A. 無線感測器網路定位演算法如何模擬如何對已有演算法進行改進實際工作中,研究無線感測器需要哪些知識
數學,優化用的,具體什麼忘了,以前老師講過
另外誤差本身也不單單是受到演算法的影響,應該說是一個系統工程
我本來也想做定位演算法優化的,後來又不想搞了,手頭還有幾本WSN的書,可以低價轉讓呵
還有幾篇paper
這么說吧,思路是這樣的,先早幾篇這方面的論文,拿來反復閱讀,然後根據這些論文對於的reference你能大概了解這個領域(某文章被引用的次數多那意義也不一般,google有個搜學術論文的可以看到引用次數)。讀這些paper本身是比較吃力的,可能幾天才能讀懂一篇。這樣大概你就能了解定位演算法這塊前輩們都已經做到什麼程度了,然後你再搜一些新近發表的paper看看他們都是幹嘛,然後你覺得還能在人家的基礎上做點什麼就ok了。
除非真要搞研究,否則一句話,拿文憑,早點畢業,別去淌這個水,現在社會金錢第一。
B. 無線感測器在網路中的應用設計
下面是由整理的畢業設計論文《無線感測器在網路中的應用設計》,歡迎閱讀。
1引言
無線感測器網路(Wireless Sensor Networks,簡稱WSNs)是由部署在監測區域內大量的廉價微型感測器節點組成,通過無線通信形成一個多跳自組織網路系統,能夠實時監測、感知和採集網路分布區域內監視對象的各種信息,並加以處理,完成數據採集和監測任務。WSNs綜合了感測器、嵌入式計算、無線通訊、分布式信息處理等技術,具有快速構建、自配置、自調整拓撲、多跳路由、高密度、節點數可變、無統一地址、無線通信等特點,特別適用於大范圍、偏遠距離、危險環境等條件下的實時信息監測,可以廣泛應用於軍事、交通、環境監測和預報、衛生保健、空間探索等各個領域。
2節點的總體設計和器件選型
2.1節點的總體設計
WSNs微型節點應用數量比較大,更換和維護比較困難,要求其節點成本低廉和工作時間盡可能長;功能上要求WSNs中不應該存在專門的路由器節點,每個節點既是終端節點,又是路由器節點。節點間採用移動自組織網路聯系起來,並採用多跳的路由機制進行通信。因此,在單個節點上,一方面硬體必須低能耗,採用無線傳輸方式;另一方面軟體必須支持多跳的路由協議。基於這些基本思想,設計了以高檔8位AVR單片機ATmega128L為核心,結合外圍感測器和2.4 GHz無線收發模塊CC2420的WSNs微型節點。這兩款器件的體積非常小,加上外圍電路,其整體體積也很小,非常適合用作WSNs節點的元件。
圖1給出WSNs微型節點結構。它由數據採集單元、數據處理單元、數據傳輸單元和電源管理單元4部分組成。數據採集單元負責監測區域內信息的採集和數據轉換,設計中包括了可燃性氣體感測器和濕度感測器;數據處理單元負責控制整個節點的處理操作、路由協議、同步定位、功耗管理、任務管理等;數據傳輸單元負責與其他節點進行無線通信,交換控制消息和收發採集數據;電源管理單元選通所用到的感測器,節點電源由幾節AA電池組成,實際工業應用中採用微型紐扣電池,以進一步減小體積。為了調試方便及可擴展性,可將數據採集單元獨立出來,做成兩塊能相互套接的可擴展主板。
2.2處理器選型
處理器的選型要求和指標是功耗低,保證長時間不更換電源也能順利工作,供給電壓小於5 V,有較快的處理速度和能力,由於節點是需要大量安置的,所以價格也要相對便宜。選用AVR單片機,考慮到電路中I/O的個數不多,功耗低、成本低、適合與無線器件介面配合等多方面因素,綜合對比後,選用Atmel公司的ATmega128L。該微型控制器擁有豐富的片上資源,包括4個定時器、4 KB SRAM、128KB Flash和4 KBEEPROM;擁有UART、SPI、I2C、JTAG介面,方便無線器件和感測器的接入;有6種電源節能模式,方便低功耗設計。
2.3無線通信器件選型 CC2420是一款符合ZigBee技術的高集成度工業用射頻收發器,其MAC層和PHY層協議符合802.15.4規范,工作於2.4 GHz頻段。該器件只需極少外部元件,即可確保短距離通信的有效性和可靠性。數據傳輸單元模塊支持數據傳輸率高達250 Kb/s,即可實現多點對多點的快速組網,系統體積小、成本低、功耗小,適於電池長期供電,具有硬體加密、安全可靠、組網靈活、抗毀性強等特點。
2.4感測器選型
由於WSNs是用於礦下安全監測,常要檢測礦下可燃氣體的濃度(預防瓦斯氣體濃度過高)和空氣濕度,所以要選擇測量氣體濃度和濕度的感測器。
2.4.1 HIH-4000系列測濕感測器
HIH-4000系列測濕感測器作為一個低成本、可軟焊的單個直插式組件(SIP)能提供儀表測量質量的相對濕度(RH)感測性能。RH感測器可用在二引線間有間距的配量中,它是一個熱固塑料型電容感測元件,其內部具有信號處理功能。感測器的多層結構對應用環境的不利因素,諸如潮濕、灰塵、污垢、油類和環境中常見的化學品具有最佳的抗力,因此可認定它能適用礦下環境。
2.4.2 MR511熱線型半導體氣敏元件
MR511型氣敏元件利用氣體吸附在金屬氧化物半導體表面而產生熱傳導變化及電傳導變化的原理,由白金線圈電阻值變化測定氣體濃度。MR511由檢測元件和補償元件配對組成電橋的兩個臂,遇可燃性氣體時,檢測元件的電阻減小,橋路輸出電壓變化,該電壓變化隨氣體濃度的增大而成比例增大,補償元件具有溫度補償作用。MR511除具有靈敏度高、響應恢復時間短、穩定性好特點外,還具有功耗小,抗環境溫濕度干擾能力強的優點。WSNs的節能和井下惡劣溫濕環境要求MR5111可以滿足。
3 WSNs節點設計
3.1數據採集單元
考慮到無線感測器網路節點的節能和井下惡劣的溫濕環境,為了便於數據採集,系統設計採用HIH-4000-01型測濕度感測器和MR511熱線型半導體氣體感測器。圖2、圖3分別給出其電路設計圖。
3.2數據處理單元
ATmega128L的外圍電路設計簡單,設計時注意在數字電路的電源並人多隻電容濾波。ATmega128L的工作時鍾源可以選取外部晶振、外部RC振盪器、內部RC振盪器、外部時鍾源等方式。工作時鍾源的選擇通過ATmega128L的內部熔絲位來設計。熔絲位可以通過JTAG編程、ISP編程等方式設置。ATmega128L採用7.3728 MHz和32.768 kHz兩個外部晶振。前者用作工作時鍾,後者用作實時時鍾源。
3.3數據傳輸單元
3.3.1 CC2420外圍電路設計
圖4給出數據傳輸單元的外圍電路。CC2420隻需要極少的外圍元器件。其外圍電路包括晶振時鍾電路、射頻輸入/輸出匹配電路和微控制器介面電路3部分。
射頻輸入/輸出匹配電路主要用來匹配器件的輸入輸出阻抗,使其輸入輸出阻抗為50 Ω,同時為器件內部的PA及LNA提供直流偏置。射頻輸入/輸出是高阻抗,有差別。射頻端最適合的負載是115+j180 Ω。C61、C62、C71、C81、L61組成不平衡變壓器,L62和L81匹配射頻輸入輸出到50 Ω;L61和L62同時提供功率放大器和低雜訊放大器的直流偏置。內部的T/R開關是為了切換低雜訊放大器/功率放大器。R451偏置電阻是電流基準發生器的精密電阻。CC2420本振信號既可由外部有源晶體提供,也可由內部電路提供。若由內部電路提供時,需外加晶體振盪器和兩只負載電容,電容的大小取決於晶體的頻率及輸入容抗等參數。設計採用16 MHz晶振時,其電容值約為22 pF。C381和C391是外部晶體振盪器的負載電容。片上電壓調節器提供所有內部1.8 V電源的供應。C42是電壓調節器的負載電容,用於穩定調節器。為得到最佳性能必須使用電源去耦。在應用中使用大小合適的去耦電容和功率濾波器是非常重要的。CC2420可以通過4線SPI匯流排(SI、SO、SCLK、CSn)設置器件的工作模式,並實現讀,寫緩存數據,讀/寫狀態寄存器等。通過控制FIFO和FIFOP引腳介面的狀態可設置發射/接收緩存器。
3.3.2配置IEEE 802.15.4工作模式
CC2420為IEEE 802.15.4的數據幀格式提供硬體支持。其MAC層的幀格式為:頭幀+數據幀+校驗幀;PHY層的幀格式為:同步幀+PHY頭幀+MAC幀,幀頭序列的長度可通過設置寄存器改變,採用16位CRC校驗來提高數據傳輸的可靠性。發送或接收的數據幀被送入RAM中的128位元組緩存區進行相應的幀打包和拆包操作。表1給出CC2420的四線串列SPI介面引腳功能。它是設計單片機電路的依據,充分發揮這些功能是設計無線通信產品的前提。
3.3.3 CC2420與單片機介面電路設計
圖5給出CC2420與ATmega128L單片機的介面電路。CC2420通過簡單的四線(SI、SO、SCLK、CSn)與SPI兼容串列介面配置,這時CC2420是受控的。ATmega128L的SPI介面工作在主機模式,它是SPI數據傳輸的控制方;CC2420設為從機工作方式。當ATmega128L的SPI介面設為主機工作方式時,其硬體電路不會自動控制SS引腳。因此,在SH通信時,應在SPI介面初始化,它是由程序控制SS,將其拉為低電平,此後,當把數據寫入主機的SPI數據寄存器後,主機介面將自動啟動時鍾發生器,在硬體電路的控制下,移位傳送,通過MOSI將數據移出ATmega128L,並同時從CC2420由MISO移人數據,8位數據全部移出時,兩個寄存器就實現了一次數據交換。
4結語
通過對於無線感測器網路節點中感測器元件、數據處理模塊、數據傳輸模塊和電源的選擇,設計了一種以CC2420和ATmega128L為主體的硬體方案。利用該方案設計的CC2420和ATmega128L的外圍電路以及兩者之間的介面電路。此外,還對感測器與單片機的介面電路進行設計。通過實驗驗證,設計的硬體節點基本上達到了項目要求,經調試能通過感測器正確真實地採集數據,並實現兩個無線節點(兩個電路板。AA電池供電)在30 m左右的通信、傳輸數據、並反映到終端設備。
C. 無線感測器網路節點硬體的模塊化設計
無線感測器網路節點硬體的模塊化設計
隨著人們對於環境監測要求的不斷提高,無線感測器網路技術以其投資成本低、架設方便、可靠性高的性能優勢得到了比較廣泛的應用。由於無線感測器網路節點需要實現採集、處理、通信等多個功能,因此硬體上採用模塊化設計可以大大提高網路節點的穩定性和安全性。那麼下面我就來討論一下無線感測器網路節點硬體的模塊化設計。
1 CC2430晶元簡介
CC2430是一款工作在2.4 GHz免費頻段上,支持IEEE 802.15.4標準的無線收發晶元。該晶元具有很高的集成度,體積小功耗低。單個晶元上整合了ZigBee射頻(RF)前端、內存和微控制器。CC2430擁有1個8位MCU(8051),8 KB的RAM,32 KB、64 KB或128 KB的Flash,還包含模擬數字轉換器(ADC),4個定時器(Timer),AESl28協處理器,看門狗定時器(Watchdog-timer),32.768 kHz晶振的休眠模式定時器,上電復位電路(Power-on-Reset),掉電檢測電(Brown-out-Detection),以及21個可編程I/O介面。
CC2430晶元採用0.18μm CMOS工藝生產,工作時的電流損耗為27 mA;在接收和發射模式下,電流損耗分別為26.7 mA和26.9 mA;休眠時電流為O.5 μA。CC2430的休眠模式和轉換到主動模式的超短時間的特性,特別適合那些要求電池壽命非常長的應用。
2 無線感測器網路系統結構
整個無線感測器網路由若干採集節點、1個匯聚節點、1個中轉器、1個上位機控制中心組成,系統結構如圖1所示。無線感測器網路採集節點完成數據採集、預處理和通信工作;匯聚節點負責網路的發起和維護,收集並上傳數據,將中轉器下發的命令通告採集節點;中轉器負責上傳收集到的數據並將控制中心發出的命令信息傳遞給匯聚節點;控制中心負責處理最終上傳數據,並且可以由用戶下達網路的操作命令。
採集節點和匯聚節點由CC2430作為控制核心,採集節點可採集並傳遞數據,匯聚節點負責收集所有採集節點採集到的數據。中轉器採用ARM處理器作為控制核心,和匯聚節點採用串口通信,以GPRS通信方式和上位機控制中心進行交互。上位機控制中心實現人機交互,可以處理、顯示上傳的數據並且可以直接由客戶下達網路動作執行命令。
3 節點模塊化設計
匯聚節點和採集節點在硬體配置上基本相同,採用模塊化設計使得設計通用性更好。
每個節點主要由控制模塊、無線模塊、採集模塊、電源模塊4部分構成。
3.1 控制模塊
控制模塊主要由CC2430及其外圍電路構成,完成對採集數據的處理、存儲以及收發工作,並對電源模塊進行管理。晶元CC2430包括21個可編程I/0口,其中8路A/D介面,可滿足多路感測器的採集、處理需求。CC2430自帶了一個復位介面,外接一個復位按鍵可以實現硬體初始化系統。32 MHz晶振提供系統時鍾,32.768 kHz晶振供系統休眠時使用。
節點選用晶元FM25L256作為存儲設備,這是一款256 Kb鐵電存儲器,其SPI介面頻率高達25 MHz,低功耗運行以及10年的數據保持力保證了節點數據存儲的低成本以及可靠性。
3.2 無線模塊
無線模塊負責節點間數據和命令的傳輸,因此,合理設計無線模塊是節點穩定、高效通信的重要保證。
TI公司提供了一個適用於CC2430的微帶巴倫電路,這個設計把無線電RF引腳差分信號的阻抗轉換為單端50 Ω。由於該電路直接影響節點的通信質量,在使用前必須對其進行模擬驗證。設計中選用ADS模擬軟體進行模擬,採用了版圖和原理圖的聯合模擬方法。模擬電路圖如圖5所示,微帶電路為TI提供的微帶巴倫電路,分立元件均選自村田公司元件庫內的模型,嚴格保證了模擬數據的`真實性和可靠性。巴倫電路在工作頻段內(2.400~2.4835 GHz)信號傳輸特性高效、穩定。
3.3 採集模塊
採集模塊負責採集數據並調理數據信號。本設計中,監測的是土壤的溫度和濕度數據,採用的感測器是PTWD-3A型土壤溫度感測器以及TDR-3型土壤水分感測器。
PTWD-3A型土壤溫度感測器採用精密鉑電阻作為感應部件,其阻值隨溫度變化而變化。為了准確地進行測量,採用四線法測量電阻原理,將電阻信號調理成CC2430晶元A/D通道能采樣的電壓信號。由P354運算放大器、高精度精密貼片電阻以及2.5 V電源構成10 mA恆流源。10 mA的電流環流經感測器電阻R1、R2將電阻信號轉換成為電壓信號,由差分放大器LT1991一倍增益將信號轉換為單端輸出送入CC2430晶元的ADC通道進行采樣。
TDR-3型土壤水分感測器輸出信號即為電壓信號。感測器輸出信號通過P354運算放大器送入CC2430晶元的ADC通道進行采樣。
3.4 電源模塊
電源模塊負責調理電壓、分配能量,分為充電管理模塊、雙電源切換管理模塊、電壓轉換模塊3個模塊。本設計中採用額定電壓12 V、電容量3 Ah的鉛酸電池供電。
作為環境監測的無線感測器網路應用,節點需要在野外無人看守的情況下進行工作,能量補給是系統持續工作的重要保證。本設計採用太陽能電池板為節點在野外工作時進行電能的補給,充電管理模塊則是根據日照情況以及電池能量狀態對鉛酸電池進行合理、有效的充電。光電耦合器TLP521-100和場效應管Q共同構成了充電模塊的開關電路,可以由CC2430晶元的I/0口很方便地進行控制。
在太陽能電池板對電池充電時,電池不能對系統進行供電,因此設計中採用了雙電源供電方式,保持“一充一供”的工作狀態,雙電源切換管理模塊負責電源的安全、快速切換。如圖10所示,採用了兩個開關電路對兩塊電源進行切換。
在電源進行切換時,總是先打開處於閑置狀態的電源,再關閉正在為系統供電的電源,因此會在一段短暫的時間內同時有兩個電源對系統供電,這是為了防止系統出現掉電情況。
電源模塊需提供5 V、3.3 V、2.5 V等多組電源以滿足節點各模塊的供能需求。由於系統電源組較多,電壓轉換模塊採用了開關型降壓穩壓器以及低壓差線性穩壓器等多種電壓轉換晶元來對電源進行電壓轉換,同時要確保電源模塊供能的高效性。
結語
節點的設計對整個無線感測器網路系統至關重要。本設計採用了功能強大的射頻晶元CC2430作為核心管理晶元,能較好地完成數據採集、分析、傳輸等多個功能。硬體的模塊化設計大大加強了節點的穩定性、可靠性和通用性,在野外無人值守的情況下無線感測器網路系統可以長期、穩定地進行環境方面的監測。
;D. 無線感測網路(本科畢業設計)
你給我留個郵箱,我直接發給你吧,是一些別人做過的專業文獻資料,你可以參考參考
E. 無線網路(Wi-Fi) 畢業設計
相關範文:
無線感測器網路自身定位演算法開題報告
1.概述:
無線感測器網路(WSNs)是由許多感測器節點通過自組織的形式組成的一種特殊的Ad-hoc網路,每一個感測器節點由數據採集模塊、數據處理和控制模塊、通信模塊和供電模塊等組成,此外還可能包括與應用相關的其他部分,比如定位系統、動力系統等。藉助於內置多樣的感測器,可以測量溫度、濕度、氣壓、化學等我們感興趣的物理現象。
2.研究動機:
感測器節點的自身定位是感測器網路應用的基礎。例如目標監測與跟蹤、基於位置信息的路由、智能交通、物流管理等許多應用都要求網路節點預先知道自身的位置,並在通信和協作過程中利用位置信息完成應用要求。若沒有位置信息,感測器節點所採集的數據幾乎是沒有應用價值的。所以,在無線感測器網路的應用中,節點的定位成為關鍵的問題。
3.研究意義:
最早期的基於無線網路的室內定位系統,都採用了額外的硬體和設備,如AT&T Cambridge的Active Bat系統,採用了超聲波測距技術,定位的物體攜帶由控制邏輯、無線收發器和超聲波換能器組成的稱為Bat的設備,發出的信號由安裝在房間天花板上的超聲波接收器接收,所有接收器通過有線網路連接;在微軟的RADAR系統中,定位目標要攜帶具有測量RF信號強度的感測器,還要有基站定期發送RF信號,在事先實現的RF信號的資料庫中查詢實現定位;MIT開發了最早的鬆散耦合定位系統Cricket,錨節點(預先部署位置的節點)隨機地同時發射RF和超聲波信號,RF信號中包括該錨節點的位置,未知節點接收這些信號,然後使用TDOA技術測量與錨節點的距離來實現定位。
以上系統都需要事先的網路部署或數據生成工作,無法適用於Ad-hoc網路。現階段研究較多的是不基於測距(Range-free)的定位演算法,這樣就無需增加額外的硬體,還可以減小感測器節點的體積。
4.研究目標:
(1) 較小的能耗
感測器節點所攜帶能源有限和不易更換的特點要求定位演算法應該是低能耗的。
(2) 較高的定位精度
這是衡量定位演算法的一個重要指標,一般以誤差與無線射程的比值來計算,20%表示定位誤差相當於節點無線射程的20%。
(3) 計算方式是分布式的
分布式的定位演算法,即計算節點位置的工作在節點本地完成,分布式演算法可以應用於大規模的感測器網路。
(4) 較低的錨節點密度
錨節點定位通常依賴人工部署或GPS實現。大量的人工部署不適合Ad-hoc網路,而且錨節點的成本比普通節點要高兩個數量級。
(5) 較短的覆蓋時間。
5.參考文獻:
《無線感測器網路:體系結構與協議》作者:Edgar H. Callaway. Jr
《無線感測器網路的理論及應用》作者:王殊
《無線感測器網路節點定位演算法研究》作者:端木慶敏 Publish: 2007-10-18 Hits:591
《無線感測器網路定位演算法研究》作者:申屠明2007-07-11
《無線感測器網路節點自身定位演算法的研究(碩士)》來自:中國文檔網
《無線感測器網路DV-Hop定位演算法的改進》作者:龔思來2007年07月13日
其他相關:
http://www.jianshewang.com/lunwen/cheng/txx/200811/2200.html
僅供參考,請自借鑒
希望對您有幫助
F. 無線感測器網路 畢業設計求助
基於農業環境無線感測器網路性能評估
[摘要]隨著無線感測器網路應用研究的不斷深入,通過實際感測器節點建立網路進行網路測試越來越受到人們的重視。綜合大量無線感測器網路性能研究的技術文獻和最新研究結果,提出對農業環境WSN網路性能參數。
[關鍵詞]無線感測器網路 性能測試 部署
一、引言
近年來隨著研究的深入與技術的成熟,以應用為背景,基於WSN的試驗越來越多地涌現出來,WSN正處於從研究到應用的過渡階段。對WSN網路性能的分析與評價是網路節點與部署的前提,對WSN網路性能進行分析,評價,獲得網路性能的總體情況,可以評估,鑒定和驗收一個現有網路;對一個新的待建設網路,其方案的論證也極大地依賴於如何分析和評價網路的性能。
原文鏈接:http://www.lunwenw.net/Html/tongxixue/144844137.html
基於TinyOS無線感測器網路的農業環境監測系統設計
摘要:針對傳統農業環境監測系統的局限性,設計了一種基於無線感測器網路的農業環境監測系統,給出了農業環境監測系統的體系結構,重點設計了使用MSP4300和CC2420晶元的感測器節點硬體結構和基於TinyOS操作系統構架的軟體流程,系統可以對目標監測區內的溫度、濕度、光照度等農業環境信息進行實時監測、可靠傳輸。解決了傳統農業環境監測中存在的問題,為無線感測器網路應用於農業環境監測做出探索性研究。
關鍵詞:無線感測器網路;TinyOS;精準農業;環境監測
准確實時的信息供給是精準農業的必須前提,精準農業的實現首先在於認識農田內農作物生長環境和生長情況的差異,而這必須依賴於各種先進的感測器,如大氣溫度、大氣濕度、風速、太陽輻射、作物生長情況、作物產量等各種類型感測器。如何將這些感測器採集的信息及時准確地收集,為農業專家提供決策並制定農田變數作業處方的主要數據源和參數,一直是一個難題。近年來,出現了許多採用無線公共網路和無線網路等無線通訊方式進行農、林、牧業的遠程監測的研究。這些無線通信技術的優勢是傳輸速度快、信息量大、可遠距離傳輸,但都存在功耗高、時延長、通信費用高等因素制約,使其很難廣泛地應用到農業環境監測中。
原文鏈接:http://www.lunwenw.net/Html/tongxixue/144720547.html
無線感測器網路在農作物環境信息監測中的應用
摘 要:感測器已經被廣泛的應用於工業、軍事等方面。由感測器節點構成的無線網路也已經成為現今研究的熱門問題。無線感測器網路在農業中尤其是在農作物信息檢測中的運用是將智能化、自動化應用於農業中的最好的手段之一,而選擇良好的協議標准也將會是解決問題的關鍵。
關鍵詞:協議;無線感測器網路;作物信息
1 引言
隨著網路的迅猛發展,對於網路的使用范圍越來越寬廣,而集感測器技術、微機電系統技術、無線通信技術、嵌入式計算機技術、分布式信息處理技術和無線通信技術於一體的無線感測器網路就成為當今研究的熱點。無線感測器網路是一個多學科交叉的綜合性科學研究領域,對於其網路所分布的區域內的各種環境和檢測對象的信息能夠進行實吋的監控、感知和採集,並且將這些信息先進行處理,然後通過無線方式傳輸給監控主機或者需要使用這些信息的用戶。正是因為這種廣泛的用途,使得無線感測器網路在眾多領域如農業、軍事、智能家居、森林保護等方面有著實際的用途和研究價值。
原文鏈接:http://www.lunwenw.net/Html/tongxixue/144546725.html
G. 無線感測器網路數據鏈路層的研究
數據鏈路層:就是利用物理層提供的數據傳輸功能,將物理層的物理連接鏈路轉換成邏輯連接鏈路,從而形成一條沒有差錯的鏈路,保證鏈路的可靠性。
數據鏈路層也向它的上層——網路層提供透明的數據傳送服務,主要負責數據流多路復用、數據幀監測、媒體介入和差錯控制,保證無線感測器網路內點到點以及點到多點的連接。
無線感測器網路的數據鏈路層研究的主要內容就是MAC和差錯控制。
怎樣實現無線感測器網路中無線信道的共享,即介質控制協議(MAC)的實現是無線感測器網路數據鏈路層研究的一個重點,MAC協議的好壞直接影響網路的性能優劣。
H. 求感測器畢業論文前言、摘要!
摘要:本文簡述了無線感測器網路的定義、組成及特點,並結合其特點介紹了無線感測器網路在各行各業廣泛的應用價值和未來發展前景以及目前存在的技術問題。 關鍵詞:無線感測器網路;組成;應用;發展 科技發展的腳步越來越快,人類已經置身於信息時代。而作為信息獲取最重要和最基本的技術——感測器技術,也得到了極大的發展。感測器信息獲取技術已經從過去的單一化漸漸向集成化、微型化和網路化方向發展,並將會帶來一場信息革命。具有感知能力、計算能力和通信能力的無線感測器網路(WSN, wireless sensor networks)綜合了感測器技術、嵌人式計算技術、分布式信息處理技術和通信技術,能夠協作地實時監測、感知和採集網路分布區域內的各種環境或監測對象的信息,並對這些信息進行處理,獲得詳盡而准確的信息,傳送到需要這些信息的用戶。 由於WSN的巨大應用價值,它已經引起了世界許多國家的軍事部門、工業界和學術界的廣泛關注,被廣泛地應用於軍事,工業過程式控制制、國家安全、環境監測等領域。 無線感測器網路綜合了感測器技術、嵌入式計算技術、現代網路及無線通信技術、分布式信息處理技術等多種領域,是當前計算機網路研究的熱點。 一、發展概述 早在上世紀70年代,就出現了將傳統感測器採用點對點傳輸、連接感測控制器而構成感測器網路雛形,我們把它歸之為第一代感測器網路。隨著相關學科的不斷發展和進步,感測器網路同時還具有了獲取多種信息信號的綜合處理能力,並通過與感測控制器的相聯,組成了有信息綜合和處理能力的感測器網路,這是第二代感測器網路。而從上世紀末開始,現場匯流排技術開始應用於感測器網路,人們用其組建智能化感測器網路,大量多功能感測器被運用,並使用無線技術連接,無線感測器網路逐漸形成。 無線感測器網路是新一代的感測器網路,具有非常廣泛的應用前景,其發展和應用,將會給人類的生活和生產的各個領域帶來深遠影響。發達國家如美國,非常重視無線感測器網路的發展,IEEE正在努力推進無線感測器網路的應用和發展,波士頓大學(Boston University)還於最近創辦了感測器網路協會(Sensor Network Consortium),期望能促進感測器聯網技術開發。美國的《技術評論》雜志在論述未來新興十大技術時,更是將無線感測器網路列為第一項未來新興技術,《商業周刊》預測的未來四大新技術中,無線感測器網路也列入其中。可以預計,無線感測器網路的廣泛是一種必然趨勢,它的出現將會給人類社會帶來極大的變革。 二、無線感測器網路的定義和特點 無線感測器網路可以看成是由數據獲取網路、數據分布網路和控制管理中心三部分組成的。其主要組成部分是集成有感測器、數據處理單元和通信模塊的節點,各節點通過協議自組成一個分布式網路,再將採集來的數據通過優化後經無線電波傳輸給信息處理中心。 無線感測器網路操作系統Tiny0S141的研製者,Jason Hill博士把WSN定義為: Sensing+CPU+Radio=Thousands of potential application 哈爾濱工業大學的李建中教授將WSN定義為:WSN是由一組感測器節點以自組織的方式構成的有線或無線網路,其目的是協作地感知、採集和處理網路覆蓋的地理區域中感知對象的信息,並發布給觀察者。從硬體上看,WSN節 點主要由數據採集單元、數據處理單元、無線數據收發單元以及小型電池單元組成,通常尺寸很小,具有低成本、低功耗、多功能等特點;從軟體上看,它藉助於節點中內置感測器有效探測所處區域的溫度、濕度、光強度、壓力等環境參數以及待測對象的電壓、電流等物理參數,並通過無線網路將探測信息傳送到數據匯聚中心 進行處理、分析和轉發。
原文出自: http://www.3qlw.com/gongxue/tongxinxue/2010-07-22/1420.html
I. 無線感測器網路
無線感測器網路(wirelesssensornetwork,WSN)是綜合了感測器技術、嵌入式計算機技術、分布式信息處理技術和無線通信技術,能夠協作地實時監測、感知和採集網路分布區域內的各種環境或監測對象的信息,並對這些數據進行處理,獲得詳盡而准確的信息。傳送到需要這些信息的用戶。它是由部署在監測區域內大量的廉價微型感測器節點組成,通過無線通信方式形成一個多跳的自組織的網路系統。感測器、感知對象和觀察者構成了感測器網路的三要素。
無線感測器網路作為當今信息領域新的研究熱點,涉及到許多學科交叉的研究領域,要解決的關鍵技術很多,比如:網路拓撲控制、網路協議、網路安全、時間同步、定位技術、數據融合、數據管理、無線通信技術等方面,同時還要考慮感測器的電源和節能等問題。
所謂部署問題,就是在一定的區域內,通過適當的策略布置感測器節點以滿足某種特定的需求。優化節點數目和節點分布形式,高效利用有限的感測器網路資源,最大程度地降低網路能耗,均是節點部署時應注意的問題。
目前的研究主要集中在網路的覆蓋問題、連通問題和能耗問題3個方面。
基於節點部署方式的覆蓋:1)確定性覆蓋2)自組織覆蓋
基於網格的覆蓋:1)方形網格2)菱形網格
被監測目標狀態的覆蓋:1)靜態目標覆蓋2)動態目標覆蓋
連通問題可描述為在感測器節點能量有限,感知、通信和計算能力受限的情況下,採用一定的策略(通常設計有效的演算法)在目標區域中部署感測器節點,使得網路中的各個活躍節點之間能夠通過一跳或多跳方式進行通信。連通問題涉及到節點通信距離和通信范圍的概念。連通問題分為兩類:純連通與路由連通。
覆蓋中的節能對於覆蓋問題,通常採用節點集輪換機制來調度節點的活躍/休眠時間。連通中的節能針對連通問題,也可採用節點集輪換機制與調整節點通信距離的方法。而文獻中涉及最多的主要是從節約網路能量和平衡節點剩餘能量的角度進行路由協議的研究。