无线传感器网络技术及其研究进展课件

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1、无线传感器网络技术及其研究进展王汝传2006年南京邮电大学计算机学院提要第1部分第2部分第3部分第4部分第5部分概要协议关键技术应用展望2021/8/82提要第1部分第2部分第3部分第4部分第5部分概要协议关键技术应用展望2021/8/83无线传感器网络是计算机、通信、传感器、微机电系统和网络等多项技术相结合的产物。概要2021/8/84概要远程的（remote）、现场的（insitu）信息获取和处理能力已有传统技术难以实现的细微物理或环境现象感知能力不依赖于固定通信基础设施的自治特性Red:SoilG

2、reen:VegetationBlue:Snow无线传感器网络具有广阔的应用前景！2021/8/85美国MIT技术评论（2003年）“无线传感器网络是在不远的将来会产生巨大影响的十种新兴技术之一，它将很快改变计算、医疗、制造、运输和能源基础设施”概要2021/8/86美国商业周刊“无线传感器网络将是21世纪最有影响的21项技术之一”（1999年）将其与公用计算（UtilityComputing）、塑料电子学（PlasticElectronics）和仿生人体器官（BionicBodies）称为全球未来四大

3、高技术产业（2003年）概要2021/8/87概要传感器，激励器供电设备处理器无线收发器智能微尘（美国国防部在1999年展开研发）：在一立方毫米的范围内包含了从信息收集、信息处理到信息发送的所有必需部件，能够形成自动组织的无线传感器网络。2021/8/88处理能力无线通信能力感知能力概要：无线传感器网络定义无线传感器网络（WirelessSensorNetworks）是由具有感知、处理和无线通信能力的微型节点通过自组织方式形成的网络。2021/8/89无线传感器网络体系结构（1）Internet、卫星或

4、移动通信网络等网关（汇聚节点，Sinknode）大规模的应用可能使用多个网关使用多种方式与外部网络通信，如Internet、卫星或移动通信网络等网络节点既是信息包的发起者，也是信息包的转发者。监控中心2021/8/810平面结构（对等式结构）：所有节点的地位平等分级结构：网络被划分为簇（Cluster），每一个簇由一个簇头和多个簇成员组成。无线传感器网络体系结构（2）2021/8/811根据传感器节点在使用中是否移动，可将无线传感器网络分为：静态（非移动性）网络：节点布置在监测区域内，根据用户的要求，可

5、对各种环境或物体参数进行测量动态（移动性）网络：传感器节点一般处于移动状态中（如被安置在可移动的物体上）目前大多数是静态网络。无线传感器网络体系结构（3）2021/8/812无线传感器网络节点（三代）第一代（二十世纪八十年代-九十年代）第二代（2000-现在）第三代（约2010）生产方式定制，如（TRSS：TACTICALREMOTESENSORSYSTEMS，战术远程传感系统）商业：Crossbow公司、Sensoria公司、Ember公司等Dust公司等尺寸鞋盒以上大小手掌至一元硬币大小灰尘颗粒大小

6、重量数千克数克可忽略不计节点架构感知、处理和通信模块分开集成感知、处理和通信模块集成感知、处理和通信模块拓扑端到端（Point-to-Point），星型客户-服务器，点到点（Peer-to-Peer）点到点（Peer-to-Peer）能量供应大容量电池AA电池太阳能生命周期数天或更长数天至数周数月至数年部署方式车载或空投手工部署嵌入式，喷撒概要：发展历程2021/8/813MoteWorks软件平台MoteWorks硬件平台http://www.xbow.com概要：发展历程2021/8/814http

7、://www.moteiv.com概要：发展历程2021/8/815http://www.scatterweb.net节点网关软件带照相机的节点带显示屏的节点概要：发展历程2021/8/816http://www.intel.com/research/exploratory/motes.htm概要：发展历程2021/8/817http://www.sunspotworld.com/概要：发展历程2021/8/818http://www.wsn.net.cn宁波中科集成电路设计中心（中科院计算所宁波分所）

8、概要：发展历程2021/8/819自组织网络的建立和节点间通信不依赖于固定的通信基础设施，而通过分布式网络协议实现组网，自动调整以适应节点的移动、加入和退出、剩余电量和无线传输范围的变化等。节点能力有限由于低成本、低能耗、体积小、野外部署等要求，传感器节点在供电、计算、存储、通信等方面的能力比较受限。规模大传感器网络可能包含多达上千个甚至上万个节点。高冗余为了保证网络的可用性和生存能力，传感器网络通常具有较高的节点和网络链路冗余，以及采集的