最新无线传感器网络的基本知识点
无线传感器知识点总结
无线传感器网络知识点总结第一章 无线传感器网络的分类传感器网络的三种功能:数据采集(感官),处理(大脑),传输(神经)。
传感器网络的基本要素:传感器,感知对象,用户。
传感器节点由电源,存储器, 感知部件, 嵌入式处理器,通信部件, 和软件组成。
1.及现有无线传感器网络的区分:传统无线网络设计的目标是供应高服务质量和高效带宽利用,其次才考虑节约能源,而传感器网络设计的目标是能源的高效运用。
2.传感器节点的限制:电源能量有限:节点的体积小,人员不可达通信实力有限:E=K*D n N 通常取值为3,尽量选择多跳。
计算和存储实力有限:价格低,功耗小。
传感器网络是集成了监控,限制以及无线通信的网络系统。
节点多,简单受到环境的影响,网络拓扑结构简单变化。
传感器节点消耗能量的模块主要包括传感器模块,处理器模块和无线通信模块。
绝大部分的能量消耗在无线通信模块。
3.传感器组网的特点:a)自组织性:节点同等,没有中心,通过分布式算法来相互协调。
优点是不会因为单个节点的脱离而受到损害。
能够进行配置和管理,通过拓扑机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。
自组织要适应网络拓扑的结构的动态变化。
b)以数据为中心:以数据本身作为查询或传输线索的思想,更接近于自然语言沟通的习惯,因此说是一个以数据位中心的网络。
c)应用相关性d)动态性:传感器网络的拓扑结构因如下缘由改变:环境因素或电源耗尽环境变化造成链路带宽变化,甚至时断时续。
传感器网络的传感器,感知对象和视察者这三要素都可能具有移动性新节点的加入e)网络规模大:大规模范围,小范围的传感器密集f)牢靠性:保密性和平安性4.无线传感器网络的关键性能指标:a)网络的工作寿命b)网络覆盖范围c)网络搭建成本和难易程度d)网络响应时间5.无线传感器网络发展的三个阶段a)第一阶段:传统的无线传感器例子:热带树(由振动和声响组成)节点只产生探测数据流,没有计算实力,并且相互之间不能通信,传统的无线传感器网络只能获得单一信号,节点只能进行单一的点对点通信,网络一般采纳分级处理结构。
无线传感器网络知识点
无线传感器网络知识点一、引言在当今科技飞速发展的时代,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)正逐渐成为一个热门的研究领域,并在众多领域得到了广泛的应用。
从环境监测到工业控制,从医疗保健到智能家居,无线传感器网络的身影无处不在。
那么,什么是无线传感器网络?它由哪些部分组成?又有哪些关键技术和应用场景呢?接下来,让我们一起深入了解无线传感器网络的相关知识点。
二、无线传感器网络的定义和组成(一)定义无线传感器网络是由大量的、廉价的、具有感知能力、计算能力和通信能力的传感器节点通过自组织的方式构成的无线网络。
这些传感器节点能够实时监测、感知和采集网络覆盖区域内的各种环境或监测对象的信息,并将这些信息通过无线通信的方式传输给用户。
(二)组成1、传感器节点传感器节点是无线传感器网络的基本组成单元,它通常由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块组成。
传感器模块负责感知监测对象的信息,处理器模块负责对感知到的数据进行处理和分析,无线通信模块负责与其他节点进行通信,电源模块则为节点提供能量。
2、汇聚节点汇聚节点也称为网关或基站,它的主要功能是接收传感器节点发送的数据,并将这些数据转发给用户或其他网络。
汇聚节点通常具有较强的处理能力和通信能力,能够与外部网络进行连接。
3、网络协议网络协议是无线传感器网络中节点之间进行通信和数据传输的规则和标准,它包括物理层协议、数据链路层协议、网络层协议、传输层协议和应用层协议等。
三、无线传感器网络的关键技术(一)传感器技术传感器是无线传感器网络的核心部件,它能够将被监测对象的物理量、化学量等转化为电信号。
目前,常用的传感器包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光照传感器、声音传感器等。
随着微机电系统(MEMS)技术的发展,传感器的体积越来越小、功耗越来越低、成本越来越低,为无线传感器网络的广泛应用提供了可能。
(二)低功耗技术由于传感器节点通常采用电池供电,而且电池的能量有限,因此低功耗技术是无线传感器网络中的关键技术之一。
无线传感器网络
无线传感器网络无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是一种由众多装备了传感器和通信设备的节点组成的、可以进行数据采集、处理和传输的网络系统。
这些节点可以相互通信,共同完成特定的监测、控制或者数据传输任务。
无线传感器网络广泛应用于环境监测、医疗健康、物联网等领域。
一、无线传感器网络的组成无线传感器网络由多个节点组成,每个节点都有独立的处理能力、通信能力和传感能力。
节点之间通过无线通信进行数据的传递和交换。
每个节点可以采集周围环境的信息,并将数据传输给其他节点,或者通过无线信号传输给数据收集中心。
在无线传感器网络中,节点可以分为三个类型:传感器节点、中心节点和路由节点。
传感器节点用于收集环境信息,如温度、湿度、光照等。
中心节点负责数据的存储和处理,是整个网络的核心。
路由节点用于传输数据,将各个传感器节点采集到的数据传输给中心节点。
二、无线传感器网络的应用无线传感器网络在各个领域都有广泛的应用。
1. 环境监测无线传感器网络可以用于环境的监测和数据的采集。
通过部署传感器节点,可以实时监测空气质量、水质状况、土壤湿度等环境因素,并将数据传输给监测站点。
这对于环境保护和资源管理非常重要。
2. 健康医疗无线传感器网络可以应用于健康监测和医疗领域。
通过佩戴传感器设备,可以实时监测人体的生理参数,如心率、血压、体温等,并将数据传输给医生或者云平台,以便于监护和诊断。
3. 物联网无线传感器网络是物联网的基础技术之一。
通过无线传感器网络,不同的物体和设备可以相互连接和通信,实现信息的交换和共享。
无线传感器网络在智能家居、智能城市等方面有着重要的应用。
三、无线传感器网络的挑战与未来发展尽管无线传感器网络在各个领域都有广泛的应用,但也面临一些挑战。
1. 能源管理由于无线传感器网络中的节点通常是由电池供电,能源管理是一个重要的问题。
如何延长节点的寿命,提高能源利用效率是当前的研究重点之一。
无线传感器网络知识点
1. 无线传感器网络(wireless sensor network, WSN )就是由部署在检测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统,目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知的对象信息,并发送给观察者。
2. 构成WSN 的三要素:传感器、感知对象、观察者。
3. ADHOC 和WSN 的区别:(1)WSN(2)WSN (3)WSNAd hoc(4)WSN(5)WSN (6)WSN 以数据为中心。
4. WSN 的节点:传感模块、处理器模块、通信模块、电源模块 节点特点:电源能量有限、通信能力有限、计算和存储能力有限5. WSN 协议栈结构(1)能源管理平台:管理传感器节点如何使用能量;(2)移动管理平台:检测和注册传感器节点的移动,维护到汇聚点的路由,使得传感器节点能够跟踪它的邻居;(3)任务管理平台:在一个给定的区域内平衡和调度监测任务6. 传感器物理层作用:屏蔽物理设备和传输介质的差异目的:透明传输功能:提供传输通道;传输数据;其他特性:(1)机械特性(2)电气特性(3)功能特性(4)规程特性运用的技术:(1)介质和频段的选择(2)调制技术(3)扩频技术传输媒体:(1)建议采用ISM (工业、科学和医学)频段短距离的无线低功率通信最适合传感器网络(2)红外,不需要许可证,抗干扰要求收发双方在视线之内(3)光7.频率选择,载频发生,信号检测,调制,数据加密信号传播传播信号需要的最小发送功率和传输距离d的n次方成正比,2<= n < 4.为了减小传输距离,传感器网络采用多跳(multihop)通信方式8.MAC层协议:S-MAC协议、IEEE802.11 MAC协议9.MAC层有用功耗:(1)发送,接收数据(2)处理询问请求(3)转发询问和数据到邻居节点9.MAC层无用功耗:(1)信道的空闲侦听,“waiting for possible traffic”.(2)由于碰撞导致的重传,例如两个数据包同时到达同一节点(3)无意偷听:当节点接收到一个不属于他的数据包时(4)产生和处理控制数据包开销10.CSMA/CACSMA /CA载波侦听/冲突避免如何解决“隐匿终端问题11.S-MAC机制针对碰撞重传、串音、空闲侦听和控制消息等可能造成较多能耗的因素S-MAC 采用如下机制:(1)周期性侦听/睡眠的低占空比工作方式,控制结点尽可能处于睡眠状态来降低结点能量的消耗;(2)邻居结点通过协商的一致性睡眠调度机制形成虚拟簇,减少结点的空闲侦听时间;(3)通过流量自适应的侦听机制,减少消息在网络中的传输延迟;(4)采用带内信令来减少重传和避免侦听不必要的数据;通过消息分割和突发传递机制来减少控制消息的开销和消息的传递延迟。
无线传感器网络技术讲义
无线传感器网络技术讲义引言无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,简称WSN)是一种由大量分布式无线传感器节点组成的网络系统,通过无线通信和自组织方式协同工作,用于感知、采集、处理和传输环境信息的一种新型网络。
它具有广泛的应用前景,包括环境监测、智能交通、智能农业、物联网等各个领域。
本讲义将从无线传感器网络的基本概念、架构、通信技术、能量管理等方面进行介绍,以帮助读者深入了解无线传感器网络技术。
1. 无线传感器网络基本概念1.1 传感器节点传感器节点是无线传感器网络的基本组成单元,它由传感器、处理器、存储器、无线通信模块等要素组成。
传感器节点可以感知环境中的各种信息,如温度、湿度、光照强度等,并将这些信息传输给其他节点或基站。
1.2 无线传感器网络的特点无线传感器网络具有以下特点:•分布式:无线传感器节点可以分布在广泛的区域内,形成一个分布式的网络系统。
•自组织:无线传感器节点通过自组织的方式协同工作,能够自动适应网络拓扑变化和节点故障。
•节能:由于无线传感器网络中的节点往往由电池供电,节点之间的通信和数据处理通常需要节能处理。
•大规模:无线传感器网络可以由成千上万个节点组成,能够覆盖广泛的区域。
2. 无线传感器网络架构2.1 智能传感器节点智能传感器节点是无线传感器网络中的一个关键部分,它集成了传感器、处理器、存储器和通信模块等要素。
智能传感器节点能够感知环境中的信息,并将这些信息传输给其他节点或基站。
2.2 网络拓扑结构无线传感器网络的拓扑结构分为多种类型,包括星型拓扑、网状拓扑、层次拓扑等。
不同的拓扑结构适用于不同的应用场景,可以根据实际需求选择合适的网络拓扑。
2.3 基站基站是无线传感器网络中的一个重要组成部分,它通过与传感器节点进行通信,实现对传感器网络的管理和控制。
基站通常由一台或多台计算机组成,可以用于收集、存储和处理从传感器节点传输过来的信息。
3. 无线传感器网络通信技术3.1 传感器节点通信无线传感器节点之间的通信可以通过无线电波进行传输,常用的通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。
无线传感网知识点
第一章无线传感网概述1.无线传感器网络的概念:无线传感器网路是一种由多个无线传感器节点和几个汇聚节点构成的网络,能够实时的检测、感知和采集节点部署区域的环境或感兴趣的的感知对象的各种信息,并对这些信息进行处理后一无线的方式发送出去。
2.WSN的特点及优势1)WSN与Ad hoc共有的特征:自组织;分布式;节点平等;安全性差2)WSN特有的特征:计算能力不高;能量供应不可代替;节点变化性强;大规模网络3.无线传感器网络架构:1)协议:物理层,数据链路层,网络层,传输层,应用层物理层:负责载波频率产生、信号的调制解调等工作,提供简单但健壮的信号调制和无线收发技术。
数据链路层:(1)媒体访问控制。
(2)差错控制。
网络层:负责路由发现和维护,是无线传感器网络的重要因素。
传输层:负责将传感器网络的数据提供给外部网络,也就是负责网络中节点间和节点与外部网络之间的通信。
应用层:主要由一系列应用软件构成,主要负责监测任务。
这一层主要解决三个问题:传感器管理协议、任务分配和数据广播管理协议,以及传感器查询和数据传播管理协议。
2)管理平台:(1)能量管理平台(2)移动管理平台(3)任务管理平台(1)管理传感器节点如何使用资源,在各个协议层都需要考虑节省能量。
(2)检测传感器节点的移动,维护到汇聚节点的路由,使得传感器节点能够动态跟踪其邻居的位置。
(3)在一个给定的区域内平衡和调度检测任务。
4.无线传感器网络所面临的挑战:低能耗,实时性,低成本,安全和抗干扰,协作第二章无线传感网物理层设计1.WSN物理层频率的选择:一般选用工业,科学和医疗频段。
ISM(医疗)频段的主要优点是无需注册的公用频段、具有大范围可选频段、没有特定标准、灵活使用。
欧洲使用433MHZ,美国使用915MHZ频段2.WSN结构采用的是无线射频通信第三章数据链路层1.MAC协议分类:1)按节点的接入方式:侦听(间断侦听:DEANAdeng),唤醒(低功耗前导载波侦听MAC协议),调度(主要使用在广播中)2)按信道占用数划分:单信道(主要采用),双信道,多信道3)信道分配方式:竞争型(S-MAC,T-MAC,Sift),分配型(SMACS,TRAMA),混合型(ZMAC),跨层型2.分配型MAC协议采用TDMA,CDMA,SDMA,FDMA等技术3.数据链路层的关键问题:能量效率问题,可扩展性,公平性,信道共享,网络性能的优化4.记忆竞争的S-MAC协议,具有以下特点:(1)周期性的侦听和睡眠(2)使用虚拟载波侦听和物理载波侦听进行冲突避免(3)自适应侦听(4)将长消息分成子段进行消息传递5.基于竞争的T-MAC协议:为了改进S-MAC协议不能根据网络负载调整自己的调度周期的缺点,T-MAC协议根据一种自适应占空比的原理,通过动态地调整侦听与睡眠时间的比值,从而实现节省能耗的目的。
无线传感器网络
无线传感器网络无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,简称WSN)是由大量分布在空间中的无线传感器节点组成的网络。
每个节点都配备有传感器和通信设备,能够感知环境中的各种物理信息,并将数据通过通信模块传送给其他节点。
WSN可以广泛应用于农业、环境监测、智能交通、医疗保健、安全监控等领域。
它们能够实时监测环境参数、收集数据、进行信息处理和传输,为人们提供及时准确的信息以及决策支持。
一、无线传感器网络的基本组成无线传感器网络由三大组成部分组成:传感器节点、基站和通信链路。
1. 传感器节点传感器节点是WSN的基本构建单元,由处理器、传感器、存储器和无线通信模块组成。
它们能够感知周围环境的变化,并将采集到的数据进行处理和传输。
2. 基站基站是无线传感器网络的控制中心,用于收集节点传输的数据和协调网络的运行。
基站通常具有更高的处理能力和通信能力,可以与传感器节点进行双向通信,并向用户提供服务接口。
3. 通信链路通信链路是传感器节点与基站之间的无线通信通道,用于传送数据和控制信息。
通信链路通常采用低功耗、低数据传输速率的无线技术,以延长网络寿命并降低能耗。
二、无线传感器网络的关键技术与挑战1. 能源管理如何合理管理无线传感器节点的能源,是WSN中的一个重要问题。
节点的能耗直接关系到网络的寿命和性能。
研究者们正在努力开发低能耗芯片、优化通信协议和能量收集技术,以延长传感器节点的寿命。
2. 数据传输与处理WSN需要高效的数据传输和处理算法,以应对大量的数据流。
数据压缩、数据聚合和数据处理技术能够减少传输量,并提高网络的能效。
3. 路由与拓扑控制WSN中的节点分布较为密集,传输链路的选择和拓扑控制是保证网络性能和可靠性的关键。
研究者们正在研究多跳路由协议、拓扑控制算法和信号处理技术,以优化网络性能。
4. 安全与隐私保护WSN中的节点通常部署在无人地区,容易受到攻击和破坏。
同时,由于节点传输的数据往往包含用户的隐私信息,如何保证网络的安全性和隐私保护也是一个重要问题。
无线传感器网络复习知识点
WSN复习知识点填空2分*10名词解释2分*10简答8分*4综合13+15一概述无线传感器网络的标准定义:无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,目的是协作地探测、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。
它的英文是Wireless Sensor Network,简称WSN。
1.低成本、低功能和对等通信,是短距离无线通信技术的三个重要特征和优势。
2.目前使用较广泛的近距无线通信技术是蓝牙(Bluetooth),无线局域网802.11(Wi-Fi)和红外数据传输(IrDA)。
同时更有一些具有发展潜力的近距无线技术标准,他们分别是:ZigBee、超宽频(Ultra Wide Band)、短距通信(NFC)、WiMedia、GPS、DECT、无线1394和专用无线系统等。
3. ZigBee系统采用的是直序扩频技术(DSSS),使得原来较高的功率、较窄的频率变成较宽的低功率频率,以有效控制噪声,是一种抗干扰能力极强,保密性,可靠性都很高的通信方式。
蓝牙系统采用的是跳频扩频技术(FHSS),这些系统仅在部分时间才会发生使用频率冲突,其他时间则能在彼此相异无干扰的频道中运作。
ZigBee系统是非跳频系统,所以蓝牙在多次通信中才可能有一次会和ZigBee的通信频率产生重叠,且将会迅速跳至另一个频率。
4. ZigBee技术特点主要包括:①数据传输速率低。
只有10kb/s~250kb/s,专注于低传输应用。
②功耗低。
在低耗电待机模式下,两节普通五号干电池可使用6个月至2年。
这也是ZigBee的支持者所一直引以为豪的独特优势。
③低成本。
因为ZigBee数据传输速率低,协议简单,所以大大降低了成本。
④网络容量大。
每个ZigBee网络最多可支持255个设备,也就是说每个ZigBee设备可以与另外254台设备相连接。
⑤有效范围小。
有效覆盖范围10~75m之间,具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定,基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境。
无线传感器网络复习资料
第一章概述1、什么是无线传感器网络无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。
2、传感器网络的终端探测结点由哪些部分组成这些组成模块的功能分别是什么(1)传感模块(传感器、数模转换)、计算模块、通信模块、存储模块、电源模块和嵌入式软件系统(2)传感模块负责探测目标的物理特征和现象,计算模块负责处理数据和系统管理,存储模块负责存放程序和数据,通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发送和接收。
另外,电源模块负责结点供电,结点由嵌入式软件系统支撑,运行网络的五层协议。
3、传感器网络的体系结构包括哪些部分各部分的功能分别是什么(1)网络通信协议:类似于传统Internet网络中的TCP/IP协议体系。
它由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。
(2)网络管理平台:主要是对传感器结点自身的管理和用户对传感器网络的管理。
包括拓扑控制、服务质量管理、能量管理、安全管理、移动管理、网络管理等。
这些管理平台使得传感器节点能够按照能源高效的方式协同工作,在节点移动的传感器网络中转发数据,并支持多任务和资源共享。
(3)应用支撑平台:建立在网络通信协议和网络管理技术的基础之上。
包括一系列基于监测任务的应用层软件,通过应用服务接口和网络管理接口来为终端用户提供各种具体应用的支持。
第二章微型传感器的基本知识1、传感器由哪些部分组成各部分的功能是什么传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。
敏感元件是传感器中能感受或响应被测量的部分。
转换元件是将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的信号(一般指电信号)部分。
基本转换电路可以对获得的微弱电信号进行放大、运算调制等。
另外,基本转换电路工作时必须有辅助电源。
2、集成传感器的特点是什么体积小、重量轻、功能强、性能好。
3、如何进行传感器的正确选型(1)测量对象与环境:分析被测量的特点和传感器的使用条件选择何种原理的传感器。
WSN知识点(复习资料)
一、填空题1、WSN的全称是Wireless Sensor Networks2、无线传感器网络通常包括传感器节点、汇聚节点、网关节点和基站3、无线传感器节点随机或有规律地部署在监测区域内部或附近,通过无线多跳自组织方式构成网络。
4、无线传感器节点的硬件部分一般由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块4部分组成5、对无线传感器网络来说,协议栈包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层,与互联网协议的五层相对应。
6、对无线传感器网络来说,协议栈包括能量管理平台、移动管理平台和任务管理平台。
7、低成本、低功能和对等通信,是短距离无线通信技术的三个重要特征和优势。
8、Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段9、Wi-Fi使用的是2.4GHz附近的频段10、RFID由标签(Tag)、解读器(Reader)和天线(Antenna)三个基本要素组成11、ZigBee技术基于IEE802.15.4无线标准研制开发的12、ZigBee的基本速率是250kb/s,可与254个节点联网13、ZigBee使用的频段分别为2.4GHz、868MHz(欧洲)915MHz(美国),均为免执照频段14、在无线传感器网络中,物理层是数据传输的最底层,向下直接与传输介质相连,物理层协议是各种网络设备进行互联时必须遵循的底层协议。
15、频率的选择直接决定无线传感器网络节点的无线尺寸、电感的集成度以及节点功耗16、动态变化的拓扑结构是无线传感器网络最大特点之一17、无线传感器网络的定位是指自组织的网络通过特定方法提供节点位置信息。
18、ZigBee支持星型拓扑、网状拓扑和混合型拓扑3种无线网络拓扑结构19、拓扑控制研究已经形成功率控制和睡眠调度两个主流研究方向。
20、功率控制,就是为传感器节点选择合适的发射功率;睡眠调度,就是控制传感器节点在工作状态和睡眠状态之间的转换。
21、区域覆盖研究对目标区域的覆盖(监测)问题;点覆盖研究对一些离散的目标点的覆盖问题;栅栏覆盖研究运动物体穿越网络部署区域被发现的概率问题。
无线传感器网络基础知识与原理
无线传感器网络基础知识与原理无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)是一种由大量分布在空间中的无线传感器节点组成的网络系统。
每个传感器节点都具有感知、处理和通信能力,能够采集环境中的各种参数信息,并将这些信息通过网络传输给中心节点或其他节点。
WSN的应用范围广泛,包括环境监测、智能交通、农业、医疗等领域。
一、无线传感器网络的组成和工作原理无线传感器网络由大量的传感器节点、中心节点和通信链路组成。
传感器节点通常由传感器、处理器、无线通信模块和能量供应组成。
传感器负责采集环境参数,处理器用于对采集到的数据进行处理和分析,无线通信模块负责将处理后的数据传输给其他节点或中心节点,能量供应则提供传感器节点所需的能量。
传感器节点之间通过无线通信链路进行数据传输。
无线通信链路可以采用不同的通信技术,包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。
传感器节点之间可以通过多跳方式进行通信,即数据从一个节点传输到另一个节点,再由后者传输给其他节点,最终传输到中心节点。
这种多跳方式可以扩展网络的覆盖范围,并提高网络的可靠性。
二、无线传感器网络的工作模式无线传感器网络有两种主要的工作模式:分簇和分级。
在分簇模式下,网络中的传感器节点被分为若干个簇,每个簇由一个簇头节点负责管理。
簇头节点负责收集和聚合本簇内的数据,并将聚合后的数据传输给中心节点。
这种分簇模式可以减少网络中节点之间的通信量,提高网络的能量效率。
在分级模式下,网络中的传感器节点按照其能力和功能被划分为不同的级别。
高级别的节点负责接收和处理低级别节点采集到的数据,并将处理后的数据传输给中心节点。
这种分级模式可以提高网络的数据处理和传输效率,适用于对实时性要求较高的应用场景。
三、无线传感器网络的能量管理能量管理是无线传感器网络中的一个重要问题。
由于传感器节点通常由电池供电,能量是节点正常工作的关键。
因此,如何有效地管理节点的能量,延长网络的寿命成为研究的重点。
无线传感器网络技术
无线传感器网络技术在现代科技发展的大背景下,无线传感器网络技术正在成为人们关注的焦点。
随着物联网的发展和需求的增加,无线传感器网络技术作为物联网的基础和关键技术,扮演着重要的角色。
本文将对无线传感器网络技术进行全面的介绍和探讨。
一、无线传感器网络概述无线传感器网络是由大量分散在一定区域内的传感器节点组成的网络系统。
每个传感器节点拥有一定的计算、传输和感知能力,能够进行数据采集、处理和传输。
这些节点通过无线通信方式进行互联,形成一个分布式的网络系统。
二、无线传感器网络的组成无线传感器网络由传感器节点、数据传输、网络拓扑和网络协议等组成。
传感器节点负责感知环境信息,并将采集到的数据传输到其他节点或中心节点。
数据传输是通过无线通信技术实现的,可以使用无线电、红外、蓝牙等技术进行数据传输。
网络拓扑决定了节点之间的连接方式,可以采用星型、网状、树状等拓扑结构。
网络协议则用于协调和管理数据传输,在无线传感器网络中起到了至关重要的作用。
三、无线传感器网络的应用领域无线传感器网络技术广泛应用于农业、环境监测、智能交通、智能家居等领域。
在农业方面,无线传感器网络可以实现土壤湿度、气温等参数的实时监测,帮助农民提高农作物的生长质量和产量。
在环境监测方面,无线传感器网络可用于水质监测、空气质量监测等,对环境污染进行实时监控和预警。
在智能交通方面,无线传感器网络可以帮助交通管理部门实时监测路况,提供交通信息和导航服务。
在智能家居方面,无线传感器网络可以实现家庭设备的互联互通,实现智能化操控。
四、无线传感器网络的挑战与发展无线传感器网络技术在应用过程中也面临着一些挑战。
首先是能源供应问题,由于传感器节点通常部署在无人区域或者远离电源,节点的能源供应是一个难题。
其次是网络安全问题,传感器网络中涉及到的数据传输和处理需要保障信息的安全性。
此外,无线传感器网络还需要解决网络布局和拓扑优化、数据处理和传输效率等问题。
未来,无线传感器网络技术有望进一步发展。
无线传感网络复习
概念一、传感器网络基本概念:基本要素、节点结构、节点限制、节点功能1.无线传感器网络的标准定义是:无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,目的是协作地探测、处理和传输网络覆盖区域内的感知对象的检测内容,并报告给用户。
2.无线传感器的三个要素:传感器、感知对象和用户。
3.传感器节点结构:数据采集模块(传感器、A/D转换器)、数据处理和控制模块(微处理器、存储器)、通信模块(无线收发器)和供电模块(电池、DC/DC能量转换器)组成。
4.节点限制:①电源能量有限②通信能力有限③计算和存储能力有限5.节点功能:在网络中可以充当数据采集者、数据中转站或簇头节点的角色。
采集数据,数据处理,控制、通信二、WSN分类1.按照组网形态和方式分:集中式、分布式和混合式。
2.按节点功能及结构层次分:平面网络结构、分级网络结构、混合网络结构、以及Mesh网络结构。
三、覆盖分类1.节点部署方式分类:①确定性覆盖②随机覆盖2.覆盖目标分类:①面覆盖②点覆盖③栅栏覆盖四、WSN各层名称及其所负责的分工五、WLAN通信标准IEEE802.11 ——2.4GHz定义了介质访问控制(MAC)层和物理层。
最初版本主要应用于办公室局域网和校园网,用户和用户终端的无线接入业务主要限制于数据存取,速率最高达2Mb/sIEEE 802.11a——5GHz的ISM频段上,数据传输速率可达54Mb/s的物理层IEEE 802.11b——2.4GHz的ISM频段上数据传输速率最高可以达到11Mb/s物理层IEEE 802.11g——2.4GHz的ISM频段上,数据速率最大54Mb/s使用OFDM调制技术,可以与相同网络中的IEEE 802.11b设备共同工作六、WSN路由器分类、定向扩散等主要的基本思想,flooding和gossing路由协议的特点(1)//基于聚簇的路由协议、以数据为中心路由协议、基于地理位置路由协议和能量感知路由协议平面路由、层次路由、能量感知路由、基于查询的路由、地理位置路由(2)定向扩散是一种基于查询的路由机制,是专门为无线传感器网络设计的。
无线传感器网络技术
无线传感器网络技术无线传感器网络技术(Wireless Sensor Network, WSN)是一种具有众多传感器节点的分布式网络系统,通过无线通信实现节点之间的信息传递和数据共享。
该技术在物联网、环境监测、农业、智能交通等领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍无线传感器网络技术的基本原理、应用场景以及发展趋势。
一、无线传感器网络技术的基本原理无线传感器网络技术是将传感器节点分布在一定的区域内,通过无线通信实现节点之间的数据传输和协同工作。
该技术包括传感器节点和基站两个主要组成部分。
1. 传感器节点传感器节点是无线传感器网络的基本单位,它包括多个传感器、处理器、存储器和通信设备等组件。
传感器负责采集环境参数,如温度、湿度、光照等,并将采集到的数据进行处理和存储。
传感器节点之间通过无线通信实现数据的传递和共享。
2. 基站基站是无线传感器网络中的中心节点,负责与传感器节点进行通信,并接收、处理和存储传感器节点采集到的数据。
基站通常由一台计算机或单片机实现,通过无线通信进行数据传输。
基站可配备有相应的软件和硬件设备,用于数据处理、存储和分析。
二、无线传感器网络技术的应用场景无线传感器网络技术具有广泛的应用场景,以下列举了几个典型的应用领域。
1. 环境监测无线传感器网络技术在环境监测领域得到广泛应用。
通过部署大量的传感器节点,可以实时监测空气质量、水质、土壤湿度等环境参数,帮助环境监测部门及时掌握环境状况,采取相应措施。
2. 农业在农业领域,无线传感器网络技术可用于智能农业监测。
通过监测土壤湿度、温度、光照以及农作物生长情况等参数,农民可以根据数据分析调整灌溉、施肥等措施,提高农作物产量和质量。
3. 智能交通无线传感器网络技术在智能交通领域也有重要应用。
通过在道路上部署传感器节点,可以实时监测交通流量、道路状况和车辆速度等信息,并将这些数据传输到交通管理中心,帮助决策者制定合理的交通管理策略。
4. 物联网无线传感器网络是物联网的重要组成部分。
无线传感器网络知识点归纳
无线传感器网络知识点归纳无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)是由大量分布在特定区域内的低成本、低功耗、无线通信能力的节点(传感器)组成的网络系统。
WSN的应用领域广泛,包括环境监测、智能交通、农业监测、军事侦察等。
下面对WSN的知识点进行归纳。
1.WSN的组成:WSN由一系列节点组成,每个节点都包含一个传感器、一个处理器和一个无线通信模块。
节点通过无线通信模块相互通信、传输数据。
2.WSN的特点:-低成本:WSN中的节点通常采用低成本的硬件组件制造,因此整体成本相对较低。
-低功耗:节点通常使用电池供电,因此需要设计低功耗的算法和协议,以延长节点的寿命。
-自组织:WSN中的节点自主组织形成网络,无需人工干预。
-多跳传输:WSN中的节点通常通过多跳传输方式将数据从源节点传输到目标节点。
-分布式处理:WSN中的数据处理通常在节点内部进行,而不是集中在一个中心节点。
-时空相关性:WSN中的传感器收集的数据通常具有时空相关性,需要考虑这种相关性进行数据处理和分析。
3.WSN的网络拓扑结构:-平面型:节点以平面方式分布在区域内,每个节点通过无线通信模块与邻近的节点通信。
-区域型:节点按区域方式分布在区域内,节点之间通信距离较远,需要通过多跳传输方式进行通信。
-蜂窝型:节点按照蜂窝状分布在区域内,每个节点与邻近的六个节点进行通信。
-网格型:节点按照网格状分布在区域内,节点之间通信距离相等,通信距离较近。
4.WSN的数据传输:-单播传输:节点将数据传输给特定的目标节点。
-广播传输:节点将数据传输给整个网络的所有节点。
-多播传输:节点将数据传输给特定的一组节点。
5.WSN的路由协议:-平面型路由协议:适用于平面型网络拓扑结构,例如基于连通性的GAF协议。
-分层路由协议:将网络分为多层,每层通过不同的协议进行路由,例如LEACH协议。
-基于位置的路由协议:节点根据位置信息进行路由,例如GPSR协议。
无线传感器网络的基本组成与工作原理
无线传感器网络的基本组成与工作原理无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是由大量分布在空间中的无线传感器节点组成的网络系统。
每个传感器节点都具备感知、处理、通信和能量供应等功能,能够实时收集、处理和传输环境中的各种信息。
本文将介绍无线传感器网络的基本组成与工作原理。
一、无线传感器网络的基本组成1. 传感器节点:传感器节点是无线传感器网络的基本单元,通常由感知模块、处理模块、通信模块和能量供应模块组成。
感知模块负责收集环境中的各种信息,如温度、湿度、压力等;处理模块对收集到的信息进行处理和分析;通信模块负责与其他节点进行通信;能量供应模块为节点提供能量。
2. 网络拓扑结构:无线传感器网络通常采用分布式的拓扑结构,常见的拓扑结构有星型、网状和混合型。
星型拓扑结构中,所有的传感器节点都与一个中心节点相连;网状拓扑结构中,传感器节点之间可以直接通信;混合型拓扑结构则是星型和网状拓扑的结合。
3. 网络协议:无线传感器网络需要一套有效的协议来管理和控制节点之间的通信。
常见的网络协议有路由协议、传感器数据聚集协议和能量管理协议等。
路由协议用于确定数据传输的路径;传感器数据聚集协议用于将传感器节点收集到的数据进行聚集和压缩;能量管理协议用于管理和优化节点的能量消耗。
二、无线传感器网络的工作原理1. 节点部署与初始化:首先,需要根据实际需求和应用场景,合理地部署传感器节点。
节点部署完成后,需要对节点进行初始化配置,包括网络参数、感知参数和通信参数等。
2. 数据采集与处理:传感器节点根据预设的感知参数,实时采集环境中的各种信息。
采集到的数据经过处理模块进行处理和分析,提取有用的信息。
3. 数据传输与通信:节点通过通信模块与其他节点进行通信。
节点之间可以通过直接通信或多跳通信的方式进行数据传输。
通过路由协议,节点可以确定数据传输的路径,将采集到的数据传输到指定的目的地。
4. 数据聚集与压缩:传感器节点采集到的数据可以通过传感器数据聚集协议进行聚集和压缩。
无线传感器网络知识点归纳
一、无线传感器网络的概述1、无线传感器网络定义,无线传感器网络三要素,无线传感器网络的任务,无线传感器网络的体系结构示意图,组成部分(P1-2)定义:无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)是由部署在监测区域内大量的成本很低、微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一种多跳自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖范围内感知对象的信息,并发送给观察者或者用户另一种定义:无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息,并报告给用户三要素:传感器,感知对象和观察者任务:利用传感器节点来监测节点周围的环境,收集相关的数据,然后通过无线收发装置采用多跳路由的方式将数据发送给汇聚节点,再通过汇聚节点将数据传送到用户端,从而达到对目标区域的监测体系结构示意图:组成部分:传感器节点、汇聚节点、网关节点和基站2、无线传感器网络的特点(P2-4)(1)大规模性且具有自适应性(2)无中心和自组织(3)网络动态性强(4)以数据为中心的网络(5)应用相关性3、无线传感器网络节点的硬件组成结构(P4-6)无线传感器节点的硬件部分一般由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块4部分组成。
4、常见的无线传感器节点产品,几种Crossbow公司的Mica系列节点(Mica2、Telosb)的硬件组成(P6)5、无线传感器网络的协议栈体系结构(P7)1.各层协议的功能应用层:主要任务是获取数据并进行初步处理,包括一系列基于监测任务的应用层软件传输层:负责数据流的传输控制网络层:主要负责路由生成与路由选择数据链路层:负责数据成帧,帧检测,媒体访问和差错控制物理层:实现信道的选择、无线信号的监测、信号的发送与接收等功能2.管理平台的功能(1)能量管理平台管理传感器节点如何使用能源。
掌握无线传感器网络技术
掌握无线传感器网络技术随着科技的不断进步,无线传感器网络技术在近年来得到了广泛的应用与发展。
本文将探讨无线传感器网络技术的基础知识、应用领域以及未来发展前景。
一、无线传感器网络技术的基础知识无线传感器网络是由大量的无线传感器节点组成的分布式系统,这些节点可以自组织地协作工作,实现环境信息的采集、处理和传输。
无线传感器节点具有小型化、低功耗、低成本的特点,并可以实现自组织和自适应的网络结构。
无线传感器网络技术的核心是无线传感器节点。
每个节点包含传感器、处理器、通信模块和电源等组件,可以对周围环境进行实时监测,如温度、湿度、光照等。
传感器节点通过无线通信协议进行数据传输,在网络中形成一个多跳的通信链路,最终将数据传输到目标节点。
二、无线传感器网络技术的应用领域无线传感器网络技术的应用领域非常广泛。
首先,它在环境监测方面发挥了重要作用。
通过部署大量的无线传感器节点,可以实时监测大气污染、水质变化、土壤湿度等环境变化,为环境保护提供了准确的数据支持。
其次,无线传感器网络技术在农业领域也有着广泛的应用。
通过将传感器节点安装在农田中,可以对作物的生长环境进行实时监测,为农民提供精确的灌溉、施肥等农事管理建议,提高农业生产的效率和品质。
此外,无线传感器网络技术在交通、物流、安防等领域也有着广泛的应用。
通过部署大量的传感器节点,可以实时监测交通拥堵情况、物流运输路径以及安防区域的安全状况,为城市管理和公共安全提供有效的支持。
三、无线传感器网络技术的未来发展前景随着物联网技术的快速发展,无线传感器网络技术将迎来更广阔的发展前景。
首先,无线传感器节点的成本和尺寸将进一步降低,使得无线传感器网络技术能够大规模应用于各个领域。
其次,随着网络通信技术的进步,无线传感器节点之间的通信协议将更加稳定可靠,提高了数据传输的效率和准确性。
未来,无线传感器网络技术有望在智慧城市建设中发挥重要作用。
通过部署大量的传感器节点,可以实时监测城市的环境、交通、能源利用情况等,为城市管理者提供精确的数据支持,实现城市资源的合理配置和环境的可持续发展。
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I无线传感器网络概述一、无线传感器网络的概念无线传感器网络的3个基本要素为传感器、感知对象和观察者。
无线网络是传感器之间、传感器与观察者之间的通信方式,用于在传感器与观察者之间建立通信路径;协作地感知、采集、处理、发布感知信息是无线传感器网络的基本功能。
一组功能有限的传感器协作地完成大的感知任务是无线传感器网络的重要特点。
传感器主要由感知单元、传输单元、存储单元和电源组成,完成感知对象的信息采集、存储和简单的计算后,传输给观察者以提供环境的决策依据。
观察者是无线传感器网络的用户,是感知信息的接收和应用者。
观察者可以是人,也可以是计算机或其它设备。
感知对象是观察者感兴趣的监测目标,也是无线传感器网络的感知对象。
一个无线传感器网络可以感知网络分布区域内的多个对象,一个对象也可以被多个无线传感器网络所感知。
二、无线传感器网络的特点(1)硬件资源有限(2)电源容量有限(3)无中心(4)自组织(5)多跳路由(6)动态拓扑(7)节点数量众多,分布密集三、无线传感器网络的学术界研究进展1、网络技术(不太懂)2、通信协议无线传感器网络协议要有不同于传统Ad Hoc和因特网通信协议的原因如下:(1)传感器网络中的传感器节点数量远大于Ad Hoc网络中的节点数;(2)感知节点出现故障的频率要大于Ad Hoc网络;(3)感知节点要比因特网和Ad Hoc网络中的节点简单;(4)感知节点的能量有限;(5)因特网的数据报头对于传感器网络来说太长,例如,每个节点必须有一个永久的地址。
美国一些大学提出了有效的协议如下:包括谈判类协议(如SPIN-PP协议、SPIN-EC协议、SPIN-BC协议、SPIN-RL协议)、定向发布类协议、能源敏感类协议、多路径类协议、传播路由类协议、介质存取控制类、基于Cluster的协议、以数据为中心的路由算法。
3、感知数据查询处理技术四、无线传感器网络的研究热点1、MAC层协议无线传感器网络的MAC层协议必须达到如下2目标。
(1)创建网络基础设施。
由于数千个传感器节点密集分散在感知区域,MAC层协议必须为数据传输建立通信链路。
(2)在传感器节点间公平有效的共享通信资源。
传统的无线MAC 层协议或者没有考虑能源有效性,或者需要全局协调,因此,需要根据无线传感器网络的特点设计简单高效的MAC层协议。
2、路由路由是无线传感器网络的一个核心问题。
传统的无线Ad Hoc路由技术通常不符合无线传感器网络的需求,无线传感器网络的路由必须考虑能源有效性需求,以数据为中心,或者利用位置信息进行路由。
在路由过程中同时需要考虑数据融合等操作。
因此,无线传感器网络的路由协议既要有有效维持数据传输通路,又要减少网络中的通信量,还要具有一定的鲁棒性。
3、能源感知计算如何有效节省能源是无线传感器网络的一个核心问题。
能源节省涉及节点的能源管理、网络范围内能源优化以及自适应能源/精度计算。
在传感器节点上,需要实现计算、通信和存储相互协调的能源管理。
在网络范围内,需要考虑通信的分布、拓扑管理、计算/通信的权衡以及如何减少通信的额外开销。
同时,需要网络和应用相互配合,实施自适应能源/精度计算,有效减少能源消耗。
4、自组织无线传感器网络的自组织可以通过2种方式实现,或者以层次结构的方式进行管理,或者采用对等管理方案。
层次结构管理方案涉及组的自动生成,可以按照固定大小生成组,或者按照环境和应用的相关属性生成组。
在对等方式管理中,每个传感器节点地位相同,需要研究如何通过局部对等的交互完成全局目标。
5、时间和空间约束无线传感器网络的物理耦合性,导致其必须使用物理时间对所感知的事件建立关联,而传感器节点又通常基于空间关系决定所要采取的动作。
因此,无线传感器网络具有时间和空间的约束关系。
无线传感器网络的许多应用,如数据融合、信号处理,需要多个节点具有彼此同步的物理时钟。
为了达到能源有效性,无线传感器网络的时钟同步应充分按照硬件特性,并考虑同步机制和同步方式。
无线传感器网络不应持续同步,而应在需要时同步,同时为了消除网络延迟的影响,应在接收者之间进行同步。
位置是建立传感器节点空间关系的一种机制。
在普及计算中,位置作为一种重要的上下文信息,得到深入研究。
但其解决方法大多需要事先组织,不能适应无线传感器网络任意部署、规模大的特点。
对于无线传感器网络而言,其位置系统必须具有良好的可扩展性、容错性和健壮性,并能够适应资源有限的约束。
6、编程模型为了有效支持无线传感器网络的应用,还需考虑编程模型的问题。
目前存在两种编程模型:分布数据库模型和分布虚拟机模型。
分布数据库模型支持说明性语言,可使用扩展SQL语言编写应用,能够有效支持无线传感器网络数据查询操作,但对协同信号处理等应用支持不足。
分布虚拟机模型支持传统过程式语言,提高高层指令,可有效减少代码的长度,并可实现自动代码划分、放置与迁移。
除此之外,还可考虑如Tuple Spac 等模型,并考虑能否从并行计算中得到启发。
7、协同的信号处理无线传感器网络的许多应用(如多目标跟踪、目标识别),需要多个传感器节点相互交换获取的多种数据协同处理才能完成。
传统的信号处理方法主要研究在无限资源下如何优化估计。
而对于能源有限和多种应用的无线传感器网络而言,仔细选择参与协作的节点,根据资源消耗或应用需要均衡信息分布,是至关重要的问题。
特别由于网络密集分布特性,产生的信息高度冗余,而网络带宽又严重受限,高效的数据融合算法将非常重要。
8、安全无线传感器网络可能会遇到窃听、消息修改、消息注入、路由欺骗、拒绝服务、恶意代码等安全威胁。
另外,在无线传感器网络中,安全的概念也发生了变化,通信安全是其中重要的一部分,隐私保护日渐重要,而授权重要性则降低。
目前无线传感器网络的安全研究仅处于起步阶段,需依据无线传感器网络的特点,针对无线传感器网络的安全威胁,研究新型的安全协议和安全策略。
II 无线传感器网络体系结构一、无线传感器网络节点构成二、无线传感器网络生成过程无线传感器网络的形成方式多种多样,它以实际需求为目的,按照合理的体系结构、通信协议进行快速组网。
其生成过程归纳起来,主要有4步。
第1步,传感器节点通过人工、机械、飞行器空投等方法进行随机的撒播;第2步,撒放后的传感器节点进入到自检和启动唤醒状态,每个传感器节点会发出信号监控并记录周围传感器节点的工作情况;第3步,这些传感器节点会根据监控到周围传感器节点的情况,采用相关的组网算法,从而按预设方式或规律结合形成网络;第4步,组成网络的传感器节点根据有效的路由算法选择合适的路径进行数据通信。
三、无线传感器网络结构形式无线传感器网络系统一般包括传感器节点(Sensor Node)和汇聚节点(Sink Node)。
节点的布置过程是通过人工、机械、飞行器空投等随机放置的方式完成的,密集地随机散落在被监测区域内。
由于无线传感器网络工作区域的节点数量多、规模大,一般采取聚类分层的管理模式,下图给出了无线传感器网络结构的一般形式。
User节点布置好以后,以自组织形式构成网络,通过多跳中继方式将监测数据传送到Sink节点,Sink节点也可以用同样的方式将信息发送给各节点。
最终借助长距离或临时建立的Sink链路将整个区域内的数据传送到远程中心进行集中处理。
Sink链路建立的方式有卫星链路、撒播节点区域上空的无人机等。
无线传感器网络根据需求和应用环境的不同,其体系结构将在一般形式基础上作相应的改进。
下图描述的是无线传感器网络结构的一种应用形式。
四、无线传感器网络协议栈1、协议栈概况图无线传感器网络协议栈结构(1)应用层1)传感器管理协议(SMP)系统管理员通过SMP和传感器网络进行通信。
SMP要访问节点,就必须运用基于定位寻址的方式。
2)任务分配和数据广告协议(TADAP)从用户的角度,整个传感器网络看起来更像一个数据库,可以从里面查询需要的信息。
如何按照一定的属性查询信息是个重要的课题,它包括查询数据的组成形式、查询数据的路由选择等,合理的选择查询属性和路由可以有效地节省能量。
除了查询以外,另一个方向是有用数据的广播,如何使有用的信息快速准确的传播到需要使用这些信息的节点处,同时又不造成广播泛滥,节省宝贵的能量也是亟待解决的问题。
传感器网络的一个重要运行方式就是“感兴趣”分发机制。
用户发送他们所感兴趣的内容给传感器节点、子集节点或整个传感器网络。
用户所感兴趣的内容包括整个环境的某一特定属性或者某一触发事件。
另外一种方法是节点把所获取的数据简要的,以广告的方式发送回用户,用户启用询问机制,选择他们所感兴趣的数据。
应用层协议用软件的形式,以有效的界面为用户提供所感兴趣的消息,这对底层操作很有用处,例如路由。
3)传感器查询和数据分发协议(SQDDP)SQDDP把查询结果通过界面的形式提供给用户。
应注意的是,这些查询结果通常不只是某些特定节点发出的。
而是基于某些属性或基于某些位置。
例如,温度超过60℃的节点所在位置,就是基于属性进行寻址的查询。
类似地,“获取区域A地温度”就是基于位置地查询。
但是,对于每一个不同的传感器应用领域,SQDDP可能是唯一的。
(2)传输层当传感器网络需要和Internet或其他外部网络连接的时候,传输层就尤其显得重要。
然而,对于传感器网络传输层的研究不多。
目前,基于传输窗口机制的TCP协议并不能完全和传感器网络相匹配。
必须有一种方法使传感器网络能和别的网络相互联系。
在这种方法中,TCP连接以Sink节点结尾,同时一种传输协议能够处理Sink节点和传感器节点的通信。
这样,用户和Sink节点之间以UDP或TCP的方式通过Internet或卫星来通信。
另一方面,在Sink节点和传感器节点之间,纯粹通过UDP的方式来通信,这是因为每个传感器节点的存储能力有限。
这和TCP协议不一样,在传感器网络中的端到端通信方式没有基于全球地址的通信方式。
这种方式必须考虑运用基于属性进行寻址命名的方式,显示数据包的目的。
因此,就需要一种新的传输层协议。
研究传输层协议是一项具有挑战性的任务。
尤其是硬件的限制,这包括能量和存储容量的限制。
因此,传感器网络的节点不能像Internet网络服务那样存储大量的数据。
因此,在Sink节点处必须分离端到端的通信方式,在传感器网络中采用UDP类型的协议,在Internet或卫星网络中采用传统的TCP/UDP协议。
(3)网络层网络层主要研究传感器网络通信协议和各种传感器网络技术。
传感器通信网络协议第1方面的研究是通过分析模拟,研究现有通信协议的性能,确定各种现有协议对于传感器网络的可用性及其优缺点。
传感器通信网络协议第2方面的研究是以数据为中心的新的通信协议的研究,包括通用能源有效性路由算法、面向应用的能源有效性路由算法的研究、动态传感器网络的路径重构技术的研究。