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無線感測器網路的定位技術

發布時間:2023-08-09 00:06:27

如何對無線感測器網路的定位方法進行分類

1.第一階段:傳統的感測器系統 無線感測器網路的歷史最早可追溯到 20世紀 70年代,這期間感測器節點只用於探測數據流,沒有計算能力,感測器節點之間不能通信。
2.第二階段:感測器節點集成化 第二階段是20世紀80年代~90年代,這期間微型化的感測器節點具備感知能力、計算能力和通信能力。
3.第三階段:多跳自由網 第三階段是21世紀初至今,這一階段網路傳輸自組織、多跳,節點設計低功耗。應用不僅局限於軍事領域,在其他領域更是獲得了很好的應用。

⑵ 無線感測器網路中節點定位採用的方法主要有哪些

感測器網路系統通常包括感測器節點(sensor)、匯聚節點(sink
node)和管理節點。大量感測器節點隨機部署在監測區域(sensor
field)內部或附近,能夠通過自組織方式構成網路。感測器節點監測的數據沿著其他感測器節點逐跳地進行傳輸,在傳輸過程中監測數據可能被多個節點處理,經過多跳後路由到匯聚節點,最後通過互聯網或衛星到達管理節點。用戶通過管理節點對感測器網路進行配置和管理,發布監測任務以及收集監測數據。
感測器網路節點的組成和功能包括如下四個基本單元:感測單元(由感測器和模數轉換功能模塊組成)、處理單元(由嵌入式系統構成,包括CPU、存儲器、嵌入式操作系統等)、通信單元(由無線通信模塊組成)、以及電源部分。此外,可以選擇的其它功能單元包括:定位系統、運動系統以及發電裝置等。

⑶ 無線感測器網路為什麼需要定位技術

無線感測網路可以部署在室內的環境,在室內環境中,GPS是無法進行定位的,而且GPS做定位成本不低啊。如果能做到室內使用WSN進行定位,那可以進行更多的應用。舉個例子,森林火災報警,裡面部署了上百個節點,如果用靜態地址來設置,部署會很麻煩,但如果有定位演算法,火災發生後,節點進行報警,那管理員就在通過節點確認火災現場,定位精度不需要高,在50~100米的誤差內就可以接受了。

⑷ 無線感測器網路移動節點定位演算法有哪些比較新的理論方法

大致有這幾種種演算法:信號強度、收信角度、收信時間和收信時間差。還有特殊一點的位置指紋演算法。
1、信號強度是指距離和信號強度之間有一定的函數關系,通過接收到的信號強度可以推算出距離。這種方法受到的干擾太大,誤差非常大。
2、收信角度是指兩個蜂窩狀接收裝置可以分辨出信號的來源,做兩條射線,交點即為位置。精度一般。
3、收信時間法是指從發送到接收是有時間差的,發送的時候信號中包含時間信息,接收的時候對照接收時間,做差即可。由於電磁波速度快,所以對於時間校準的要求很高。
4、收信時間差法是指移動點接收來自兩個基站的不同信號,可以測量前後兩次接收到信號的時間差。根據雙曲線定義:到兩定點距離差為定值的點在雙曲線上。那麼再來兩個基站,所做雙曲線的交點,就是所求點的距離。這種方法是上述幾種精度最高的。
5、位置指紋演算法。是指在待測區域內布置指紋狀一層層的節點,這樣在這樣的網中放置一個待測節點,那麼待測節點的位置可以通過插值法計算出。精度也比較高,不過需要布置比較節點。(摘自中國物聯網校企聯盟第二十一期線上活動)
希望有所幫助! 求採納~
-中國物聯網校企聯盟技術部

⑸ 無線感測器應用無線感測器特點


隨著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。那麼,接下來小編為大家介紹無線感測器應用及無線感測器特點族攔。
無線感測器應用
1、軍事領域的應用
在軍事領域,由於WSN具有密集型、隨機分布的特點,使其非常適合應用於惡劣的戰場環境。利用WSN能夠實現監測敵軍區域內的兵力和裝備、實時監視戰場狀況、定位目標、監測核攻擊或者生物化學攻擊等。
2、輔助農業生產
WSN特別適用於以下方面的生產和科學研究。例如,大棚種植室內及土壤的溫度、濕度、光照監測、珍貴經濟作物生長規律分析與測量、葡萄優質育種和生產等,可為農村發展與農民增收帶來極大的幫助。採用WSN建設農業環境自動監測系統,用一套網路設備完成風、光、水、電、熱和農葯等的數據採集和環境控制,可有效提高農業集約化生產程度,提高農業生產種植的科學性。
3、生態監測與災害預警
WSN可以廣泛地應用於生態環境監測、生物種群研究、氣象和地理研究、洪水、火災監測。環境監測為環境保護提供科學的決策依據,是生態保護的基礎。在野外地區或者不宜人工監測的區域布置WSN可以進行長期無人值守的不間斷監測,為生態環境的保護和研究提供實時的數據資料。具體的應用包括:通過跟蹤珍稀鳥類等動物的棲息、覓食習慣進行瀕危種群的研究;在河流沿線區域布置感測器節點,隨時監測水位及水資源被污染的情況;在泥石流、滑坡等自然災害容易發生的地區布置節點,可提前發出災害預警,及時採取相應抗災措施;可在重點保護林區布置大量節點隨時監控內部火險情況,一旦發現火情,可立刻發出警報,並給出具體位置及當前火勢的大小;可將節點布置在發生地震、水災等災害的地區、邊遠山區或偏僻野外地區,用於臨時應急通信。
4、基礎設施狀態監測系統
WSN技術對於大型工程的安全施工以及建築物安全狀況的監測有積極的幫助作用。通過布置感測器節點,可以及時准確地觀察大樓、橋梁和其他建築物的狀況,及時發現險情,及時進行維修,避免造成嚴重後果。
5、工業領域的應用
在工業安全方面,感測器網路技術可用於危險的工作環境,例如在煤礦、石油鑽井、核電廠和組裝線布置感測器節點,可以隨時監測工作環境的安全狀況,為工作人員的安全提供保證。另外,感測器節點還可以代替部分工作人員到危險的環境中執行任務,不僅降低了危險程度,還提高了對險情的反應精度和速度。
無線感測器特點
1、電源能力局限性
節點通常由電池供電,每個節點的能源是有限的,一旦電池能量耗盡,節點就會停止正常工作。
2、節點數量多
為了獲取精確信息,在監測區域通常部署大量感測器節點,通過分布式處理大量採集的信息能夠提高監測的精確度,降低對單個節點感測器的精度要求;大量冗餘節點的存在,使得系統具有很強的容錯性能;大量節點能夠增大覆蓋的監測區域,減少洞穴或盲區。
3、動態拓撲
無線感測器網路是一個動態的網路,節點可以隨處移動;某個節點可能會因為電池能量耗盡或其他故障,退出網路運行;也可能由於工作的需要而被添加到網路中。
4、自組織網路
在無線感測器網路應用中,通常情況下感測器節點的位置不能預先精確設定。節點之間的相互鄰居關系也不能預先知道,如通過飛機撒播大量感測器節點到面積廣闊的原始森林中,或隨意放置到人不可到達或危險的區域。這樣就要求感測器節點具有自組織的襲滲能力,能夠自動進行配置和管理。無線感測器網路的自組織性還要求能夠適應網路拓撲結構的動態變化。
5、多跳路由
網路中節點通信距離一般在幾十到幾百米范圍內,節點只能與它的鄰居直接通信。如果希望與其射頻覆蓋范圍之外的節點進行通信,則需要通過中間節點進行路由。無線感測器網路中的多跳路由是由普通網路節點完成的,沒有專門的路由設備。這樣每個節點既可以是信息的發起者,也可以是信息的轉發者。
6、以數據為中心
感測器網路中的節點採用編號標識,節點編號不需要全網唯一。由於感測器節點隨機部署,節點編號與節點位置之間的關系是完全動態的,沒有必然聯系。用戶查詢事件時,直接將所關心的事件通告給網路,而不是通告給某個確定編號的節點。網路在獲得指定事件的信息後匯報給用戶。這是一種以數據本身作為查詢或者傳輸線索的思想。所以通常說感測器網路是一個以數據為中心的網路拍穗脊。

⑹ 無限感測器網路定位的作用是什麼

在許多場合下,感測器節點被隨機部署在某個區域,節點事先無法知道自身的位置,因此需要在部署後通過定位技術來獲取自身的位置信息。目前最常見的定位技術就是GPS(Global Positioning System)了,它能夠通過衛星對節點進行定位,並且能夠達到比較高的精度。因此要想對感測器節點進行定位,最容易想到的方法就是給每個節點配備一個GPS接收器,但是這種方法不適用於感測器網路,主要原因有以下幾點:

1)GPS接收器通常能耗高,而對於無線感測器網路中的節點來說,一般能耗很有限,給每個節點配備一個GPS接收器會大大縮短網路壽命;

2)GPS接收器成本比較高,給無線感測器網路中的每個節點配備一個GPS接收器,需要投入很大成本,尤其對於大規模的無線感測器網路來說不是很適合;

因此有必要研究適合無線感測器網路的定位技術。下面分兩個部分來介紹節點定位的相關研究:1)節點定位的基本概念;2)節點定位的基本思路;3)常見演算法。望採納

⑺ 什麼是無線感測器網路

本教程操作環境:windows10系統、Dell G3電腦。
什麼是無線感測器網路無線感測器網路(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式感測網路,它的末梢是可以感知和檢查外部世界的感測器。WSN中的感測器通過無線方式通信,因此網路設置靈活,設備位置可李戚以隨時更改,還可以跟互聯網進行有線或無線方式的連接。通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網路。
基本信息

無線感測器網路是一項通過無線通信技術把數以萬計的感測器節點以自由式進行組織與結合進而形成的網路形式。
構成感測器節點的單元分別為:數據採集單元、數據傳輸單元、數據處理單元以及能量供應單元。
其中數據採集單元通常都是採集監測區域內的信息並加以轉換,比如光強度跟大氣壓力與濕度等;數據傳輸單元則主要以無線通信和交流信息以及緩扒發送接收那些採集進來的數據信息為主;數據處理單元通常處理的是全部節點的路由協議和管理任務以及定位裝置等;能量供應單元為縮減感測器節點占據的面積,會選擇微型電池的構成形式。
無線感測器網路當中的節點分為兩種,一個是匯聚節點,一個是感測器節點。
匯聚節點主要指的是網關能夠在感測器節點當中將錯誤的報告數據剔除,並與相關的報告相結合將數據加以融合,對發生的事件進行判斷。
匯聚節點與用戶節點連接可藉助廣域網路或者衛星直接通信,並對收集到的數據進行處理。
相較於傳統式的網路和其他感測器相比,無線感測器網路有以下特點:
(1)組建方式自由。無線網路感測器的組建不受任何外界條件的限制,組建者無論在何時何地,都可以快速地組建起一個功能完善的無線網路感測器網路,組建成功之後的維護管理工作也完全在網路內部進行。
(2)網路拓撲結構的不確定性。從網路層次的方向來看,無線感測器的網路拓撲結構是變化不定的,哪哪陵例如構成網路拓撲結構的感測器節點可以隨時增加或者減少,網路拓撲結構圖可以隨時被分開或者合並。
(3)控制方式不集中。雖然無線感測器網路把基站和感測器的節點集中控制了起來,但是各個感測器節點之間的控制方式還是分散式的,路由和主機的功能由網路的終端實現各個主機獨立運行,互不幹涉,因此無線感測器網路的強度很高,很難被破壞。
(4)安全性不高。無線感測器網路採用無線方式傳遞信息,因此感測器節點在傳遞信息的過程中很容易被外界入侵,從而導致信息的泄露和無線感測器網路的損壞,大部分無線感測器網路的節點都是暴露在外的,這大大降低了無線感測器網路的安全性。
組成結構:

無線感測器網路主要由三大部分組成,包括節點、感測網路和用戶這3部分。其中,節點一般是通過一定方式將節點覆蓋在一定的范圍,整個范圍按照一定要求能夠滿足監測的范圍;感測網路是最主要的部分,它是將所有的節點信息通過固定的渠道進行收集,然後對這些節點信息進行一定的分析計算,將分析後的結果匯總到一個基站,最後通過衛星通信傳輸到指定的用戶端,從而實現無線感測的要求。

⑻ 無線感測器網路定位技術和全球定位系統的區別

區別是定位方式不同。全球定位系統GPS是目前應用得最為廣泛的最成熟的定位系統,具有定位精度高、實時性好、抗干擾能力強等優點。無線感測器網路定位是為每個節點裝載全球衛星定位系統GPS接收器,用以確定節點位置。

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