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无线传感器的基本网络架构

发布日期:2020-08-19 08:49

  无线传感器网络由温度、湿度、压力、位置、振动、声音等节点组成,这些节点可以用于各种实时应用中,完成智能检测、邻居节点发现、数据处理和存储、数据采集、目标跟踪、监测和存储等任务基站和节点之间的控制、同步、节点定位和有效路由。

  近年来,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)在处理器、通信和低功耗嵌入式计算设备等方面的技术不断发展,是目前商业和工业应用中最为标准的服务。无线传感器网络由温度、湿度、压力、位置、振动、声音等节点组成,这些节点可以用于各种实时应用中,完成智能检测、邻居节点发现、数据处理和存储、数据采集、目标跟踪、监测和存储等任务基站和节点之间的控制、同步、节点定位和有效路由。

  目前,无线传感器网络正开始以增强的方式组织起来,预计10到15年后,世界将受到无线传感器网络的保护,并通过互联网向它们提供服务,这可以用互联网变成物理网络来衡量。这项技术在医疗、环境、交通、军事、娱乐、国土防卫、危机管理以及智能空间等许多应用领域都具有无限的潜力。

  无线传感器网络是一种无线网络,包括大量循环的、自定向的、微小的、低功耗的设备,称为传感器节点(motes)。这些网络当然覆盖了大量的空间分布的、小型的、电池供电的嵌入式设备,这些设备通过网络来收集、处理数据,并将数据传输给运营商,它控制了计算和处理的能力。节点是微型计算机,它们共同工作形成网络。贵州快3

  传感器节点是一种多功能、节能的无线设备。节点在工业上的应用十分广泛,传感器节点的集合从环境中收集数据,以实现特定的应用目标。在无线传感器网络中,节点的数量可以是成百上千的,与传感器网络相比,Ad Hoc网络在没有任何结构的情况下具有更少的节点。

  关于无线传感器网络体系结构,最常见的WSN架构遵循OSI架构模型。无线传感器网络的体系结构包括五层和三个交叉层。在传感器网络中,我们主要需要五层,即应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。这三个跨平面分别是电源管理、移动性管理和任务管理。这些层的无线传感器网络被用来完成无线传感器网络,并使传感器协同工作,以提高无线传感器网络的整体效率网络。

  应用层负责流量管理,并为许多应用程序提供软件,这些应用程序以清晰的形式转换数据以查找积极的信息。传感器网络在农业、军事、环境、医疗等领域有着广泛的应用。

  传输层的功能是提供拥塞避免和可靠性,其中许多提供此功能的协议在上游都是实用的。这些协议使用不同的机制来识别和恢复丢失。当一个系统计划与其他网络连接时,传输层是完全必要的。

  提供一个可靠的损失恢复是更节能的,这是TCP不适合无线传感器网络的主要原因之一。一般来说,传输层可以分为包驱动和事件驱动。在传输层有一些流行的协议,即STCP(传感器传输控制协议)、PORT(价格导向的可靠传输协议)和PSFQ(泵慢速获取。

  网络层的主要功能是路由,它有很多基于应用的任务,但实际上,主要任务是在节能、部分内存、缓冲区,传感器没有通用的ID,必须是自组织的。

  路由协议的简单思想是根据一个被称为度量(metric)的确信尺度来解释可靠的车道和冗余的车道,而度量尺度因协议而异。现有的网络层协议很多,可以分为平面路由和层次路由,也可以分为时间驱动、查询驱动和事件驱动。

  数据链路层负责复用数据帧检测、数据流、MAC和差错控制,确认点-点(或)点-多点的可靠性。

  物理层提供用于在物理介质上传输比特流的边缘。该层负责频率的选择、载波频率的产生、信号检测、调制和数据加密。IEEE 802.15.4被认为是典型的低速率特定区域和无线传感器网络,具有低成本、低功耗、低密度、通信范围等优点,可以提高电池的使用寿命。CSMA/CA用于支持星对点拓扑结构。IEEE 802.15.4.V有几个版本。

  无线传感器网络的特点包括以下几个方面:带电池节点的功耗限制;处理节点故障的能力;节点的一些移动性和节点的异构性;大规模分布的可扩展性;确保严格环境条件的能力;使用简单、跨层设计、无线传感器网络的优势。

  无线传感器网络的优点包括:网络安排可以在没有固定基础设施的情况下进行;适用于山区、海上、农村、森林等难以到达的地方;如果需要额外的工作站时出现临时情况,会比较灵活;执行定价便宜;它避免了大量的布线;它可以随时为新设备提供住宿;它可以通过使用集中监视打开等。

  无线传感器网络可以由许多不同类型的传感器组成,如低采样率、地震、磁、热、视觉、红外、雷达和声学,这些传感器能够很好地监测各种环境状况,传感器节点用于执行器的恒定感应、事件ID、事件检测和本地控制。无线传感器网络的应用主要包括军事应用、健康应用程序、环境应用、家庭应用程序、商业应用、区域监测、卫生保健监测、环境/地球感应、空气污染监测、森林火灾探测、滑坡探测、水质监测、工业监测等商业领域。

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