无线传感器网络技术综述 毕业论文

《无线传感器网络技术综述 毕业论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、无线传感器网络技术综述摘要：能够发展成为一种全新的信息获取和处理技术，无线传感器网络是当今社会的研究和应用热点，涉及到现代传感器、微电子、无线通信、嵌入式计算、分布式信息处理、计算机技术等多个学科领域。文章从无线传感器的概念出发,在介绍其原理、传感器节点和网络体系结构的基础上，阐述了无线传感器网络在军事、医疗保健、环境监测、工农业、空间探索、交通管理及智能建筑与家居等多方面的应用。关键词：无线传感器网络；传感器节点；网络体系结构；定位引言：无线传感网络(WSN,wirelesssensornetwork

2、s)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、自动控制技术、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，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，这些信息通过无线方式被发送，并以自组多跳的网络方式传送到用户终端，从而实现物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的连，将信息采集、传输和处理集于一体，实现了传感器、通信和计算机等技术的融合。无线传感器网络已成为当今热门的研究领域之一，并广泛的应用于

3、当今社会的各个领域。1无线传感器网络技术的概述1．1无线传感器网络的技术原理无线传感器网络(wirelesssensornetwork，WSN)是由大量的密集部署在监控区域的智能传感器节点构成的一种网络应用系统。WSN由具备记忆能力的存储器、处理器、传感器、无线通讯和电池等硬件组成。图1无线传感器网络示意图8WSN（如图1所示）每个节点需要具备的核心技术内容归纳为3部分；系统、通讯、服务。每个网络节点是一个系统。系统主要由硬件平台(类似一个计算机)、操作系统和存储方案组成。通讯部分主要是指为完成一项应用

4、任务所需要的与传感器和用户的通讯协议,包括节点间的通讯协议。服务部分主要为加强WSN的应用能力、提高系统性能以及改善网络效率所需要的各种技术。服务部分的主要内容包括:定位、节点覆盖范围、安全、同步、数据汇总和多层网络的优化等。无线传感器网络包括4类基本实体对象:目标、汇聚节点、传感器节点和感知现场，另外通过定义外部网络、远程任务管理单元和用户来完成对整个系统的描述。1.2无线传感器网络的体系结构一个典型的无线传感器网络体系结构包括传感器节点、任务管理节点和汇聚节点，如图2所示。图2无线传感器网络体系结构

5、传感器节点的射频覆盖范围比较小，大量的传感器节点随即部署，通过自组织方式构成网络，协同形成对目标的感知现场，可以实现对感知区域内信息的采集、分析和处理任务。传感器节点检测的目标信号由本地经简单处理后，通过邻近传感器节点经过多跳路由的方式数据发送到汇聚节点。用户即可通过无线传感器网络获取感知现场的目标信息，也可对传感器网络进行配置和管理，从而完成监测数据的收集和监测任务的发布。汇聚节点具有较强的数据发射能力，数据信息会通过汇聚链路发送到任务管理节点进行进一步的处理，汇聚链路可以是互联网、卫星通信网络、移动

6、通信网络等。用户和远程任务管理单元通过汇聚链路与汇聚节点进行交互。任务管理节点是数据的使用者，主要负责对采集的信息进行分析处理。1.3无线传感器网络的节点结构在不同的应用背景下，传感器节点的具体设计有所8不同，但基本结构是类似的。传感器节点在无线传感器网络中用于监测目标的信息采集和数据转换，一个节点可以监测多个监测目标，同时，一个监测目标也可以被多个节点感知。无线传感器网络的核心是传感器节点，每个传感器节点通常是一个微型的嵌入式系统，一般由数据采集模块、处理控制模块、无线通信模块和能量供应模块4部分组成

7、(如图3示)。A/D转换器将物理信号转换为数字信号，并传送到数据处理模块。微处理器负责协调节点各部分的工作，通常选用嵌入式处理器。电池及电源管理为节点提供正常工作所需要的能量，通常选用干电池。存储单元为数据提供暂时存储服务。射频模块由低功耗、短距离的无线通信模块组成，主要负责与其他节点进行通信。数据采集模块包括传感器和A/D转换器，其负责对感知对象的信息进行采集和数据转换；处理控制模块包括微处理器和存储器，其负责控制整个传感器节点的操作、存储于处理自身采集的数据或其他节点发来的数据；无线通信模块包括的主

8、要功能部件是无线收发器，其负责与其他传感器进行无线通信、交换控制信息和收发采集数据；能量供应模块为传感器节点各个部分提供正常工作所需能量。图3无线传感器节点结构图1.4无线传感器网络的关键技术操作系统：无线传感器网络的节点是一个微型的嵌入式系统，Windows和Unix等传统的操作系统已经不能满足无线传感器网络对于节点高效利用的新需求。目前已经开发的几种适用于无线传感器网络的操作系统中占据主导地位的是由美国加州大学伯克利分校开发的TinyO