无线传感器网络应用技术综述
无线传感器网络传输调度方法综述
Ab t a t Ac o d n e f au e f r ls e s rn t r s t e d fn t n a d g n r o sri t f rt n miso s r c : c r i g t t e tr so e e ss n o e wo k , h e i o n e e a c n tan s o a s si n o h wi i i l r s h d l g we eg v n a d d sg rn i l sa d c a sf ai n meh d r u c e ui r ie , n n e i n p c p e n ls i c t t o swe e s mma i e . e wh l , h u d me tl i i o rz d M a n i t e f n a n a e me h im fe c e e tr p e e t t e ta s s i n s h d l g a g r h sa ay e e al Th h r c e it s c a s o a h r c n e r s n ai n mi s c e u i l o t mswa l z d i d t i n v r o n i n n . ec a a trsi , c p ro m a c , d a p i a i n a e s f a i u a s s i n s h d l g ag r h s r d q ae yc mp r d F n l , e e f r n e a p l t a r s r miso c e u i l o t m ea e u tl o n c o r o v o tn n i we ae . i a l t yh
sa usofc re e e c de eop e sc ncud d ndt e c a lng n d e e e r h is swe epo nedou . tt u r ntr s a h v l m ntwa o l e a h h le i g a op n r s a c s ue r i t t r n
无线传感器网络应用技术综述
无线传感器网络应用技术综述摘要:传感器被越来越多地布置到实际的网络环境中,用于实现某些应用。
无线传感器网络已经成为了科学研究领域最前沿的课题之一,引起了工业界和学术界众多研究者的关注。
通过总结相关方面的工作,综述在不同领域中无线传感器网络的实际应用,并对具体应用的一些重要特性进行分析,在此基础上提出若干值得继续研究的方面。
关键词:无线传感器;网络应用一、无线传感器网络简介随着微机电系统的迅速发展,片上系统SoC(System on Chip)得以实现,一块小小的芯片可以传递逻辑指令,感知现实世界,乃至做出反应。
无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network),这一由大量具有片上微处理能力的微型传感器节点组成的网络,引起了工业界和学术界众多研究者的关注。
传统的传感器网络通常由两种节点:传感器节点(sensor)和接收器节点(sink)组成。
传感器节点负责对事件的感知和数据包的传输;接收器节点则是数据传输的目标节点,一般具有人机交互界面,并可以接入其它类型的网络体系。
传感器网络以其低成本、低功耗的特点,在军事、环境监测、医疗健康等领域都有着广泛的应用。
在本文中,对大量现有无线传感器和无线传感器网络的应用进行分析,从节点移动性、节点互联方式、网络数据规模、网络分层结构等方面进行分析和比较。
并在此基础上,提出若干值得继续研究的方面,为挖掘传感器网络新的应用打下基础。
二、无线传感器网络的特点目前常见的无线网络包括移动通信网、无线局域网、蓝牙网络、ad hoc网络等,与这些网络相比,无线传感器网络具有以下特点:(1)硬件资源有限。
节点由于受价格、体积和功耗的限制,其计算能力、程序空间和内存空间比普通的计算机功能要弱很多。
这一点决定了在节点操作系统设计中,协议层次不能太复杂。
(2)电源容量有限。
网络节点由电池供电,电池的容量一般不是很大。
任何技术和协议的使用都要以节能为前提。
(3)自组织。
无线传感器网络技术的应用及前景分析
无线传感器网络技术的基本原理是利用无线传感器节点之间的无线通信,形 成一个自组织的网络,实现对环境或物体的感知和监测。这种技术具有很多优点, 如灵活性、可扩展性、自组织性、鲁棒性等。
无线传感器网络技术的应用非常广泛。在智能家居领域,可以利用无线传感 器网络技术实现对家电设备的远程控制和监测,提高家居的智能化水平。在环境 监测领域,可以利用无线传感器网络技术实现对空气质量、水质、气象等环境因 素的监测,为环境保护提供数据支持。在智能交通领域,可以利用无线传感器网 络技术实现对车辆的监测和控制,提高交通效率和安全性。
2、技术创新推动未来,无线传感器网络技术将不断进行技术创新和研发, 实现更高效、更稳定的网络连接和更精准、更快速的数据传输。例如,利用人工 智能技术对无线传感器网络数据进行处理和分析,能够实现更精准的预测和决策; 采用5G技术可以让无线传感器网络具有更高速的数据传输速度和更稳定的网络连 接。
3、应用场景拓展未来,无线传感器网络技术的应用场景将不断拓展,涵盖 农业、林业、海洋、能源等多个领域。例如,在农业方面,通过布置土壤、湿度、 气象等传感器,可以实现农作物的智能化生产和科学管理;在林业方面,通过安 装环境传感器和视频监控设备,可以实现森林环境的实时监测和火险预警;在海 洋方面,通过部署水文、气象、生物等传感器,
一、无线传感器网络技术的概述 无线传感器网络是指由一组能够 自组织形成网络的低功耗、微
二、无线传感器网络技术的应用 案例
1、智能家居领域在智能家居领域,无线传感器网络技术的主要应用包括环 境监测、电器控制、安全监控等。例如,通过在家庭环境中布置温度、湿度、光 照等传感器,可以实现对家庭环境的实时监测和控制;通过安装门窗传感器、红 外传感器等,可以实现家庭安全的有效监控。
无线传感器网络系统综述
Acie tv I l de CP U 1 6
.
高; 节点有一定 的故障率 ; 节点在 电池能量 、 计算能力和存储
容量等方面有限 制; 网络的拓扑结构 变化快 ; 以数据为 中心 等等【 。这些特点甚至使得 A o 网络的一 些网络协议也 3 J dh c 不能不加变化地应用于无 线传感器 网络 中。 无线传感器 网络功能 结构 可归纳如图 13, 中基础层 L 其 J
个 典型 的传感器 网络 的系统结构 包括分 布式传感 器
区域内 目 的探 测、 标 识别 、 定位与跟踪。在传感器 网络 中, 大
量传感 器节 点被布置在整 个观测 区域中 , 各个传感器节点将
节点( )网关节点 (ik 、 群 、 s )互联 网和用 户界 面等。其 中, n 传 感器网络节 点 的基 本组 成包括 如下个 基 本单元 : 感单 元 传
以传感 器集合 为核心 ;广义 的) ( 网络层 以通信 网络为核 心 ;
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一
个传感器节 点具 有一种 或多种感知器 ( 如声感 应器 、 红外
l 星 l 匦亟圈 匝 匦回 [ 堕] [ ]
图 1 传 感 器 网 络 的功 能 结 构
一
线感应 器等 )并具 有一定 的计算能力 。各节 点之间通 过专 ,
用网络协议实 现信 息的交 流汇集和处理 , 从而实现给定局部
国; ' 大 学 伯 克 利 分 校 研 制 的 Mi 0) nl i c 点 为 例 , 表 1中 可 a节 从
无线传感器网络技术综述
2前景展望
无线传 感器 网络具 有非 常广泛 的应 用前 搏和 呼吸 ) 睡觉姿势 以及每天 2 小时的活动 、 4
R = l :Q = i RI :P NT :P NT ”出现 RI 负回路 : ; :G T 8 ” 0 0 l0
l0 6 N EXT i i K . .
l0 7 R 一 2
点, 这些节点集成 了传感 器、微处理 器、无线 迁移 ,研 究环境 变 化对 农作物 的影 响 ,监测
接 口和 电源 管理 四个主要 模块 。 它们共 同组 海 洋 、大 气 和 土壤 的成 分 等 。此 外 ,它 也
成 了传感 器网络 ,导致 了一种 全新 的信息 获 可以 应用 在精细 农业 中 ,来监 测农 作物 中的 传 感器 网络具 有高信 噪比 、强 抗毁性和 高容 取和 处理模 式 ,微型传 感器节 点可 以随机 或 害 虫 、土 壤 的酸 碱 度 和 施 肥 状 况 等 。 错 力。 者特 定地布 置在 工作环境 中,通过 无线通 信 2. 医疗护理 2. 空间探索 4 2 实现 自组织 , 获取周 围环境 的信 息 , 形成分布 无线传 感 器网络 在 医疗研 究 、护理 领域 探 索外 部星 球一 直是 人类梦 寐以 求的 理 自治 系统 ,相互协 同完成特定 的任务 。 也可 以大 展身手 。罗彻斯 特大 学的 科学家 使 想 , 借助于航天 器布撒的传感 器网络 节点实现 用无线 传感 器创建 了一 个智 能医疗 房 间 ,使 对星球表面长 时间的监测 , 应该是一种 经济可 用微尘 来测 量居住 者的 重要征 兆 ( 血压 、脉 行 的方案 . As N A的 J L JtP o us n L b P ( rp lo a ) e i 实验 室研制的 S n o b 就是为将来 的火 e s r We s
无线传感器网络覆盖算法综述
无线传感器网络覆盖算法综述作者:陈晓东来源:《电脑知识与技术》2019年第06期摘要:无线传感器网络(WSN)是由大量微型,廉价和低功耗传感器节点组成的网络,这些节点之间通过无线通信多跳中继,相互协作完成应用程序任务并将感知数据转发到中央采集汇聚节点。
无线传感器广泛应用于环境检测,栖息地检测,精细农业甚至军事领域。
无线传感器网络一个很重要的问题是覆盖问题,覆盖问题主要分为三类,分别是区域覆盖,目标覆盖以及栅栏覆盖,下文分别对此三类覆盖方式做一个综述。
关键词:WSN;覆盖算法;节点调度中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2019)06-0023-021 无线传感器网络覆盖算法1.1 目标覆盖目标覆盖是针对监测区域内某些特定的目标进行监测,又称为点覆盖,如图1所示,为了保证覆盖质量,通常需要每一个监测对象被最少一个传感器节点所感知,目标覆盖的主要应用领域在于军事领域。
(1)Saint_Louis[1]提出了一种基于权重的遗传算法,该论文解决了传感器节点集合最大化问题,从文献中分析了一些经典算法,并且提出了一个全新的集中式的思路,新算法的名称称为基于权重的贪婪算法,通过将传感器节点分为多个集合,并且保证每个集合满足完全覆盖,基于权重的贪婪算法的目标是从分区中最大化集合个数从而延长整体的网络寿命。
但是算法的分区选择有些难度,并且由于算法是集中式的,扩展性不够好,并且时间复杂度有些高。
(2) Manju[2]提出了一种新的节能启发式方法,可以在不同时间段对传感器进行调度,不同非相交传感器节点集合有助于最大化网络生存周期。
首先,作者的启发式算法可以识别出所有关键目标也就是最少被覆盖的目标,以及关键节点,也就是覆盖关键目标的节点。
关键目标由最少的傳感器节点覆盖,将会是最先未被覆盖的,有效的利用关键节点将会延长网络寿命,作者尝试寻找使用最少的传感器数量来覆盖迷宫集合以至于关键目标可以被覆盖更长时间。
传感器技术文献综述
传感器技术文献综述摘要:传感器技术是综合多种学科的复合型技术,是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术.本文通过将所看的传感器相关文献总分为传感器、智能传感器以及无线传感器网络三个类别,对每一类别进行综述,分析每类别传感器研究中所存在的不足,探讨了相应的解决方案。
关键词:传感器1.引言传感器技术是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术,是涉及微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、电路与系统、传感技术、神经网络技术以及模糊控制理论等多种学科的综合性技术,而该技术也广泛应用到了军事、太空探索、智能家居、农业、医疗等领域。
在伴随着“信息时代”的到来,作为获取信息的重要手段——传感器技术得到飞速发展,其应用领域越来越广,人们对其要求越要越高,需求也越来越迫切。
但传感器技术的广泛应用以及飞速发展并不代表着该技术已经成熟,相反在很多方面它还只是一项新兴的技术,依然存在很多的问题等待我们去解决。
如何能够让我们的传感器装置很快的适应周围的环境,迅速准确的处理传输客户所需求的信号,并可以根据客户的要求作出相应的反应以及如何可以尽量的延长传感器装置的生存时间等等.这些问题都是我们在研究传感器技术的过程中所应该解决的问题。
2.传感器传感器是一种物理装置,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、温度、湿度等)或化学组成,并将探知到的信息传递给其他装置。
该装置相当我们的人类的眼睛、鼻子、舌头、耳朵以及皮肤等一些感知器官。
这样,精确快速地感受外界的信号就是迅速正确作出反应实施行动的前提条件。
现在的物理传感器、生物传感器都是力图解决感知、精确以及快速这三个难题。
例如文献[1]中的气体流量监测就有很多种的感知方法,但每种方法都存在着精确以及反应速率方面的问题,所以还需要不断的改进。
然而,有很多的问题大自然已经很好的为我们解决了,我们应该取其精华。
因此,我认为仿生传感器一定会解决很多传感器方面的问题.文献[2]就模仿沙漠蚂蚁利用太阳偏振光在沙漠中很好的辨别方向机理设计了偏振测角传感器。
无线传感器网络安全技术综述
Abstract: The current situations of sensor network security, the security challenges and the security problems were presented. From the aspects of key management, secure routing, authentication, intrusion detection, DoS attack, access control, all the security techniques of sensor networks were introduced and discussed, and the comparisons were made to help researchers select and design the security solutions for a particular sensor network application environment. At last, the further direction of sensor network security techniques was summarized and discussed. Key words: sensor networks; key management; secure routing; intrusion detection; DoS attack
摘 要:详细阐述了传感器网络安全现状、面临的安全挑战及其需要解决的安全问题。从密钥管理、安全路由、
认证、入侵检测、DoS 攻击、访问控制方面讨论传感器网络的各种安全技术,并进行综合对比。希望通过这些说
明和对比,能够帮助研究者为特定传感器网络应用环境选择和设计安全解决方案。最后总结和讨论传感器网络安
无线传感器网络综述
【 摘
无线传 感器 网络 是一种全 新 的信息获 取方式 , 它不需 要 固定 网 络支持 , 随机布 置 、自组 织 、抗毁 性强 、适 应苛刻环 境等优 势, 以其 具 有在 多种场 合满 足信息 获取 的实 时性 、准确 性 、全面性 等需 求 的能 力 。由于无线传感器 网络的应用前景愈来愈广泛, ] 已引起了许 多国家学术界和工业界 的高度重视. 为是对2 世 纪产生巨大影响 被认 1 力的技 术之一 。 本 文介绍 了无线 传感器 网络 数据管理技术 。分析 了无线传感 器 网络的Zg e协议研究现状, ibe 对无线传感器 网络 网络安全进行了探讨, 最后初步探讨 了无线传 感器网络领 域内存在的问题, 并展望 了今后 的
48 注意防止发生共 振现象。 由于定子 电流中含有高次谐 波成 . 分, 电机转矩 中含有脉动分量, 有可能造成 电机的振动与机械振动产生 共振, 使设备 出现故障。应在预先找到负载固有的共振频率后。 利用变 频器频率 跳跃功能设置 , 开共振频率点 。 躲
5 、结 束语
以上通过对变频器运 行过程中存在的干扰 问题 的分析, 提出了解 决这些 问题的实际方法 。随着新技术和新理 论不断在变频 器上的应 用, 变频器 应用存在的这些问题 有望通过 变频 器本身的功叁 嚷 偿来 解决 。以满足工业现场和 社会环境对 变频 器性能不断提高 的需求。 参考文 献 …韩安 荣. 用变频器及其应用 ( 版 )[ . 通 第2 M] 北京: 机械工业 出版
一
4 、总结
本文介绍 了无线传感 器网络数据管理实现技术, 了Zg e 协 分析 iBe 议与无线传 感器 网络相结合的基本技术。 无线传 感器网络网络安全 对 的总体框架进行 了综述 。可 以看到, 在无线传感器 网络发展的同时, 它 还将遇到更 多的困难和 挑战: 如何使 用无线传 感器网络对环境进 行更 合理 的监测和控 制: 如何对传感器 网络 获取 的大量 实时数据进 行分析 处理及可视化展 示: 如何让无线传感器 网络应 用更好地 为人类服务等
传感器综述类论文范文
传感器论文1 微型化(Micro)为了能够与信息时代信息量激增、要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致,对于传感器性能指标(包括精确性、可靠性、灵敏性等)的要求越来越严格;与此同时,传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程,因此还要求传感器必须配有标准的输出模式;而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求,所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代;后者主要由硅材料构成,具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。
1.1 由计算机辅助设计(CAD)技术和微机电系统(MEMS)技术引发的传感器微型化目前,几乎所有的传感器都在由传统的结构化生产设计向基于计算机辅助设计(CAD)的模拟式工程化设计转变,从而使设计者们能够在较短的时间内设计出低成本、高性能的新型系统,这种设计手段的巨大转变在很大程度上推动着传感器系统以更快的速度向着能够满足科技发展需求的微型化的方向发展。
对于微机电系统(MEMS)的研究工作始于20世纪60年代,其研究范畴涉及材料科学、机械控制、加工与封装工艺、电子技术以及传感器和执行器等多种学科,是一个极具前景的新兴研究领域。
MEMS的核心技术是研究微电子与微机械加工与封装技术的巧妙结合,期望能够由此而制造出体积小巧但功能强大的新型系统。
经过几十年的发展,尤其最近十多年的研究与发展,MEMS技术已经显示出了巨大的生命力,此项技术的有效采用将信息系统的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一个新的高度。
在当前技术水平下,微切削加工技术已经可以生产出来具有不同层次的3D微型结构,从而可以生产出体积非常微小的微型传感器敏感元件,象毒气传感器、离子传感器、光电探测器这样的以硅为主要构成材料的传感/探测器都装有极好的敏感元件[1],[2]。
目前,这一类元器件已作为微型传感器的主要敏感元件被广泛应用于不同的研究领域中。
1.2 微型传感器应用现状就当前技术发展现状来看,微型传感器已经对大量不同应用领域,如航空、远距离探测、医疗及工业自动化等领域的信号探测系统产生了深远影响;目前开发并进入实用阶段的微型传感器已可以用来测量各种物理量、化学量和生物量,如位移、速度/加速度、压力、应力、应变、声、光、电、磁、热、PH值、离子浓度及生物分子浓度等 2 智能化(Smart)智能化传感器(Smart Sensor)是20世纪80年代末出现的另外一种涉及多种学科的新型传感器系统。
无线传感器网络应用技术综述
无线传感器网络应用技术综述本文将对无线传感器网络应用技术进行综述,介绍该技术的定义、原理、发展历程以及在各个领域中的应用情况。
无线传感器网络技术以其独特的优势,如可扩展性、灵活性、自组织性等,在智能家居、智能交通、环境监测等领域发挥着越来越重要的作用。
无线传感器网络技术是一种利用微型传感器节点之间的无线通信技术,通过自组织和多跳接力等方式,实现对环境中各种参数(如温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等)进行监测和数据传输的计算机网络系统。
无线传感器网络技术的发展迅速,自20世纪90年代出现以来,已经广泛应用于许多领域。
无线传感器网络技术的应用非常广泛,例如在智能家居领域,可以通过安装温度、湿度、光照等传感器,实现对家居环境的智能控制;在智能交通领域,可以通过在路面上安装传感器节点,实现对交通拥堵的实时监测和预警;在环境监测领域,可以通过在野外或城市中布置各种传感器,实现对空气质量、水质、噪音等环境参数的监测和数据采集。
无线传感器网络技术还可以应用于安全监控、农业物联网、智能医疗等领域。
无线传感器网络技术的优势在于以下几个方面:由于传感器节点体积小、功耗低,可以大量部署,从而实现对环境参数的全方位监测;无线传感器网络具有自组织和多跳接力特性,可以在没有基础设施的情况下进行快速组网和数据传输;无线传感器网络技术具有高度灵活性和可扩展性,可以根据需要随时增加或减少节点数量和监测范围。
然而,无线传感器网络技术也面临一些挑战,如可维护性、网络安全和数据传输等方面的问题。
例如,由于传感器节点的生命周期受到限制,需要定期进行更换和充电,因此需要解决节点的可维护性问题;同时,由于传感器节点之间的通信是无线的,容易受到干扰和攻击,因此需要采取有效的安全措施来保证网络安全;由于传感器节点的处理和存储能力有限,需要优化数据传输协议,以保证数据的实时性和准确性。
未来,随着物联网技术的不断发展,无线传感器网络技术的应用前景将更加广阔。
无线传感器执行器网络关键技术综述
K e y w o r d s :w i r e l e s s s e n s o r a n d a c t u a t o r n e t w o r k ( WS A N) ; n e t w o r k r a c h i t e c t u r e ; r o u t i n g a l g o i r t h m; c o o p e r a t i o n
者恒定 电源 ) 的执行 器节 点通 过 自组织 方式 形成 的 网络 ,
所要解决 的问题 。这里 , 从 网络 体系结 构 、 路 由算 法 、 协作
机制和容错机制 4个 方面来 介绍 当今 WS A N关键 技术 的
发展现状 。
其 目的是 由传感节点 协作采集 、 处理 和传输 网络覆盖 区域
me c h a n i s m ;n e t w o r k f a u l t . t o l e r nc a e
0 引 言
点间的通信方式主要 为无 线通信 , 易受外界环境干扰 , 同时
无线传感器执行器网络 ( WS A N) 是 由部署在监测 区域 内大量低成本 、 低功耗 、 具备感知 、 数据处理 、 存储 和无 线通
l a t e s t p r o g r e s s i n n e t wo r k a r c h i t e c t u r e , r o u t i n g a l g o i r t h m, c o o p e r a t i o n me c h a n i s m a n d n e t w o r k f a u l t — t o l e r a n c e o f WS AN i s a d d r e s s e d , a n d d e v e l o p me n t t r e n d i n t h e f u t u r e i s d i s c u s s e d .
军事通信中的无线传感器网络技术综述
军事通信中的无线传感器网络技术综述无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,简称WSN)作为一种新兴的通信技术,在军事领域扮演着重要的角色。
本文将对军事通信中的无线传感器网络技术进行综述,探讨其应用、优势和挑战。
无线传感器网络是一种由大量分布式的无线传感器节点组成的网络。
每个节点具备自己的感知、处理和通信功能,能够感知环境中的各种数据,并通过自组织、自动配置的方式进行数据传输和处理。
这种网络结构使得军事通信能够实现广域覆盖,提供实时感知和信息传输能力,有助于决策制定和战场指挥。
在军事通信中,无线传感器网络技术应用广泛。
首先,无线传感器网络可用于环境监测。
通过部署大量传感器节点,实时感知和监测军事基地、边境、战场等区域的温度、湿度、气体浓度等环境参数,以确保军事设施的安全性和健康状况。
其次,无线传感器网络还可以用于目标探测和追踪。
通过传感器节点的联动与协作,可以实现对目标的多维度监测,提高传感器的信道容量和信息获取能力。
无线传感器网络的分布式部署和自组织特性,使得目标的追踪和跟踪变得更加灵活和高效。
此外,无线传感器网络在军事通信中的另一个重要应用是战场情报收集和共享。
将传感器节点布设在战场附近的敌方领土或者敌军集结地,通过感知和收集敌军活动、通信、武器装备等情报信息,以提供给友军进行战术决策。
同时,无线传感器网络还能够建立战场实时通信网络,实现战场指挥官和作战人员之间的实时信息传输和共享。
无线传感器网络技术在军事通信中具有许多优势。
首先,它具有分布式布置和自组织能力,节点之间无需中心节点进行协调,能够抵抗节点的单点故障,实现高可靠性和鲁棒性。
其次,无线传感器网络通过自适应的功率控制和路由算法,能够实现自组织和拓扑优化,提高网络的性能和能源效率。
最后,无线传感器网络可以适应不同的环境和任务需求,通过自动配置和网络重构,实现网络的灵活性和可扩展性。
然而,军事通信中的无线传感器网络技术也面临一些挑战。
(完整版)无线加速度传感器文献综述
无线加速度传感器文献综述一、研究现状无线加速度传感器是传感器技术、MEMS技术、微处理器和无线通信技术相结合的产物,由加速度传感器、微处理器、射频收发芯片及电源构成。
目前,国内外无线加速度传感器,包括其他类型的无线传感器,按体系结构可分为三大类:(1)COTS( Commercial Off The Shelf)节点,该类节点中的传感器、微处理器、通信模块等使用的都是现成的商用产品。
典型代表有美国伯克利大学加州分校(UCB)的MICATelos节点,欧洲传感器研究项目小组开发的EyesIFX节点,中科院研究的GAIN系列也属于该类节点。
这种节点除了无线传感器的共同特点外还具有低成本、短周期、技术门槛相对较低等优势,被各高校和研究机构广泛采纳,所以该类型的节点是最多的。
(2)SOC(System On Chip)节点,该类节点只使用一个芯片,就可实现节点的数据采集、控制和通信功能。
SOC节点通常都为特定的应用而开发,由于需要芯片设计能力,因此开发门槛较高,成果相对较少。
典型代表有Rockwell科学实验室的WINS节点、麻省理工开发的uAMPS-III等。
(3)Smart Dust节点,又称微型节点或尘埃节点。
该类节点使用了业界最尖端的技术,体积只有几个平方毫米,通常为军事应用而开发,微型节点的代表为Smart Dust节点和SPEC节点,都由UCB研制。
内嵌微处理器是无线加速度传感相比于传统传感器的又一特点,微处理器负责控制传感器进行数据的采集、处理和收发。
二、无线加速度传感器的工作原理无线加速度传感器实际上就是将以加速度传感器为核心的数据采集模块、微处理器为核心的数据预处理模块、射频芯片为核心的无线传输模块,以及以微电池能量模块集成并封装在一个外壳内的系统。
无线加速度传感器工作时,加速度传感器检测加速度信号(模拟信号),然后送入A/D转换器使其转换为数字信号,在作A/D转换之前,一般会设置信号调理电路,用来放大和滤波(如对建筑结构的检测,由于大跨度桥梁等大型建筑结构的自振频率较低,而桥面振动、桥梁负荷冲击等对振动信号的影响又相对较大,因此,在A/D采样之前需对模拟信号作抗混滤波处理,以滤除或降低高频干扰)。
详解无线传感器网络定位技术
详解无线传感器网络定位技术1 引言无线传感器网络作为一种全新的信息获取和处理技术在目标跟踪、入侵监测及一些定位相关领域有广泛的应用前景。
然而,无论是在军事侦察或地理环境监测,还是交通路况监测或医疗卫生中对病人的跟踪等应用场合,很多获取的监测信息需要附带相应的位置信息,否则,这些数据就是不确切的,甚至有时候会失去采集的意义,因此网络中传感器节点自身位置信息的获取是大多数应用的基础。
首先,传感器节点必须明确自身位置才能详细说明“在什么位置发什么了什么事件”,从而实现对外部目标的定位和跟踪;其次,了解传感器节点的位置分布状况可以对提高网络的路由效率提供帮助,从而实现网络的负载均衡以及网络拓扑的自动配置,改善整个网络的覆盖质量。
因此,必须采取一定的机制或算法来实现无线传感器网络中各节点的定位。
无线传感器网络定位最简单的方法是为每个节点装载全球卫星定位系统(GPS)接收器,用以确定节点位置。
但是,由于经济因素、节点能量制约和GPS 对于部署环境有一定要求等条件的限制,导致方案的可行性较差。
因此,一般只有少量节点通过装载GPS 或通过预先部署在特定位置的方式获取自身坐标。
另外,无线传感器网络的节点定位涉及很多方面的内容,包括定位精度、网络规模、锚节点密度、网络的容错性和鲁棒性以及功耗等,如何平衡各种关系对于无线传感器网络的定位问题非常具有挑战性。
可以说无线传感器网络节点自身定位问题在很大程度上决定着其应用前景。
因此,研究节点定位问题不仅必要,而且具有很重要的现实意义。
2 WSN 定位技术基本概念2.1 定位方法的相关术语1)锚节点(anchors):也称为信标节点、灯塔节点等,可通过某种手段自主获取自身位置的节点;2)普通节点(normal nodes):也称为未知节点或待定位节点,预先不知道自身位置,需使用锚节点的位置信息并运用一定的算法得到估计位置的节点;3)邻居节点(neighbor nodes):传感器节点通信半径以内的其他节点;4)跳数(hop count):两节点间的跳段总数;5)跳段距离(hop distance):两节点之间的每一跳距离之和;6)连通度(connectivity):一个节点拥有的邻居节点的数目;7)基础设施(infrastructure):协助节点定位且已知自身位置的固定设备,如卫星基站、GPS 等。
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]。
无线传感器网络应用综述
无线传感器网络应用综述众所周知,无线传感器网络(WSNs)已成为一种新型的、廉价的传感技术,具有实时性和可便携性等优势,将在以后许多领域中发挥重要作用。
它以分布式的方式收集、处理和传输环境特征信息,在现实斗牛中具有重要战略意义,对改善人们的生活和保护环境等来说也有重要的作用。
本文综述了无线传感器网络的应用,包括它的发展趋势、行业应用情况、技术实现和未来趋势。
首先,无线传感器网络的发展趋势是针对更加可靠的、精确的应用而设计的,诸如实时系统、健康监测和农业监测等。
越来越多的应用软件在不断改进和发展,以提高系统性能。
其次,无线传感器网络在各行业领域得到了普遍应用,如工业自动化、智能家居、军事、建筑环境监测等。
在工业自动化领域,它可以提供实时状态监测、远程控制和数据存储等服务;在智能家居领域,它可以实现电子家居控制、安全管理和环境监测等功能;在军事领域,它可以检测和跟踪武器和干扰等数据;在建筑领域,它可以实现室内外温度监测与控制等。
此外,无线传感器网络还应用在其他领域,如医疗护理和电力运行等。
再次,无线传感器网络的技术实现包括现有传感器技术(如多功能感应器或生物感应器)的发展和改进,以及新型传感器技术的应用。
例如,近年来,二维材料的应用极大地改变了无线传感器网络的发展趋势,使得现代传感器更迷你化、更加高效、更快采集数据,从而提升了系统的监测效率和精准性。
另外,现代传感器技术也可以提供多样化的功能,如能够检测雾霾温度和湿度等数据,使其更灵活、实用。
最后,今后无线传感器网络的发展方向将更多地花费在技术的提升上,如精密制造、可穿戴传感器和大数据的应用等,以更好满足客户需求,提升系统的可靠性和可持续性。
同时,随着技术发展,无线传感器网络更可能集成低功耗、大范围监测等新技术,更有效地实现仪器监测和状态检测等功能。
从上面可以总结出,随着技术的发展和应用,无线传感器网络(WSNs)将有助于与现有系统结合,提高信息共享能力,使智能化和可持续性水平更高,例如环境健康、路况监测、安全战略分析、能源管理等。
物联网中的无线传感器网络技术综述
物联网中的无线传感器网络技术综述无线传感器网络技术(Wireless Sensor Network, WSN)是物联网技术的重要组成部分之一,旨在将传感器和网络技术结合,实现小型节点的低成本、低功耗和高度智能化。
此类网络能够通过自组织方式自发地建立一个联合网络,旨在使物联网的应用更加深入、细致和准确。
本文将综述无线传感器网络技术在物联网中的应用,以及技术特点和发展趋势,为读者全面介绍无线传感器网络技术。
一、无线传感器网络技术概念及原理1.1 无线传感器网络简介传感器是物联网中非常重要的一种设备。
随着物联网技术的不断发展,传感器的应用范围越来越广泛,从工业生产到生活设备及各行各业中几乎无所不在。
然而,由于成本和能耗的限制,传感器的单体能力存在着极大的局限性。
为此,无线传感器网络技术横空出世,这项技术为传感器节点提供了一种联合使用的方式。
通过无线传感器网络技术,传感器节点在网络中进行数据交互和协作,从而实现远程监测和控制等多种应用。
1.2 无线传感器网络原理无线传感器节点由传感器、处理器、通信模块和电源组成。
在传感器网络中,节点彼此组合形成一个联机网络,节点之间之间通过无线方式进行数据交换。
无线传感器网络是典型的分布式系统,每个节点都可以与周围节点通信,通过传输能量和传输信息来完成网络应用。
在无线传感器网络中,传感器节点通过不断的自适应和自学习,定期地收集和分析周围环境的参数,形成一个感知环境的虚拟网络,从而为物联网应用提供有力支撑。
二、无线传感器网络技术的应用领域2.1 工业领域工业领域是典型的无线传感器网络应用领域之一。
在制造业中,无线传感器节点可以扮演重要角色,通过在生产过程中采集和分析数据,改善生产过程,提高生产效率,节省资源成本,加强产品质量控制等,其应用价值非常显著。
例如:在制造过程中,精确定位和测量配套设备的运行状态就可以由传感器节点来完成。
2.2 环境领域环境领域是另一个重要的无线传感器网络应用领域。
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万方数据
转旆情况的麻用,培于少数已知竹点的 位性Ⅱ}充“最少的硬件资源犀低的成 奉和徒#E定位*点位置的技术”,
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能够胜任这项i作”“。^们n蛙计未柬
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(I)物理层通信晦议研究f々巷∞ M络的传输蝶体频段选择调制方式等
(2)安垒管理研究无线传感。忘
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军事、环境监测
1,军事应用
医疗健康空间探
测Tn生产等领域””。
信E,攻击信息等”’I。
3席用g支撑技术 (1)时间同步针对网络时间间步
从某种意卫而言.无线传悠器网络
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提高监测的精确度.井降低对单一传巷
与传感控制器相连,构成有综音多种信 邑能力的传巷器网络…l第二代传感罄目 络出现在20世纪90年代后期和车世纪 初.用县有智能获取多种估电信号的恃
燎器,采用现场总线连接传氅控制器.
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康∞l题。sensor节点披安置在老年人身
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医生可以利用恃感☆目络.随时对病^的
各项健康指标以厦晒动情况进行监洲.为 远程医疗技术的发展提供r很大的使利
2
要求鞍高情况的应用。例如基于TDMA的
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71
Intel研究巾・C,}II用无线传整嚣M铬
奠跟羔;=敌^战场监视H标H盎。
*发的岂^看护系统,盛时樯蒯他们的健
控制!个方面.目前邯C经有r比较成熟 的解决方法.为无线传感器Ⅻ络投^实 际应用提供r理论基础“l。恃感器目培 低成奉、低功耗的特点.使其町以大范围 地散布设置在一定医域.即使足人类无法 到达的区域.都能正常I作.应用面比较 广眨。目封的无线传感器网络常应用于
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取轩外的研究数据也提供r方便。侧如.
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子技术的发展,使得开发低功耗小体桃 低价格I目时奥成柯微传巷器执行器.微 处理器和无线通信等多种功能邬悼的无线 传感器#点成为Ⅱ能”o。相对十传统传碧 器而言.我们t般所指的WSN节点型%田
I通信搏议
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目非常r,依靠愕纨的数据收集和统计方 法已经无法m常进行.无线传感器目络刚
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课题。近年来,我国的一转科研院所和 旆校已积极艟歼T法领域的研究』怍. 中科院以Ⅱ清华大学等大平部对WSN倾 注r很大的研究力蕞。妊过几年时问的 努力.初步建市丁传感*目络系缱的研 究平台.在无线智能传巷器目络通fj技 术徽犁传感器恃感器端凯,移动机 站和赢用系统等方面取得丁很大进步,
(2)数据链路层晦议研究目络拓 扑信道接八方式拓扑包括平面结构舟 B结构混台结构以雎M∞b结构,信道介 ^包括固定分配随机竞争方式或以上两 青的混合方式”}。 (3)日络层协议:即路由协议的研 究,路由协议分为平面和奥群阿种.平面
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2010 13 053
无线传感器网络应用技术综述
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络‘&成为7科学研竞#墟量精§的课道 之一,“起Ti&毒和学术荐A}研究青 的*&.通过怠螬自熹方日的i作.蟑述 在不甩领域中t搓侍直#月培的实际应 用,并对具体直肿的一§t-:t"ff性进行9 竹.在此基础上提女若干值辟基接研览岣 方i.
h.能哆感知到各项行动.井相应地作
出m确提醒.id隶下老年人的垒揶活
的传感8,采用无线自纰缎接^刚绪, 与恃感器目墙控制女连接.构成w SN
WsN是新兴的F代传感器目络. 最早的代表性沦进出现往】999年、鼬后 该研究方向Ⅲ起了许多同京的擞太盖讳。 美国甲在r个世h90年代就若下对具有现 代意卫的WSN№阡了兜期研究.美圳的 --些大jI{11T女司也』F始通过2_高校台怍的
自动进行管理,自琦进轩调度,“适点币 断变他的自身条件和外部环境.僳持自
身I作的连续性和高技性”1。
三.无线传感器网络的发展历
程
传盛器M帑已链经历了口代的筮艟Ⅲ 程。翦一代传燎器网络出现在20世纪70
H点的低功耗、微型他高度塑成低价
一.无线传礤器网络简介
随若微机电系统的】B速发艟.片上 系统SoC(System
Air
En目nee耐设计rtIVAC系
Ventilation and Air
蚌下2004年9月在北京进行了大规模外场 演示.部分成粜已在实际Idition},将无线传臻器网络布置任办
&尢接中.吱时监删楼内的温度和空气质
四、研究与应用现状
无线传巷#网络的研究士荽集中在通 信(协议路出检错琴)、节能和删络
组0地进行I怍,为#^:备十领域的应用
奠定T幕础g将盒孕育卅越来越多新的 血用攘武。
伯克利分枝.部庄*展WSN片而的研究
I作”“。我闰时WSN的发腱也非常t 视。从2002年开蛄.国家自然科学基金 蚕目会已经批准rWSN相差的多个课 陋,住目寡发腱吐革壬H含的F代H
五、目前研究的热点问题及束 来研究方向
实i№羿.乃莹馓出反应“1。无线恃感8目
镕WSN(wimless№㈣Network】,B