《无线传感器网络》PPT课件

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1、无线传感器网络1.无线传感器网络的基本概念2.无线传感器网络的体系结构3.无线传感器网络的拓扑结构4.无线传感器网络的节点定位传感器网络的概念无线传感器网络(WSN：WirelessSensorNetwork)是由部署在待监测区域内的大量的廉价的微型传感器节点组成。通过无线通信的方式形成的一个多跳的自组织的网络系统。其根本的目的就是协作地感知、采集和处理被该传感器节点组成的网络覆盖的区域中的信息。经过一定的初级处理并发送给对待测信息感兴趣的观察者现代微型传感器感知能力＋计算能力＋通信能力体积小能耗小由六部分组成传感器节点传感器模块：信息采集、数据转换处理器模块：控制、数据处理、网络协议无

2、线通讯模块：无线通信，交换控制信息和收发采集数据能量供应模块：提供能量传感器网络的三要素节点上各种测试使用的传感器传感器要感知的各种待测数据对象对待测数据感兴趣的观察者传感器网络的特点第一，无线传感器网络的网络拓扑结构极易发生变化第二，无线传感器网络节点与节点之间采用的是自组织的通信方式第三，无线传感器网络中的传感器节点的电能是由节点所携带的电池直接供电的，因而节点携带能量十分有限第四，无线传感器网络中的传感器节点数量众多、分布密度较高使得单位面积上所拥有的网络节点数量远远大于传统的无线网络，并且这些大量的传感器节点根本无需底层基础设施的支持就能够自动组织构成一定结构的网络。第五，无线传

3、感器网络具备有很强容错能力第六，由于无线传感器网络节点的体积和所携带能量有限的限制，这些限制决定了传感器节点只能具备有限的计算和存储能力还有相对距离较短的通信能力第七，无线传感器网络节点无中心，无线传感器网络中的传感器节点无严格的控制中心所有的节点都是地位平等，加入和离开节点都是随意的没有严格的限制条件传感器网络拓扑可以根据节点的可移动与否和部署的可控与否分为四类：1.静态节点、不可控制部署2.动态节点、不可控制部署3.静态节点、可控部署4.动态节点、可控部署传感器网络的影响传感器网络将物理世界和信息技术连接起来传感器网络具有改造社会的潜力，将来广阔的应用领域使得传感器网络成为我们生活中

4、不可缺少的部分传感器网络已经引起国内外科技界和工业界高度重视传感器网络的影响通信能力有限节点带宽窄，而且经常变化节点通信覆盖范围只有几十到几百米，而且经常变化传感器节点的限制多源、多跳是主要通信方式多个传感器节点向一个目标传送信息一次多源信息传输需要多条由多个传感器节点组成的路径传感器节点的限制节点移动、断接频繁在移动网络中，节点移动频繁节点间通信的断接频繁，导致通信失败.经常受到高山、建筑物、障碍物等地势地貌以及风雨雷电等自然环境的影响,因此传感器可能会长时间脱离网络,离线工作传感器节点的限制电源能量有限传感器的电源能量极其有限由于电源能量的原因经常失效或废弃电源能量约束是传感器网络应

5、用的障碍现有电源部件不能满足传感器网络的需要传感器传输信息比执行计算更消耗电能传感器传输1位信息需要的电能足以执行3000条计算指令传感器节点的限制计算能力有限传感器网络中传感器通常都具有嵌入式处理器和存储器，具有计算能力但是，处理器性能、存储器容量和能源都很有限，导致传感器的计算能力十分有限传感器节点的限制传感器数量大、分布范围广传感器网络中传感器节点密集，数量巨大，可能达到几百、几千万，甚至更多传感器网络可以分布在很大区域，也可以分布在险恶环境下传感器数量大、分布广的特点使得网络的维护十分困难甚至不可维护传感器节点的限制感知数据流无限传感器网络每个传感器都产生无限的流式数据，并具有实

6、时性每个传感器仅具有有限的存储器和计算资源，难以处理巨大的实时数据流传感器节点的限制以数据为中心传感器网络不是通常的网络用户感兴趣的是数据而不是网络和传感器硬件用户很少询问“A节点到B节点的连接是如何实现的？”用户经常询问“网络覆盖区域中那些地区出现毒气？”传感器网络不是以地址为中心的用户不会询问“地址为27的传感器的温度是多少？”用户感兴趣是“某个地理位置的温度是多少？”数据传输以聚集方式进行,而不是地址到地址的路由传感器节点的限制传感器网络是以数据为中心的网络把传感器视为感知数据流或感知数据源把传感器网络视为感知数据空间或数据库把数据管理和处理作为网络的应用目标传感器节点的限制需要多

7、种多样的感知器物理传感器生物传感器化学传感器……传感器节点的限制传感器网络的网络结构sink-汇聚点sensornode-传感器节点sensorfield-监测区域传感器网络的实体传感器节点功能：采集、处理、控制和通信等网络功能：兼顾节点和路由器Sink节点功能：连接传感器网络与Internet等外部网络，实现两种协议栈之间的通信协议转换，发布管理节点的监测任务，转发收集到的数据。特点：连续供电、功能强、数量少等传感器网络的协议栈横