第7章 无线传感器网络PPT课件

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Jin & Jiang, 无线网络技术教程：原理、应用与仿真实验, Tsinghua University Press
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无线传感器网络的体系结构
无线传感器网络的应用系统架构
☆WSN涉及数据采集、处理和传输三种功能，对 应现代信息技术中的传感器技术、计算机技术和 通信技术
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☆WSN综合了传感器、嵌入式计算、分布式信息 处理、无线通信等技术，能协作地实时监测、感 知、采集网络区域内的各种环境或被监测对象的 信息，并处理信息，进一步获取更详尽准确的数 据，传送给需要这些数据信息的用户。
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WSN宏观系统框架
无线传感器网络包含传感器节点(Sensor Node)、 汇聚节点(Sink Node)和管理节点(Manager Node)
第7章 无线传感器网络
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第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
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WSN与传统网络区别特性
无线传感器网络的特性 ☆WSN是集成了监测、控制以及无线通信的网络
系统，节点数目庞大、分布密集。
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现代信息技术 传感器技术
传感计器算技机术技术 通信技术
信息系统 感官
传感器大技脑术 神经
无线传感器网络
WSN技术与信息系统的对应关系
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本章内容简介
☆无线传感器网络概述 ☆无线传感器网络的体系结构 ☆无线传感器网络的通信协议 ☆无线传感器网络的应用 ☆无线传感器网络的研究进展 ☆无线传感器网络的仿真
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☆无线传感器节点的处理能力、存储能力、通信
能力和电池能量等都十分有限。
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WSN的特点 ☆网络规模大 ☆低速率 ☆低功耗 ☆低成本 ☆短距离 ☆高可靠 ☆动态性
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无线传感器网络概述
无线传感器网络的背景
☆通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的飞 速发展和日渐成熟 ☆各种具备感知、计算和通信能力的微型传感器 的出现 ☆由许多微型传感器共同构成的无线传感器网络 备受关注 ☆WSN可使人们在任何时间、任何地点和任何环 境条件下获得大量详实可靠的物理世界的真实信 息。
☆传感器、感知对象和用户是WSN的三个基本要 素
☆协作式的感知、采集、处理和发布感知信息是 WSN的基本功能
☆无线网络是传感器之间、传感器与用户之间的 通信路径
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无线传感器网络的研究热点
☆能量
传感器节点由于电池供电，能量有限，节点生 存期受到较大限制。如果节点因能量耗尽而终止 工作，会改变网络拓扑，可能造成通信阻碍，如 何降低功耗、提高能量效率，是WSN应用中的 一个重要问题。（无线充电方式，太阳能等可以 在无线传感网络中应用）
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WSN面临的技术挑战
☆通信能力有限 ☆电源能量有限 ☆传感器计算能力有限 ☆传感器数量大、分布范围广 ☆网络动态性 ☆大规模的分布式触发器 ☆感知数据流巨大（实时性决定） ☆以数据为中心
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无线传感器网络的研究热点
☆安全
使用无线信道传输信息，使WSN存在窃听、人 为干扰、恶意路由、消息篡改等安全威胁。由于 节点能量和处理存储能力有限，使得一些用于有 线网络和普通威远县网络中的算法无法执行。所 以WSN中的安全问题也是一个研究热点。
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无线传感器网络的研究热点
☆跨层设计
这几一个对不同应用均能保持最有性能的 WSN较困难。研究者在协议栈各层对能量约束 、不同应用要求、网络差异性等进行了相当长的 研究，但往往仅局限于网络的某一层，而忽略了 隔层之间的相互联系。因此，WSN中需要采用 自适应的跨层优化协议，参考Internet中的分层 设计思想。