无线传感器网络结课论文

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无线传感器在网络中的应用设计论文

无线传感器在网络中的应用设计论文

无线传感器在网络中的应用设计论文1引言无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,简称WSNs)是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信形成一个多跳自组织网络系统,能够实时监测、感知和采集网络分布区域内监视对象的各种信息,并加以处理,完成数据采集和监测任务。

WSNs综合了传感器、嵌入式计算、无线通讯、分布式信息处理等技术,具有快速构建、自配置、自调整拓扑、多跳路由、高密度、节点数可变、无统一地址、无线通信等特点,特别适用于大范围、偏远距离、危险环境等条件下的实时信息监测,可以广泛应用于军事、交通、环境监测和预报、卫生保健、空间探索等各个领域。

2节点的总体设计和器件选型2.1节点的总体设计WSNs微型节点应用数量比较大,更换和维护比较困难,要求其节点成本低廉和工作时间尽可能长;功能上要求WSNs中不应该存在专门的路由器节点,每个节点既是终端节点,又是路由器节点。

节点间采用移动自组织网络联系起来,并采用多跳的路由机制进行通信。

因此,在单个节点上,一方面硬件必须低能耗,采用无线传输方式;另一方面软件必须支持多跳的路由协议。

基于这些基本思想,设计了以高档8位AVR单片机ATmega128L为核心,结合外围传感器和2.4 GHz无线收发模块CC2420的WSNs微型节点。

这两款器件的体积非常小,加上外围电路,其整体体积也很小,非常适合用作WSNs节点的元件。

图1给出WSNs微型节点结构。

它由数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元和电源管理单元4部分组成。

数据采集单元负责监测区域内信息的采集和数据转换,设计中包括了可燃性气体传感器和湿度传感器;数据处理单元负责控制整个节点的处理操作、路由协议、同步定位、功耗管理、任务管理等;数据传输单元负责与其他节点进行无线通信,交换控制消息和收发采集数据;电源管理单元选通所用到的传感器,节点电源由几节AA电池组成,实际工业应用中采用微型纽扣电池,以进一步减小体积。

无线传感器毕业实习论文

无线传感器毕业实习论文

实习报告实习目的与任务:本次实习是研究基于S-MAC的无线传感器网络MAC协议的分析与优化。

了解S-MAC协议及其相关应用方向和基本性能,以求对SMAC协议有一个全面的认识,为毕业的开展打下良好的认识基础和知识储备,并对该方向研究的可行性进行评估,以期在毕业设计时能够有的放矢,把握好方向。

实习单位:河南理工大学实习内容:主要是在图书馆查询相关知识,二十多天的辛劳成果,现归纳如下:无线传感器网络(WSN)技术是指将传感器技术、自动控制技术、数据网络传输、储存、处理与分析技术集成的现代信息技术(宫鹏, 2007)。

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。

在环境监测中应用WSN 是遥感技术的新的生长点。

Whelan 等(2008)把无线传感器网络在环境监测中的应用称为大尺度遥感。

在环境应用中, 无线传感器网络和有线网络结合被称为环境传感器网络或生态传感器网络(ESNs)(Rundel等, 2009)。

对科学索引网(ISI Web of Science)搜索发现, 过去10 多年来, 有关无线传感器网络的论文急剧增多。

1998-2001 年仅发表13 篇, 但是2002-2005 年成倍增长, 到2006-2007 年每年发表400 多篇, 2008 年发表587 篇。

到2009 年6 月初, 已经发表290 余篇。

《商业周刊》把WSN 技术做为21 世纪21 项最重要的技术之一(Evans 等, 2008)。

WSN 的传感器一般与小型计算机和无线发送装置集于一体, 称作网络传感器节点。

每个节点可以挂接机械的、热、生物、化学、光学和磁力传感器。

一般置于观测对象的附近, 或与观测对象直接接触, 甚至埋于感兴趣观测对象中。

获得关于观测对象的图像、声音、气味、震动等物理、化学、生物学特性。

人们通过手机、因特网等无线通讯技术控制传感器开启或关闭, 获得各种数据, 对所获数据进行显示、储存或分析, 并通过网络传输到数据收集中心。

无线传感器论文

无线传感器论文

无线传感器应用与发展关键词:无线传感器网络;组成;应用;发展科技发展的脚步越来越快,人类已经置身于信息时代。

而作为信息获取最重要和最基本的技术——传感器技术,也得到了极大的发展。

传感器信息获取技术已经从过去的单一化渐渐向集成化、微型化和网络化方向发展,并将会带来一场信息革命。

具有感知能力、计算能力和通信能力的无线传感器网络(WSN,wirelesssensornetworks)综合了传感器技术、嵌人式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息,并对这些信息进行处理,获得详尽而准确的信息,传送到需要这些信息的用户。

由于WSN的巨大应用价值,它已经引起了世界许多国家的军事部门、工业界和学术界的广泛关注,被广泛地应用于军事,工业过程控制、国家安全、环境监测等领域。

无线传感器网络综合了传感器技术、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多种领域,是当前计算机网络研究的热点。

一、发展概述早在上世纪70年代,就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形,我们把它归之为第一代传感器网络。

随着相关学科的不断发展和进步,传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力,并通过与传感控制器的相联,组成了有信息综合和处理能力的传感器网络,这是第二代传感器网络。

而从上世纪末开始,现场总线技术开始应用于传感器网络,人们用其组建智能化传感器网络,大量多功能传感器被运用,并使用无线技术连接,无线传感器网络逐渐形成。

无线传感器网络是新一代的传感器网络,具有非常广泛的应用前景,其发展和应用,将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。

发达国家如美国,非常重视无线传感器网络的发展,IEEE正在努力推进无线传感器网络的应用和发展,波士顿大学(BostonUniversity)还于最近创办了传感器网络协会(SensorNetworkConsortium),期望能促进传感器联网技术开发。

无线传感器网络技术论文:无线传感器网络技术发展现状及趋势

无线传感器网络技术论文:无线传感器网络技术发展现状及趋势

无线传感器网络技术论文:无线传感器网络技术发展现状及趋势摘要:无线传感器网络是多学科融合的结果,其应用领域广泛,应用前景无限,受到政府、学术界和工业界越来越广泛的重视。

介绍了无线传感器网络的基本概念及其应用结构和体系结构,总结了无线传感器网络的特点,简要介绍当前无线传感器网络技术研究热点的最新进展,并对无线传感器网络及其技术的发展趋势进行了论述。

关键字:无线传感器网络网络体系结构网络协议中图分类号:TP393文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)05-0139-02无线传感器网络是传感器技术、通信技术和计算机技术发展的产物,它将信息采集、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[1]。

无线传感器网络正逐渐成为现代信息技术中的一个热门的研究领域,受到广泛关注。

美国的“Business Week”曾在1999年预测无线传感器网络将成为2l世纪最有影响力的2l项技术之一[2]。

1、无线传感器网络的概念及其演化历程无线传感器网络(WSN)是由部署在检测区域内大量的传感器节点通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统,目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者作进一步处理和应用,实现了物理世界、计算世界以及类社会三元世界的连通。

一个WSN 主要包括传感器节点、无线传感器网络、远程通信网、管理中心、用户等元素。

WSN经历了智能传感器、无线智能传感器、无线传感器网络3个阶段。

[3]2、无线传感器网络技术研究现状无线传感器网络技术是多学科交叉的研究领域,因而包含众多研究方向,目前的研究主要集中在如下几方面:2.1 MAC协议的研究MAC协议解决无线传感器网络中的通信冲突问题,控制无线通信模块的运行,MAC层的运行效率直接反应整个网络的能量效率, MAC协议成为WSN最为活跃的研究热点。

MAC协议一般采用“侦听/休眠”交替的信道侦听机制,以减少空闲侦听,节约能耗。

学士学位论文—-无线传感器网络课程设计

学士学位论文—-无线传感器网络课程设计

目录1 课题的来源与背景 (2)2 无线传感器网络体系结构 (4)3 无线传感器网络节点结构 (5)3.1 无线传感器网络节点 (5)3.2 无线传感器网络节点设计 (6)3.2. 1处理器模块 (7)3.2. 2通信模块 (7)3.2. 3能量供应模块 (9)4 实验程序流程图 (10)4 结束语 (13)参考文献: (15)1 课题的来源与背景微电子技术、计算技术和无线通信技术的进步,推动了低功耗多功能传感器的快速发展,使其在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。

无线传感器网络⋯Wireless Sensor Network,WSN)就是由部署在监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,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者。

其典型工作方式如下:将大量传感器节点抛撤到感兴趣区域,节点通过自组织快速形成一个无线网络。

随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点借助于内置的形式多样的传感器测量所在周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号,从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等众多部署者感兴趣的物质现象。

在网络中.节点既是信息的采集和发出者,也充当信息的路由者,采集的数据通过多跳路由到达网关。

网关(一些文献也称为Sinknode)是一个特殊的节点,可通过Intemet、移动通信网络、卫星等与监控中心通信,也可利用无人机飞越网络上空,通过网关采集数据。

无线传感器网络在环境、健康、家庭和其他商业领域有广阔的应用前景,在军事、空间探索和灾难拯救等特殊领域有其得天独厚的技术优势⋯。

以军事应用为例,传感器网络将会成为C41SRT(command,control,communication,computing,intelligence,surveillance,reconnaissance and targeting)系统不可或缺的一部分。

无线传感器网络安全技术论文

无线传感器网络安全技术论文

无线传感器网络安全技术论文摘要:本文针对无限传感器在无线网络中面临的安全问题进行了探究,指出了目前无线网路中无线传感器进行安全维护的策略。

一、无线传感器网络的安全问题分析无线传感器网络的安全协议主要有物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。

其中物理层主要是用来处理传输信号,对信号进行调制、发射以及接受。

链路层主要是负责数据流的多层面传输,数据帧检测、媒介访问控制以及错误控制,网络层主要是控制数据路由,而传输层主要是用来维持给定数据流,在不同的网络层面上,面临着或大或小的传感器安全问题。

1.在物理层中,安全问题主要是由于无线通信干扰和节点的运行状况导致的。

在无线网络中,攻击者可以通过K个节点去干扰另N个节点(K<2.当链路层发生受到攻击的时候,常常是因为为邻居节点提供可靠信道导致的,攻击者通过监测邻居节点而展开对于通信信道的攻击,一旦发生信道冲突,攻击者只需要制造一个简单的字节冲突就破坏整个数据包的传递,导致部分数据冲突会出现数据包检验失败的状况,使得发送节点的二进制指数倒退算法反复出现,导致数据传输出现阻塞的状况,节点的能量也会很快消耗。

3.网络层的路由协议是无限传感器正常工作的关键,攻击者一旦对整个网络进行攻击,必然会导致整个无线网络的功能失效,安全路由器的算法也因此成为了无线网络传感器的安全性和可用性的关键。

4.在传输层,无线传感器的安全常常会受到网络节点的限制,节点无法正常的存储大量的信息,且使得节点消耗超出正常范围的能浪,使得节点以及传感器的安全都受到一定的限制,尤其是传输层上的传统的网络协议的安全问题与无线传感器的安全问题存在差异,在进行安全保障工作的时候很难兼顾。

5.无线传感器网络的应用层也蕴藏着大量的网络安全问题,在应用层数据聚集、任务分发、目标跟踪等都需要完整的激保密措施,也成为保障无线传感器网络安全保障的重要部分,安全管理的关键点在于密钥的管理,由于无线传感器网络的复杂性,传统的密钥管理的方法不能很好的适应无线传感器网络,导致网络密钥管理的安全性成为亟待解决的问题之一、二、无线传感器的网络安全技术对策1.改善无线传感器使用的密钥管理技术密钥管理技术是管理无线传感器最为重要的一部分,也是安全通讯机制的核心,对密钥的管理主要分为两部分:对密钥的管理和对组密钥的管理。

无线传感器网络技术论文

无线传感器网络技术论文

海南大学无线传感器网络论文题目:无线传感器网络技术在智能农业中的应用学院:信息学院专业:姓名:导师姓名:无线传感器网络技术在智能农业中的应用前言] 无线传感器网络技术是一门深奥但是具有趣味的学科。

在这个日新月异的时代,无数高尖端的技术被人们发明并推广出来。

无线传感器网络技术就是这么一门具有时代特色的新兴技术。

经过这一学期的学习,无线传感器网络技术终于露出了庐山一角。

中国是个古老而人口众多的国家,要养活这13亿人口就要依仗农业生产。

于是,如何提高农业生产效率,科学地进行农业生产及管理就显得尤为重要。

在这里我将对无线传感器网络技术在智能农业中的作用作下介绍。

一、什么是传感器网络?无线传感器网络是一种无中心节点的全分布系统。

通过随机投放的方式,众多传感器节点被密集部署于监控区域。

这些传感器节点集成有传感器、数据处理单元、通信模块和能源单元,它们通过无线信道相连,自组织地构成网络系统。

其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被监测对象的信息并发送给观察者。

无线传感器网络集传感器技术、微机电系统(MEMS) 技术、无线通信技术、嵌入式计算技术和分布式信息处理技术于一体。

二、无线传感器网络改变传统农业在传统农业中,人们获取农田信息的方式都很有限,主要是通过人工测量,获取过程需要消耗大量的人力,而通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响,获取精确的作物环境和作物信息。

这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式, 从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备,迅速提高生产力。

三、三、无线传感器网络在农业中的具体应用1. 无线传感器网络应用于温室环境信息采集和控制。

在温室环境里单个温室即可成为无线传感器网络一个测量控制区,采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点(风机、低压电机、阀门等工作电流偏低的执行机构) 构成无线网络来测量土壤湿度、土壤成分、pH 值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度等来获得作物生长的最佳条件,同时将生物信息获取方法应用于无线传感器节点,为温室精准调控提供科学依据。

毕业设计(论文)-无线传感器网络节点的设计[管理资料]

毕业设计(论文)-无线传感器网络节点的设计[管理资料]

无线传感器网络节点的设计摘要无线传感器网络是由部署在监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网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者。

本论文通过多方面的对比,提出了一种低成本、低功耗的传感器节点的设计方案。

该方案基于ZigBee技术,以无线射频芯片CC2430和片内温度传感器为核心设计了一个实时监测外界环境温度的传感器节点。

该节点可以将检测到的温度以无线通信方式传递给网络中心节点,继而由网络中心节点通过串口通信方式发送给用户计算机,由此用户即可实时掌握被监测区域的温度。

关键词无线传感器网络;节点;ZigBee;CC2430;温度The Design of Wireless Sensor Network NodeAbstract Wireless sensor network(WSN) is a multi-hop and self-organized network formed from a large amount of cheap miniature sensor nodes deployed in monitored area by wireless communication, whose purppose is to collaboratively perceive, collect and process the information of perceived objects in the network coverage area and to send it to the observer.By comparing several aspects, this paper puts forward a low cost and low power consumption design scheme of sensor node. The scheme based on ZigBee technology, with wireless Radio-frequency chip CC2430 and internal temperature sensor as the core, designs a sensor node that can real-time monitor external environment temperature. The node can transfer detected temperature to the network center node by wireless communication, then the network center node sent it to the computer user through serial communication. Thus the user can real-time master the temperature of the monitored region.Keywords WSN; node; ZigBee; CC2430; temperature目次1 无线传感器网络概述 (1)无线传感器网络的基本概念 (1)无线传感器网络的体系结构 (1)无线传感器网络的应用前景及发展现状 (2)2 传感器节点 (3)传感器节点的结构 (3)节点中常用的处理器和射频通信模块 (4)传感器节点的设计原则 (4)3CC2430芯片和ZigBee技术 (6)CC2430芯片 (6)ZigBee技术 (9)4 系统总体设计 (12)硬件设计 (12)软件设计 (13)结论 (17)参考文献 (18)附录A CC2430芯片内部结构图 (19)附录B 系统原理图 (20)致谢 (21)1 无线传感器网络概述无线传感器网络的基本概念无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)是由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。

无线传感器网络论文正文

无线传感器网络论文正文

第一章无线传感器网络1.1 研究背景与意义在当代大多数信息技术领域中,作为基础的传感器技术取得了飞快的发展,在获取信息方面是一种很重要的方式。

它作为基础知识出现在物联网等一些新兴概念中,随着现代传感器技术的发展,人们获取信息数据的技术的方式由过去单一化逐渐的朝微型化和网络的转变,带来了无线传感器网络的迅猛发展。

近年来,随着技术水平的大规模提高,无线传感器网络的应用条件越来越成熟,应用范围也越来越广。

例如在环境监测中,可以用于监测大气成分、温度、湿度、亮度、压力、噪声等; 在医疗方面,在病人身上安置传感器,可以随时远程监控病人病情; 在工业控制中,许多大型设备需要监控关键部件的技术参数;在科学研究领域,传感器网络提供了一种新型的研究手段,可以应用在地震、火山活动过程、生态系统微观行为的观察等研究中;在军事领域,传感器网络可应用在战场监测及武器装备试验中,也可以用于对军用物资的管理; 传感器网络与农业结合,对农作物和环境进行监测,根据实际情况调整水分、肥料和杀虫剂的使用量,可以达到低耗费、低污染、高产出的目的;在交通控制领域,车辆若装有传感器,可以监测车辆位置、速度、道路状况和车辆密度等信息,有助于司机了解路况。

此外,无线传感器网络在智能家居、智能办公环境等方而也大有用武之地。

因此,无线传感器网络的研究与开发成为近年来信息领域的研究热点[1]。

1.2 无线传感器网络1.2.1 无线传感器网络的基本概念1.WSN 概述无线传感器网络是由分布在一定范围内的大量传感器节点组成,各节点之间多以无线多跳无中心方式连接,并且能够协作地感知、采集和处理网络覆盖区域内目标对象的信息,并将相应信息返回给观察者。

从上述定义可以看到,传感器、感知对象和观察者是传感器网络的 3 个基本要素;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、发布感知信息是传感器网络的基本功能。

无线传感器的论文

无线传感器的论文

无线传感器网络作为一项新兴的信息采集技术正日趋成熟,随着硬件成本的进一步降低,其巨大的应用前景正逐渐体现。

介绍了现场总线湿度测量系统、数字式湿度测量系统和短距离无线多点湿度测量系统三种系统,并对比系统之间的优缺点。

本文采用低电压、低功耗的湿度传感器设计一种湿度信息采集的无线传感器网络节点。

将湿度传感模块和数据发送模块都放在一个单片机上,这样可以节省系统开发维护成本。

设计节点和组网的时候,节点只负责短距离传输数据,通过多跳的方式,将数据发送到基站上。

这样设计可以节省节点能源消耗,增加大规模数据传输距离,提升系统的应用范围。

基于WSN湿度采集节点,采集完数据后,传输到基站上,保证数据的可靠性和实时性。

再由节点以多跳的方式把数据传输到基站上,由基站统一传送,大大提高了数据的传输距离。

其可支持节点数,大大超越了现有系统所支持的节点数,支持节点的增加和删除,并且自动形成网络拓扑结构,不需要人为的干预。

虽然或多或少的会受环境所影响,但是通过实时监控节点状态和WSN所特有的可扩展性,可以第一时间检测出无效节点,可以减少损失。

对远程数据采集和传感器网络组网方案进行了研究和选择,并根据系统应用的要求,提出了层次型的体系结构,无线湿度测量系统的三种层次结构为PC机及监控软件构成的监控中心;由中心控制节点构成的传感器主网和由传感器节点、中继节点、路由节点构成的传感器子网。

关键词:无线传感器网络湿度采集路由协议监控系统A STUDY AND DESIGN OF HUMIDITY MEASURINGSYSTEM BASED ON WSNABSTRACTWireless sensor networks as a new information collection technology is becoming more mature, with a further reduction of hardware cost, and its greatprospect is gradually reflected. Describes the field bus and humidity measurementsystem, digital humidity measurement system and the short-range wireless multi-pointhumidity measurement system of three systems, and compare the advantages anddisadvantages between the systems. This low-voltage, low power humidity sensor andhumidity information to design a wireless sensor network node collection. Thehumidity sensor module and data transmission modules are on a single chip, so thatsaves system development and maintenance costs. When the nodes and networkdesign, node is only responsible for short-distance transmission of data, throughmulti-hop manner, to send data to the base station. This design can save node energyconsumption, increased large-scale data transmission distance and enhance systemapplications.Moisture collecting on WSN nodes, collecting complete data, transmitted to the base station to ensure data reliability and real-time. Then the node multi-hop way tothe data to the base station by base station to send a unified, greatly improving thedata transmission distance. The number of nodes can support, well beyond theexisting number of nodes supported by the system to support add ing and remov ingnodes, and automatically form a network topology, without human intervention.Although more or less be influenced by the environment, but through real-timemonitoring WSN node status and unique scalability, can be the first time to detectinvalid nodes, can reduce the losses.Remote data acquisition and sensor network research and networking program choices and requirements of the application of the system proposed hierarchicalarchitecture, wireless humidity measurement system, the hierarchy of the threemonitoring software for the PC, and composition of the monitoring center, by thecentral control node and the main network of sensors constituted by the sensor nodes,relay nodes, the routing nodes of the sensor subnets.KEY WORDS:WSN; humidity acquisition;route protocol; monitoring system无线传感器网络技术的迅速发展引起了全世界范围的广泛关注。

无线传感器网络安全(论文)

无线传感器网络安全(论文)

无线传感器网络安全技术综述摘要:无线传感器网络在广泛应用之前必须解决好网络安全问题。

本文分析了无线传感器网络易遭受的各种非法攻击,从密钥管理和安全路由协议两个方面介绍了其安全研究的现状,为下一步更加深入的研究指明了方向。

关键词:无线传感器网络;攻击;密钥管理;安全路由协议Overview of Security Technology in Wireless Sensor NetworksAbstract:Security issues of wireless sensor networks must be resolved before it is widely applied. This thesis analyzes a variety of illegal attack which the wireless sensor networks easily suffer from and introduces its current situation of security research from two aspects including the key management and secure routing protocol. Then point out the direction clearly for the next in-depth study.Key words:wireless sensor networks; attack; key management; secure routing protocol0 引言无线传感器网络(Wireless Sensor Network,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,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。

与传统网络相比,无线传感器网络具有一些明显的特征:无中心、自组织、多跳路由、分布密集、动态拓扑的网络、网络的点数量众多、热点使用有限的电池能量[1]。

无线传感器网络技术论文

无线传感器网络技术论文

无线传感器网络技术论文无线传感器网络是一种新型的无基础设施的无线网络,具有与传统网络不同的特点,且与应用高度相关。

下面小编给大家分享无线传感器网络技术论文,大家快来跟小编一起欣赏吧。

无线传感器网络技术论文篇一无线传感器网络应用技术管窥摘要:无线传感器网络对人们的生产及生活的许多领域有着重要的影响。

文章主要介绍了有关无线传感器网络的一些概念,分析了传感器网络的热点内容,并对无线传感器网络技术的应用进行了探讨。

关键词:无线;传感器网络;应用中图分类号:TP212.9;TN929.5随着传感器技术、微机电系统、通信技术及嵌入式计算技术的不断发展和完善,具备通信能力、计算能力、感知能力的微型传感器开始广泛应用于各个领域。

因此,应对无线传感器网络进行详细的研究,对其进行不断完善。

1 相关概念无线传感器网络集成了微机系统、网络和传感器三大技术,是以数据处理为中心的系统,其通过对网络覆盖范围内的感知对象信息进行感知、采集、处理,并将其转发给观察者。

其是由传感器节点通过应用无线通信技术自组织构成的网络。

无线传感器网络是新兴的信息技术的领域,其在民用、军事等领域的应用前景都非常的广泛。

无线传感器节点的组成有计算机子系统、通信子系统、传感子系统和能量供应子系统。

计算机子系统是通过微控制器和微处理器构成的,其主要负责对传感器进行控制、对传感数据的算法与执行通信协议进行相关的处理。

而短距离的无线通信的无线收发电路主要由通信子系统来实现。

而激励装置及传感器共同构成传感子系统。

能量供应子系统主要由交直流转换器及电池组成。

一个传感器网络一般由很多个传感器节点组成,且节点的应用不同,其组成部分也各有很多差别。

传感单元包括很多传感功能的D/A、A/D转换模块,并根据所需监测的对象的具体情况来判断使用单一或多功能的传感器。

处理单元主要是通过存储器、嵌入式CPU、嵌入式操作系统等共同将嵌入式系统构成成立起来。

传感器网络的组成结构是互联网、sink节点、分布式传感器节点、用户界面等。

无线传感器网络结课论文

无线传感器网络结课论文

无线传感器网络数据安全以及解决方法摘要:安全性是决定无线传感器网络应用前景的一个关键性问题,特别是针对于军事领域和商业领域上的应用。

与传统网络相比,无线传感器网络所具有的开放通信介质、动态拓扑、缺乏中心授权等固有特征,使无线传感器网络在应用过程当中更容易受到各种安全威胁和攻击,例如:被动窃听、数据篡改与重发、伪造身份和拒绝服务等。

本文主要是对无线传感器网络安全问题(包括具体的安全问题,解决方法等)进行一系列的分析讨论。

关键词:无线传感器网络攻击安全路由协议密钥管理1 引言随着通信技术、嵌入式计算技术和传感器的日益成熟,微机电系统和片上系统等的快速发展,无线传感器网络(Wireless sensor network,WSN)应运而生,它融合了上述几种技术的技术特点,正以其低功耗、低成本、分布式和自组织等特点带来一一场信息感知的变革。

WSN就是由部署在监测区域内的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,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给用户。

它在军事、环境科学、医疗健康、空间探索和灾难拯救等领域有着广阔的应用前景。

由于在许多应用当中,WSN一般都配置在恶劣环境,无人区或者敌方区域当中,加之其本身的脆弱性,一旦受到网络安全性攻击或者来自物理上的破坏,将可能会带来严重性或者灾难性的后果,因此如何在节点计算速度、电源能量、通信能力和存储数据有限的情况下设置安全机制,提供机密性保护和身份认证功能,防止各种恶意攻击,为传感器网络提供一个安全的工作环境,是关乎无线传感器网络能否真正的广泛应用于各行各业的关键。

2 无线传感器网络安全现状随着无线传感器的广泛应用,其网络数据安全问题必然受到越来越多的关注与重视。

无线传感器网络与移动AdHoc网络和传统的网络安全不同,传感器本身的特点决定了安全研究的复杂性:传感器网络可能大规模地部署在敌对或未保护区域,攻击者容易捕获低成本的传感器节点,破获密钥信息,进而插入恶意节点以破坏网络正常获取信息的能力;传感器节点的资源受限使得一些昂贵的安全机制不能适用于传感器网络;无线多跳通信的特性也使得窃听、干扰等攻击更加容易等等。

无线传感器论文

无线传感器论文

无线传感器网络技术教程结课论文课题名称:无线传感器网络技术教程题目:无线传感器网络技术综述学院:大数据与信息工程学院专业:通信工程姓名:蒙宽鹏学号: 1308060451年级:通信131任课教师:卢涵宇摘要:能够开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,涉与到现代传感器、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根底上,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、交通管理与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, wireless sensor networks) 是当前在国际上备受关注的、涉与多学科高度穿插、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、现代网络与无线通信技术、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、计算世界以与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( wireless sensor network,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WSN〔如图 1 所示〕每个节点需要具备的核心技术容归纳为 3 局部;系统、通讯、效劳。

无线传感网络技术论文

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无线传感网络技术论文无线传感网络技术论文无线网络传感技术给人们的生活创造了很多的乐趣,也为信息的有效、及时的传递起到一定的促进作用,以下是小编为您整理的无线传感网络技术论文相关资料,欢迎阅读!无线传感网络技术论文一摘要:实验教学在学校教育教学中提升学生的实际动手与操作能力方面具有十分重要的作用,尤其是在电子类课程的教学中实验室的重要性更是不言而喻。

但是对这类实验室的管理难度却要更大,迫切需要良好的技术手段和方法支持其管理。

目前基于WSN新型分布式协议在电子类实验室管理中的应用越来越广泛,为如何提高电子类实验室的使用效率提供了重要的思路和方法。

关键词:WSN新型分布式协议;电子类实验室;管理;应用研究WSN也就是无线传感器网络(全称为wirelesssensornetwork),WSN目前在国际上是备受关注,其涉及诸多的学科,而这些学科还具有高度的交叉性和集成性。

具体来说,WSN综合了目前比较流行的传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络、无线通信技术以及分布式信息处理技术等一系列的高新技术。

1WSN新型分布式协议在电子类实验室管理中的应用传统背景下,WSN主要是由部署在检测区域内大量的传感器节点(一般都是比较廉价的)所组成,其通过无线通信和传输的方式形成的一个多跳的、自组织的综合系统,其实际的目的就是为了协作地感知、采集与处理网络覆盖区域中具体的感知对象,并将感知到的具体对象的信息发送给观察者。

一般是由传感器、感知对象以及观察者,三个基本要素所构成。

在电子类实验室的WSN应用领域,感知对象就是电子类实验室中的各种实验仪器、设备、操作平台等,而观察人员则为实验室的管理员(当然也有相应的技术人员参与其中)。

新型的分布式WSN网络协议使得监控获得的信息数据不再仅仅局限于一些环境数据信息如温度、湿度、位置等标量的数据。

其已经集成了更多的视频、音频、图像信息等进入到系统中,而分布式的WSN 网络协议与网络结构的OSI模型有着类似之处,就是将系统分层、分布的展开,不同的层次负责不同的业务,是一种分布处理的工作机制。

无线传感器网络技术论文

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无线传感器网络技术论文(2)推荐文章最新的无线网络技术论文热度:软件无线电网络技术论文范文热度:全国网络技术水平考试二级实践指导书热度:网络技术员的主要工作职责热度:计算机网络技术毕业论文范文热度:无线传感器网络技术论文篇二无线传感器网络技术研究摘要:无线传感器网络是一种新型的无基础设施的无线网络,具有与传统网络不同的特点,且与应用高度相关。

传统网络中的安全机制不能有效应用于无线传感器网络,需要建立信任管理模型来保证网络的安全性。

本文首先介绍了无线传感器网络的特点和建立信任管理模型需要考虑的关键问题,然后分析了一些较为典型的信任管理模型。

最后,总结了无线传感器网络中信任管理的研究现状以及未来的发展方向。

一、无线传感器网络信任管理研究的关键问题由于无线传感器网络计算能力、存储容量和电池能量等方面受限,对信任管理模型的研究提出了更高的挑战。

将信任管理应用到无线传感器网络,需要综合考虑以下几个问题:1.如何对信任管理相关算法进行优化,以减少其所需的各种计算、存储和通信资源。

这样才能将信任管理更快更好的应用在资源受限的传感器网络中。

2.如何在信任评估中提高模型对网络拓扑动态变化的适应能力。

由于节点的移动、被敌方控制等原因,使得网络拓扑经常变化,这样很难对移动节点的行为进行持续观察,从而导致对该节点的采集的信任评估数据不完整、不连续,以至影响信任评估结果的准确性。

3.如何提高信任管理对信任欺骗行为的识别能力,增强其自身的抗攻击能力。

只有信任管理模型没有受到攻击,才可能保证信任信息的机密性、完整性,从而得到真实的信任评估结果。

二、无线传感器网络系统概述无线传感器网络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。

由于传感器节点数量众多,部署时只能采用随机投放的方式,传感器节点的位置不能预先确定;在任意时刻,节点间通过无线信道连接,采用多跳(mult i2hop)、对等(peer topeer)通信方式,自组织网络拓扑结构;传感器节点间具有很强的协同能力,通过局部的数据采集、预处理以及节点间的数据交换来完成全局任务。

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无线传感器网络结课论文学号:姓名:学院:目录一.无线传感器网时间同步技术综述 (1)<一>引言 (1)<二>同步技术研究现状 (1)<三>时间同步算法 (2)3.1泛洪时间同步协议 (2)3.2 RBS 协议 (2)3.3LTS协议 (3)<四>小结 (3)二.基于无线传感器网络的环境监测系统 (3)<一>网络系统简介 (3)<二>网络系统结构 (3)2.1总体结构 (3)2.2传感器节点结构 (4)2.3汇聚节点结构 (5)<三>应用无线传感器网络的意义 (6)三.学习心得 (7)四. 参考文献 (8)一.无线传感器网时间同步技术综述<一>引言无线传感器网络 ( Wireless Sensors Network,WSN) 是一种在一定区域内投放大量的传感器节点,通过无线通信形成的一个单跳或多跳的自组织式的网络系统,它通常采集和处理监测区域中被感知目标的信息,并通过网络发送给主机端以提高人类对物理环境的远端监视和控制能力。

无线传感网络技术在交通、国防、医学、农业等方面有着重要的运用。

无线传感器网络由大量的节点构成,通常包括传感器节点、汇聚节点和任务管理节点。

大量体积小、精度高的传感器节点随机部署在监测区域内,通过自组织的方式构成网络。

传感器节点将监测到的数据传输给其它传感器节点,经过多跳后路由到汇聚节点,最后通过互联网或卫星到达任务管理节点。

用户则通过任务管理节点发布监测任务以及收集监测数据,对无线传感器网络进行管理。

无线传感器网络是许多领域里的关键技术之一,而时间同步则是无线传感器网络中的关键技术之一。

简而言之,在检测与监视某对象的过程中,目标定位和追踪、协同数据处理、能量管理等都对物理时间的精确度都有着敏感的需求。

因此,无线传感器网络的应用通常需要一个适应性比较好的时间同步服务,以保证数据的一致性和协调性。

此外,数据融合、通信信道复用等也都需要时间同步的保障。

所以,如何根据无线传感器网络的特点对物理时间进行同步是一个重要的问题。

目前,学术界和业界对无线传感器网络的时间同步技术进行了一定的研究,本章节描述了无线传感器网络时间同步技术的研究现状,对3种不同时间同步机制的经典算法进行分析和比较。

<二>同步技术研究现状时间同步技术相对于计算机网络的相关技术而言尚为年轻,自从2002年学术会议Hot Nets上首次提出了时间同步这一研究课题后,到目前为止,无线传感器网络的时间同步技术也取得了一定进展,同时也开发出了多种极其有价值时间同步的算法。

目前,对于单跳网络的同步研究已趋于成熟,但由于同步误差的累积,导致单跳网络的同步技术难以扩展到多跳网络,使得多跳网络的同步技术研究较为薄弱。

若再考虑节点的移动性,则会极大增加同步技术的研究难度。

因此,无线传感器网络的时间同步技术还有很大的研究空间。

<三>时间同步算法3.1泛洪时间同步协议泛洪时间同步协议( Flooding Time Synchronization,FTSP)的目标是实现整个网络的时间同步并且误差控制在μs 级,可以灵活的适应大量的传感器节对网络拓扑结构的变化或节点的失效有容错性。

该算法通过采用 MAC 层标记时间戳和线性回归偏差补偿弥补了相关的错误源。

FTSP通过发送节点广播同步信息,在广播范围内的接收节点根据同步信息中的全局时间,计算自身与发送节点间的时钟偏差,实现在广播范围内的接收节点与发送节点的时间同步。

如下图1所示。

根节点第一层节点第二层节点图1 FTSP时间同步FTSP 可以应用在已有的多跳时间同步协议上,以增加它们的精确度。

它和先前的时间戳算法不同,因为它除了传播时间外,排除大部分同步错误源,并利用单一的广播信息确定发送和接受者间的同步点。

FTSP在动态leader-election 算法中结合时钟偏差补偿算法显示出突出的性能。

3.2 RBS协议RBS ( Reference Broadcast Synchronization)是无线传感器时间同步技术领域的开创性成果。

该算法通过指定的“时标”节点周期广播时间信息分组,位于广播域内的节点用各自的时钟记录接收到该分组的时间,随即接收节点再两两互换消息以确定节点之间的时钟偏移量,最终达到各节点的时钟同步。

在RBS中,节点周期性地无线广播beacon消息给它的邻居节点,邻居节点利用广播 beacon到达地时间作为参照以比较时钟。

邻居节点间互相交换本地时间戳计算偏差,并以此同步各个时钟。

该协议的一个优点就是缩短了关键路径。

对于传统的时钟同步协议关键路径是指从发送端读取时钟到接收端读取时钟所经过的时间,其中包含了信息包在进入信道之前在网络适配器(内的停留时间,如图2所示。

而 RBS 的关键路径指从信息包进入信道到最后一个接收端读取时钟所经过的时间,消除了发送和访问时间,从而提高了精度,这也是 RBS 的优点所在,从图2可以看出RBS 协议和传统的基于发送接收方式的时钟同步协议在影响非决定性误差上有明显的差异。

(a)传统的时间同步协议(b)RBS协议图2关键路径对比RBS算法的缺点是需要用于广播交换以得到成对节点同步的开销。

随之网络密度的增加,这种开销也随之增加。

已有人提出一种对RBS改进的同步算法,可以在多跳网络间实现同步。

为了达到处于不同区域的节点实现同步,需要建立一条用于交换时间戳的时间同步的网关多跳链。

3.3LTS协议LTS协议( Lightweight Time Synchronization)同步算法实用于低成本、低复杂度、对时间同步精度要求并不是很高的传感器节点时间同步。

通过减少时间同步的频率和参与同步的节点数目,在满足同步精度要求的同时降低节点的通信和计算开销,减少网络能量的消耗。

LTS协议主要分为集中式和分布式两类 LTS多跳时间同步算法。

集中式 LTS 多跳同步算法是单跳同步的简单线性扩展,其基本思想是构造低深度的生成树,然后以树根为参考点,依次向叶节点进行逐级同步,最终达到全网同步。

在分布式 LTS 多跳同步算法中,任何节点 j 在需要同步时都可以发起同步请求,从参考节点到节点 j 路径上的所有节点采用节点对的同步方式,逐跳实现与参考节点的时间同步。

当所有节点需要同时进行时间同步时,集中式多跳同步算法更加高效; 当部分节点需要频繁进行同步时,分布式机制需要相对较少的成对同步。

<四>小结通过上述分析与介绍,可以看到现有的时间同步协议算法都有着自身的缺陷,更多的是因为无线传感器网络节点本身能量有限,这就要求时间同步算法的能量开销小,但同时又要保证同步的精度。

从现有的趋势看,一个方法是要降低单次同步的算法复杂度,另一个则要尽量减少同步的次数。

随着技术的不断发展,算法研究的不断拓展,未来一定会出现更为完善的时间同步协议,给无线传感器网络的发展普及带来更为深远的影响。

二.基于无线传感器网络的环境监测系统<一>网络系统简介由于有线监测系统其自身的局限性以及各类环境的复杂性,各类待采集的环境参数都无法有效的获得监测。

而基于无线传感器网络的环境监测系统就是在采集目标地点散布无线传感器节点,这些结点通过自组织方式构成无线网络。

主要采集,大气、水质、土壤、噪声、辐射、固体废物、农药等环境参数。

通常以离线的形式进行分析处理后传输到根节点再传输给监测人员。

<二>网络系统结构2.1总体结构网络系统结构的设计方式通常可采用树型结构路由将数据送往收集点,这种应用情况通常需要低数据率和长的时间周期,在部署之后网络的物理结构基本保持恒定。

如下图3所示。

图3环境监测网络系统结构图由图3可知,在左边的无线传感器网络中监测节点将检测数据通过无线收发节点1 节点2 汇聚节点模块或者直接或者通过其他节点转发的方式发送给汇聚节点,汇聚节点不仅集成了无线模块,还集成了网卡协议芯片,这使主节点具有因特网功能,可以将接收到的数据发送到Internet,从而安装了相应接收软件的上位机就可以接收到这部分数据。

2.2传感器节点结构传感器节点由传感器模块、CC2430 模块和能量供应模块三部分组成,CC2430 模块内部集成了处理器模块和无线通信模块,节点体系结构框图如图4所示。

传感器模块负责监测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,交换控制信息和收发采集数据;能量供应模块为传感器节点提供运行所需的能量,采用电池供电。

图4 节点结构2.3汇聚节点结构汇聚节点的功能就是负责对节点采集的数据进行分析、汇总和预处理,因此汇聚节点应该是一个功能强大的嵌入式系统,有足够的能量供给、大容量的内存和较强的计算能力。

汇聚节点主要由处理器、存储器模块、通信模块和电源模块组成。

根据汇聚节点的需求分析可以得出汇聚节点的结构设计如图5所示。

图5 汇聚节点结构处理器是系统的核心,主要用来处理从传感器采集到的数据以及完成一些控制功能,在无线传感器网络中,数据收发要比数据处理消耗大得多的能量,一般先将数据进行处理,然后再传送,因此对处理器计算能力的要求很高。

从汇聚节点功能分析结果考虑,处理器应该具有较高的工作频率;大量的 I/O 接口满足扩充性要求;片内集成众多外设控制器,实现外设连接而不增加其他外部控制器;要具有很好的电源管理功能,达到最小的功耗控制。

汇聚节点还要配备大容量的 FLASH 存储器来安装应用程序和保存数据,以及SDRAM存储器来运行程序。

汇聚节点同时叠加与传感器节点相同的射频收发模块,用于接收传感器节点发送的数据。

为了方便调试和与外界通信,汇聚节点还配置了通信模块。

<三>应用无线传感器网络的意义无线传感器网络技术作为改变 21 世纪人类生活的新技术之一,已经成为国内外研究的热点。

其低功耗、低成本、高可靠性、自组织等不同于其他无线网络的征,具有传统系统无可比拟的优势,使得无线传感器网络具有广阔的应用前景,人已经越来越多地将传感器网络应用到各种监测、跟踪系统中。

无线传感网络技术近几年来得到了突飞猛进的发展,能够长期自动获取客观物理信息,具有十分广阔的应用前景。

人们己经越来越多地将无线传感器网络应用到环境监测中,总的来说,无线传感器在环境监测中具有以下几点优势:1)传感器节点的体积很小且整个网络只需要部署一次,这一点在对外来生物活动敏感的环境中极其有意义。

2)传感器节点数量很大,分布密度高,每个节点可以监测到局部环境的详细信息并汇总到基站。

因此无线传感器网络具有数据采集量大,正确度高的特点。

这对精度要求高的环境监测很有意义。

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