无线传感器网络03539new

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1、内蒙古科技大学毕业论文无线传感器网络指导老师：杨友松院（系）：数理与生物工程学院专业：07级应用物理姓名：程杰学号：0710127134完成日期：2011年03月28日毕业论文框架的主要内容与结构安排无线传感器网络该毕业论文主要研究了基于无线传感器网络的数据采集技术。主要完成的计划工作包括下面五个方面：第一章(前言部分已完成)介绍了无线传感器网络的体系结构，特点以及应用领域，研究现状。第二章分析了适于无线传感器网络的协议架构。第三章给出了一种包括无线传感器网络节点、模拟量输入腧出智能模块、开关量输入，输出智能模块、数据传输终端的基于无线传感器网络的数据采

2、集系统结构。第四章研究了无线传感器网络节点及智能数据采集控制模块的软件设计及实现技术并着重阐述在铁水及环境检测中的应用。第五章是对全文的总结与应用前景的展望。1前言无线传感器网络是由大量无处不在的，具有通信与计算能力的微小传感器节点密集布设在无人职守的监控区域而构成的能够根据环境自主完成指定任务的“智能”自制测控网络系统。它是微电子机械技术、通信技术，嵌入式计算技术以及传感器技术发展的产物，体现了“普适计算制的基本思想。1.1无线传感器网络结构及特点无线传感器网络结构如图1．1所示士，传感器网络系统通常包括传感器节点，汇聚节点和节点。大量传感器节点随机部

3、署在监测区域内部或附近，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节点。大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近，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

4、务以及收集监测数据。无线传感器网络节点是无线传感器网络的基本组成部分，在不同的应用中，节点的组成不尽相同，但基本组成包括如下几个单元：传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块，如图l-2所示。传感器模块负责监澜区域内信息的采集和数据转换；处理器模块负责控制整个传感器节点的操作．存储和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据；无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信，交换控制消息和收发采集数据；能量供应模块为传感器节点提供运行所需的能量，通常采用微型电池。此外。可以选择的其它功能单元包括：定位系统、移动系统以及电源自供电系统等。目前常见的无线

5、网络包括移动通信啜、无线局域网、蓝牙网络、Adhoc网络等，与这些网络相比，无线传感器网络具有以下特点删：大规模网络；一方面是传感器节点分布在很大的地理区域内，另一方面，传感器节点部署很密集。自组织网络：网络中的节点通过分布式算法来协调彼此的行为，无需人工干预和任何其他预置的网络设施，可以在任何时刻任何地方快速展开并自动组网．动态性网络i无线传感器网络的拓扑结构可能因为一些因素而改变，这就要求传感器网络系统要能够适应变化，具有动态的系统可重构性。可靠的网络：无线传感器网络特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域，网络的维护十分困难甚至不可维护。同时，传

6、感器网络的通信保密性和安全性也十分重要，要防止监测数据被盗取和获取伪造的监测数据，网络的软硬件必须具有鲁棒性和容错性。应用相关的网络：无线传感器网络用来感知客观物理世界，获取物理世界的信息量。不同的传感器网络应用关心不同的物理量，因此对传感器的应用系统也有多种多样的要求。以数据为中心的网络：用户使用传感器网络查询事件时，直接将所关心的事件通告给网络。网络在获得指定事件的信息后汇报给用户．无线传感器网络的众多特点使其在在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都有重要的科研价值和巨大实用价值。在军事领域

7、，传感器技术在军用电子系统的运用，促进了武器，作战指挥、控监视和通信方面的智能化。传感器在远方战场监视系统、防空系统、雷达系统、导弹系统等方面，都有广泛的应用。是提高军事战斗力的重要因素。1.2应用领域，研究现状无线传感器网络在环境研究方面可用于监视农作物灌溉情况、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等，可用于行星探测、气象和地理研究、洪水监测等，还可以通过跟踪鸟类、小型动物和昆虫进行种群复杂度的研究等。美国加州大学伯克利分校Intel实验室和大西洋学院联合在大鸦岛上部署了一个多层次的传感器网络系统，用来监测岛上海燕的生活习性。在现代化生

8、产过程中，需要各种传感器来监视和控制生产过程的各个参量，使设备工作在最佳。状态或