感器网络被列为未来3大高科技产业一。☆美国的《技术评论》将无线传感

4、器网络列为第一项未来新兴技术。☆《商业周刊》预测的未来4大新技术中，无线传感器网络也列入其中等。WSN概述（续）历史以及发展现状国外：起源于美国，根源可追溯到1978年由国防部高级研究计划署（DARPA）在卡内基-梅隆大学发起的分布式传感器研讨会。具有代表性的项目包括：1993-1999年间由美国国防高级研究计划署(DARPA)资助，加州大学洛杉矶分校(UCLA)承担的WINS项目；1999-2001年间由DAPRA资助UC Berkeley承担的Smart Dust项目。1998-2002年DARPA资助，加州大学伯克利分校等25个机构联合承

5、担的SensIT计划；1999-2004年间海军研究办公室的SeaWeb计划等。国内：中国的一些研究机构近年开始研究：中国科学技术大学、清华大学、中科院计算所、上海微系统所、沈阳自动化所以及合肥智能所等研究单位。历史以及发展现状之所以国内外都投入巨资研究机构纷纷开展无线传感器网络的研究，很大程度归功于其广阔的应用前景和对社会生活的巨大影响。历史以及发展现状WSN的应用☆军事上的应用传感器网络具有可快速部署、可自组织、隐蔽性强和高容错性的特点，因此非常适合军事上的应用。通过飞机或炮弹直接将传感器节点散播到敌方阵地内部，或者在公共隔离带部署传感网络

6、，就能隐蔽而且近距离的准确收集战场信息。例:传感器网络已经成为美军事C4ISRT系统必不可少的一部分。WSN的应用（续）☆环境观测和预报系统可以用于检视农作物灌溉情况、土壤空气情况、牲畜和家禽的环境状况和大面积的地表监测、气象和地理研究、洪水监测等。例：ALERT系统中就有用于监测降雨量、河水水位和土壤水分，并依此预测爆发山洪的可能性。WSN的应用（续）☆医疗护理用于人体的各种生理数据，跟踪和监控医院内医生和患者的行动，医院的药物管理等。例：一个可以成像的特殊发送器芯片与精巧设计的超低功率无线技术结合，就可以实现可用于一个胃肠道诊断的微型吞服摄

7、像胶囊。患者吞下维C片大小的成像胶囊后，胶囊经过食道、胃和小肠时就可将图象广播出来。胶囊由一个摄象机、LED、电池、特制芯片和天线组成。（如图）WSN的应用（续）精细农业医疗保健WSN的应用（续）☆智能家居家电和家具中嵌入传感器节点，通过无线网络与Internet连在一起。为人提供人性化的家居环境。例：Avaak提供一个只有1立方英寸大小的自治产品。这个微型的无线视频平台包含有一节电池、无线电、摄像相机、(彩色成像器加镜头)、控制器、天线和温度传感器。WSN的应用（续）☆建筑物状态监控利用传感器网络监控建筑物的安全状态。例：Microstrai

8、n在佛蒙特州的一座重载桥梁上安装了一套该公司研制的系统，将位移传感器安装在钢梁上用来测量静态和动态应力，并通过无线网络来采集数据。该无线系统可以保留在