ZIGBEE无线传感网络.ppt

2.1 ZIGBEE无线传感网络 2.1.1 从传感网到物联网 2.1.2 Zigbee无线传感器网络概述 2.1.3 Zigbee网络构成、特点及应用 2.1.4 IEEE802.15.4 ／zigBee无线传感器网络通信标准 2.1.5 小结 2.1.1 从传感网到物联网 与无线传感器网络相关的几个概念 无线传感器网络概述 物联网概述 与无线传感器网络相关的几个概念 IOT （Internet of things）原始含义是物与物相联结的网络。最早的IOT网络，实际上就是RFID网络，该概念最早来自于美国麻省理工学院的Auto-ID中心研究人员。他们最早提出将RFID与互联网相结合，实现在任何地点、任何时间，对任何物品进行标识和管理。随之发展起来的如欧盟的产品电子代码EPC服务于物流领域，主要目的在于增加供应链的可视、可控性，偏重于对物品的识别及流动控制和管理。 WSN 与此同时，无线传感器网络WSN（Wireless Sensor Networks）和M2M技术得到了飞速发展。无线传感器网络源于美国军方对战场的监控与预警系统的研究，后来逐步迁移到民用研究。无线传感器网络主要侧重于对目标、环境和物体状态的监测与控制。 M2M 最早来自于诺基亚，其含义有Machine-to-Machine、Man-to-Machine，或者Machine-to-Man等，其侧重点在于无线数据通信和信息技术的无缝连接，从而实现在其基础上的无线业务流程的自动化、集成化，并最终为用户创造增值服务。 CPS 美国基金委员会近几年提出CPS(Cyber Physical Systems)研究计划， 该计划通过3C技术即计算(Computation)、通信(Communication)和控制(Control)的有机融合与深度协作，实现各种应用系统的实时感知、动态控制和信息服务。 泛在传感网（USN） 2005年国际电信联盟远程通信标准化组(ITU-T)在《ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things》中正式提出IOT的概念。2008年该组织在《Ubiquitous Sensor Networks》中进一步提出泛在传感器网络概念（广义传感网），并阐述为通过传感器、执行器、RFID等对物理世界进行感知和标识，然后依靠网络将信息进行传输和互联，再进行信息处理和信息存储，最后实现具体应用。 泛在网（Ubiquitous Networking） 又简称为U网络，指基于个人和社会的需求，利用现有的网络技术和新的网络技术，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策、使用等服务，网络超强的环境感知、内容感知及其智能性，为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息服务和应用。 物联网概念及相互关系 通过条码与二维码、射频标签（RFID）、全球定位系统（GPS）、红外感应器、激光扫描器、传感器网络等自动标识与信息传感设备及系统，按照约定的通信协议，通过各种局域网、接入网、互联网将物与物、人与物、人与人连接起来，进行信息交换与通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网络。 2.1.1 从传感网到物联网 与无线传感器网络相关的几个概念 无线传感器网络概述 物联网概述 无线传感网（wireless sensor networks）概述 无线传感器网络是由部署在监测区域内部或附近的大量廉价的、具有通信、感测及计算能力的微型传感器节点通过自组织构成的“智能”测控网络。 无线传感器网络体系结构 无线传感器网络系统通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。 传感器节点 通常是一个微型的嵌入式系统，它的处理能力、存储能力和通信能力相对较弱。每个传感器节点兼顾传统网络节点的终端和路由器双重功能。 汇聚节点 处理能力、存储能力和通信能力相对较强，它连接传感器网络和外部网络，实现两种协议栈之间的通信协议转换，同时发布管理节点的监测任务，并把收集到的数据转发到外部网络上。 管理节点 对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。 传感器节点结构 传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分构成。 无线传感器网络的特点 1、 大规模网络 1）分布在很大的区域 2）节点部署很密集 2、 自组织性网络 传感器节点具有自组织的能力，能够自动进行配置和管理，通过拓扑 控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多条无线网络系统。 3、 动态性网络 适应如下变化： 1）传感器节点出现故障或失效。 2）无线通信链路带宽变化，甚至时断时通。 3）传感器、感知对象、观察者这三要素可能具有移动性。 4）新