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無線感測網路的部署

發布時間:2025-02-23 18:18:12

A. 無線感測器網路中的部署問題,200分!!追加!!

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。

B. 無線感測器網路節點結構主要包括什麼

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。

C. 什麼是WSN

WSN是無線感測器網路的簡稱,即無線感測器網路。這類網路由部署在監測區域內的大量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網路系統,用於協作地感知、採集和處理覆蓋區域內的信息,並將這些信息發送給觀察者。感測器、感知對象和觀察者是構成無線感測器網路的三個基本要素。

隨著微機電系統(MEMS)、片上系統(SOC)、無線通信和低功耗嵌入式技術的迅速發展,無線感測器網路應運而生,並以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點,為信息感知帶來了革命性的變革。無線感測器網路是由大量部署在監測區域內的廉價微型感測器節點組成的,通過無線通信方式形成一個自組織網路。

許多人認為,這項技術的重要性可與互聯網相提並論:正如互聯網使得計算機能夠訪問各種數字信息而無需關心信息存儲位置,感測器網路則擴展了人類與現實世界進行遠程交互的能力。感測器網路甚至被譽為一種全新的計算機系統,這得益於其硬體可廣泛散布和集體分析能力的獨特之處。

然而,從許多角度來看,現在的無線感測器網路類似於1970年代的互聯網,當時互聯網僅連接了不到200所大學和軍事實驗室,並且研究人員還在試驗各種通訊協議和定址方案。目前,大多數感測器網路連接的節點數量不超過100個,更多節點和通信線路會使其變得復雜難管理。

此外,單個感測器節點的價格目前仍然較高,且電池壽命在最佳情況下也只能維持幾個月。然而,這些問題並非不可克服,一些無線感測器網路的產品已經上市,並且具備引人注目的功能的新產品將在未來幾年內出現。

無線感測器網路具有多種類型的感測器,能夠探測地震、電磁、溫度、濕度、雜訊、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等環境中的各種現象。基於MEMS的微感測技術和無線聯網技術為無線感測器網路提供了廣闊的應用前景。

這些潛在應用領域包括軍事、航空、反恐、防爆、救災、環境、醫療、保健、家居、工業、商業等領域。無線感測器網路在這些領域的應用前景十分廣闊,有望在未來的智能城市、智能交通、智能家居等領域發揮重要作用。

值得一提的是,雖然「猥瑣男」這個詞彙在某些網路笑話中出現,但與無線感測器網路技術並無關聯。

D. 無線感測器網路體系結構包括哪些部分,各部分的

結構
感測器網路系統通常包括感測器節點EndDevice、匯聚節點Router和管理節點Coordinator。
大量感測器節點隨機部署在監測區域內部或附近,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。

感測器節點
處理能力、存儲能力和通信能力相對較弱,通過小容量電池供電。從網路功能上看,每個感測器節點除了進行本地信息收集和數據處理外,還要對其他節點轉發來的數據進行存儲、管理和融合,並與其他節點協作完成一些特定任務。

匯聚節點
匯聚節點的處理能力、存儲能力和通信能力相對較強,它是連接感測器網路與Internet 等外部網路的網關,實現兩種協議間的轉換,同時向感測器節點發布來自管理節點的監測任務,並把WSN收集到的數據轉發到外部網路上。匯聚節點既可以是一個具有增強功能的感測器節點,有足夠的能量供給和更多的、Flash和SRAM中的所有信息傳輸到計算機中,通過匯編軟體,可很方便地把獲取的信息轉換成匯編文件格式,從而分析出感測節點所存儲的程序代碼、路由協議及密鑰等機密信息,同時還可以修改程序代碼,並載入到感測節點中。

管理節點
管理節點用於動態地管理整個無線感測器網路。感測器網路的所有者通過管理節點訪問無線感測器網路的資源。
無線感測器測距
在無線感測器網路中,常用的測量節點間距離的方法主要有TOA(Time of Arrival),TDOA(Time Difference of Arrival)、超聲波、RSSI(Received Sig nalStrength Indicator)和TOF(Time of Light)等。

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