无线传感器网络论文模板 无线传感器网络摘要:无线传感器网络是一个全新的信息获取和处理技术因为其巨大的应用前景而受到科学界越来越广泛的重视本文将着重介绍无线传感器的定义、体系结构和特点,深刻剖析无线传感器网络的应用前景 无线传感器网络,简称“WSN”,是一个新兴的科学网络技术它是由大量的含有特定功效的传感器节点经过自组织的无线通信方法,相互传输信息,协同地完成特定功效的智能专用网络!它综合了微机电系统、传感器技术、嵌入式计算机技术、当代网络及无线通信技术、分布式处理技术等,能够经过各类集成化的微型传感器协作地实时监测感知和采集多种环境或检测对象的信息这些信息经过无线方法被发送出去,并以自组织多跳的网络传送到用户终端从而实现物理世界、计算机世界和人类社会三元世界的连通!一、无线传感器网络的定义无线传感器网络就是布署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,经过无线通信方法形成的一个多跳自组织网络的网络系统,其目标是协作感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者 二、无线传感器网络的体系结构无线传感器网络拥有和传统无线网络不一样的体系结构如无线传感器节点结构,网络结构和网络协议体系结构。
通常而言,传感器节点由四部分组成:传感器模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块它们各自负责自己的工作:传感器模块负责采集监测区域内的信息采集,并进行数据格式的转换,将原始的模拟信号转换成数字信号,将交流信号转换成直流信号,以供后续模块使用; 处理器模块又分成两部分,分别是处理器和存放器,它们分别负责处理节点的控制和数据存放的工作; 无线通信模块专门负责节点之间的相互通信; 电源模块就用来为传感器节点提供能量,通常全部是采取微型电池供电 三、无线传感器网络的特点现在常见的无线网络包含移动通信网、无线局域网、蓝牙网络、Adhoc网络等,无线传感器网络在通信方法、动态组网和多跳通信等方面有很多相同之处,但同时也存在很大的差异无线传感器网络含有很多其鲜明的特点: 1)电源能量有限传感器节点体积微小,通常携带能量十分有限的电池因为传感器节点数目庞大,成本要求低廉,分布区域广,而且布署区域环境复杂,有些区域甚至人员不能抵达,因此传感器节点经过更换电池的方法来补充能源是不现实的怎样在使用过程中节约能源,最大化网络的生命周期,是传感器网络面临的首要挑战 2)通信能量有限传感器网络的通信带宽窄而且常常改变,通信覆盖范围只有几十到几百米。
传感器节点之间的通信断接频繁,常常轻易造成通信失败因为传感器网络更多地受到高山、建筑物、障碍物等地势地貌和风雨雷电等自然环境的影响,传感器可能会长时间脱离网络,离线工作怎样在有限通信能力的条件下高质量地完成感知信息的处理和传输,是传感器网络面临的挑战之一 3)计算能力有限传感器节点是一个微型嵌入式设备,要求它价格低功耗小,这些限制必定造成其携带的处理器能力比较弱,存放器容量比较小为了完成多种任务,传感器节点需要完成监测数据的采集和转换、数据的管理和处理、应答汇聚节点的任务请求和节点控制等多个工作怎样利用有限的计算和存放资源完成很多协同任务成为传感器网络设计的挑战 4)网络规模大,分布广传感器网络中的节点分布密集,数量巨大,可能达成几百、几千万,甚至更多另外,传感器网络能够分布在很广泛的地理区域传感器网络的这一特点使得网络的维护十分困难甚至不可维护,所以传感器网络的软、硬件必需含有高强壮性和容错性,以满足传感器网络的功效要求 5)自组织、动态性网络在传感器网络应用中,节点通常被放置在没有基础结构的地方传感器节点的位置不能预先准确设定,节点之间的相互邻居关系预先也不知道,而是经过随机布撒的方法。
这就要求传感器节点含有自组织能力,能够自动进行配置和管理,经过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监控数据的多跳无线网络系统同时,因为部分传感器节点能量耗尽或环境原因造成失效,和常常有新的节点加入,或是网络中的传感器、感知对象和观察者这三要素全部可能含有移动性,这就要求传感器网络必需含有很强的动态性,以适应网络拓扑结构的动态改变 6)以数据为中心的网络传感器网络的关键是感知数据,而不是网络硬件观察者感爱好的是传感器产生的数据,而不是传感器本身观察者不会提出这么的查询:“从A节点到B节点的连接是怎样实现的?”,她们常常会提出以下的查询:“网络覆盖区域中哪些地域出现毒气?”在传感器网络中,传感器节点不需要地址之类的标识所以,传感器网络是一个以数据为中心的网络 五、无线传感器网络的应用无线传感器网络在工业、农业、交通、安全、医疗、空间探测和家庭和办公环境等众多领域全部有着广泛的应用国际上比较有代表性和影响力的无线传感器网络的实用和研发项目有遥控战场传感器系统、网络中心站及灵巧传感器网络、智能尘埃smartdust、行为性监控项目、英国国家网络、smart-Its项目等 1.智能家居无线传感器网络还能够应用在家居系统中。
比如,2021年3月英特尔企业演示了家庭护理的无线传感器网络系统该系统经过在鞋、家俱以家用电器等家中道具和设备中嵌入半导体传感器,帮助老龄人士、和残障人士的家庭生活,利用无线通信将各传感器联网可高效传输必须的信息从而方便接收护理智能家居网络系统是将家庭中多种和信息相关的通讯设备、家用电器和家庭保安装置经过家庭总线技术连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或异地的监视、控制和家庭事务性管理,并保持家庭设施和住宅环境的友好和协调的系统 2.医疗健康假如在住院病人身上安装特殊用途的传感器节点,如心率和血压监测设备,利用传感器网络,医生就能够随时了解被监护病人的病情,进行立即处理还能够利用传感器网络长时间地搜集人的生理数据,这些数据在研制新药品的过程中是很有用的,而安装在被监测对象身上的微型传感器也不会给人的正常生活带来太多的不便另外,在药品管理等很多方面,它也有新奇而独特的应用总而言之,传感器网络为未来的远程医疗提供了愈加方便、快捷的技术实现手段 六、总结因为含有覆盖区域宽广、监测高精度、可远程监控、可快速布署、可自组织和高容错性等特点,尽管现在无线传感器网络仍处于初步应用阶段,网络安全研究等方面还面临着很多不确定的原因和有待处理的问题,但已经展示出了非凡的应用价值。
相信在很快的未来,会对大家的生产生活起到不可估量的作用 XX/。