无线传感器网络系统研究计划书

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1、研究计划书搭建一个简单的无线传感器M络系统12211143钟振阳12211068叶晗姗一、研究背景无线传感器网络，简称WSN，是当代计算机技术，传感器技术和无线通信技术发展的产物。在诸多领域都奋应川，包拈室内环境监控，校闶环境监控，交通管理系统和军事领域。其没备的主耍构成有节点，网关和软件。他的末梢是由大fi可以感知外界的传感器节点构成。传感器节点具冇感知外界环境，实吋处理信息，存储信怠和转发信息的功能。一些人认为他的出现可以和因特网的出现相媲美。英特网实现的是数字信怠可以在任何的人与人之间进行交互，

2、而无线传感器网络到达《终实现的人与任何一个现实中的地方实现交互。这是H前国闪和国外的研究热点，资料显示，国内尚处于初级阶段。二、目的要求搭建一•个无线传感器网络系统，实现信息的存储和传输。三、WSN设备要求1.WSN的构成无线传感器网络，简称WSN,主要有三部分构成：节点，M关和软件。节点，又叫做传感器节点（EndDevice）,主要负责与传感器连接对周围的环境进行监控，和信息的存储转发。处理，存储，通信能力较弱。主要分为处理，感知，存储和无线通信四个模块。网关乂叫做汇聚节点（Router）,负责通过

3、一定的网络与PC机相连，再实现信息的加工分析和显示。每一个区域的无线传感器网络都会奋一个网关节点。2.WSN的设备特点无线传感器网络的主体是由大量的传感器节点构成。-般通过分布式处理，来保证信息的精确，对于单个节点的精度要求并不高。同吋人景的传感器节点保证信总的冗余，使得系统有较髙的界错性。同时因为节点较多并且分散，网络系统的供电会比较麻烦。节点与节点之间不会冇冇线的连接，一般通过X线通信保证节点的互联。更为可靠的无线传感器网络系统，自组织和动态性的特点。所谓自组织，就是传感器节点可以通过£）动进行配

4、a和管理，通过拓扑和协议，自动形成多跳无线网络。而动态性楚指传感器网络的拓扑结构可以ft动发生变化，这是考虑了部分传感器节点可能W为损坏或者能量耗尽而失效的情况。这是更高级的要求。3.硬件设备的要求根椐传感器节点和网关的不同作用，对于硬件的要求分为以下不同的两种。首先WSN的感知精度由人景的感知节点仅证，数景的众多首先要保证价格低廉。人景的感知节点通过分布式的管理保证精度，对于每一个节点的要求并不高。供能的复杂和数量多，耍求保证的传感器系统必须低功耗。但每个传感器节点的信息实在有限，所以存储器容撒要求

5、很小。最P，硬件的选择最好体积小巧。其次，M关也就足汇聚节点，因为每一个传感器M络才会宥一个网关，数量不多，乂需耍汇聚信息勾外界相连，对处理能力要求较高。总结下来就是，传感器节点部分，要求小体积，低沉本，低功耗，对性能的要求反倒其次。网关部分酋先要求保证处理能力，其次考虑其他。U!主要需要选収的技术和硬件包括，无线通信技术，传感器节点处理模块，传感器节点存储模块，传感器节点的通信模块，传感器节点的传感器和网关的处理模块。因为汇聚节点不用考虑监测环境，M时其通信模块4以和传感器节点一致，所以这里只考虑他

6、的微处理器。1.无线通信技术因为传感器网络的电缆光缆布线负责a杂，通信部分采用无线通信技术。待选取的技术冇红外，蓝牙，家庭无线电射频和Zigbec等。性能的优缺点比较如下表所示：红外（IrDA）蓝牙(Bluetooth)HomeRFZigbee终端设备费用低低一般低电池吋间（天）长1-7100-2000100-1000通信范围1M10CM10M10-75M传输速度（设岛）4Mbps1MbpslGbps250kbps优点低成本，易操作定位精确低功耗，低成本网络节点272255/65535表一：无线通信技

7、术对比表根裾无线传感网络的要求，我们要保证设备的低功耗低成木。首先蓝牙功耗太高，一节电池供能不到7天。家庭无线电射频的设备费用乂比之K他技术要高。所以首先排除蓝牙技术和家庭射频无线电。其次无线传感器网络需要大量的传感器节点组网，在网络节点树木上只有Zigbee可以满足。同吋因为，单个传感器节点的处理和转发倌息的能力要求并不高，Zigbee较低的传输速度也可以满足需求。所以选择Zigbee技术满＞51无线通信。ZigBee协议是一种双向无线通信技术，艽主要适合川于远程控制和自动控制领域。艽他特点还有：时

8、延愆：典型搜索设备时延为30ms,休眠激活时延为15ms,活动设备信道接入时延力15ms<»数裾安全：ZigBee提供了数裾完整性检査和鉴权功能，采用AES-128加密算法（美国新加密算法，是目前蝻好的文木加密算法之一），各个应用可灵活确定艽安全属性。使用频段为2.4GHz，免费频段。1.传感器节点传感器节点是无线传感器网络的主要部分，功能分为传感，处理，存储，转发四个模块。我们这里对每一个模块都进行选型。传感器无线传感器网络主要通过传感器，与现实进行交