无线传感网络及物联网-new解读.ppt

911历史事件 综观计算机网络技术的发展史，应用需求始终是推动和左右全球网络技术进步的动力与源泉。 无线传感器网络节点组成 无线传感器网络协议构成 第一阶段 　第二阶段 第三阶段　 ??军事（入侵检测，，……） ??智能家庭 ??医疗护理（远程监护，，……） ??工业自动化 ??智能交通，汽车自动化 ??观测、预报（气象，火山，，……） ??…… 例1. 环境的监测和保护 随着人们对于环境问题的关注程度越来越高，需要采集的环境数据也越来越多，无线传感器网络的出现为随机性的研究数据获取提供了便利，并且还可以避免传统数据收集方式给环境带来的侵入式破坏。 例如，英特尔研究实验室研究人员曾经将32个小型传感器连进互联网，以读出缅因州大鸭岛上的气候，用来评价一种海燕巢的条件。无线传感器网络还可以跟踪候鸟和昆虫的迁移，研究环境变化对农作物的影响，监测海洋、大气和土壤的成分等。此外，它也可以应用在精细农业中，来监测农作物中的害虫、土壤的酸碱度和施肥状况等。 大鸭岛生态环境监测系统 大鸭岛生态环境监测系统 澳洲蟾蜍分布情况监测系统 2005年，澳洲的科学家利用无线传感器网络来探测北澳大利亚蟾蜍的分布情况。由于蟾蜍的叫声响亮而独特，因此利用声音作为检测特征非常有效。科研人员将采集到的信号在节点上就地处理，然后将处理后的少量结果数据发回给控制中心。通过处理，就可以大致了解蟾蜍的分布、栖息情况。 澳洲蟾蜍分布情况监测系统 例2 医疗护理 无线传感器网络在医疗研究、护理领域也可以大展身手。 罗彻斯特大学的科学家使用无线传感器创建了一个智能医疗房间，使用微尘来测量居住者的重要征兆（血压、脉搏和呼吸）、睡觉姿势以及每天24小时的活动状况。 英特尔公司也推出了无线传感器网络的家庭护理技术。该技术是做为探讨应对老龄化社会的技术项目Center for Aging Services Technologies（CAST）的一个环节开发的。该系统通过在鞋、家具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、阿尔茨海默氏病患者以及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递必要的信息从而方便接受护理。而且还可以减轻护理人员的负担。 基于无线传感器网络技术的人体行为监测系统 例3 军事领域 由于无线传感器网络具有密集型、随机分布的特点，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，包括侦察敌情、监控兵力、装备和物资，判断生物化学攻击等多方面用途。 美国国防部远景计划研究局已投资几千万美元，帮助大学进行智能尘埃传感器技术的研发。哈伯研究公司总裁阿尔门丁格预测：智能尘埃式传感器及有关的技术销售将从2004年的1000万美元增加到2010年的几十亿美元。 美国五角大楼希望在战场上放置这种微小的无线传感器，以秘密监视敌军的行踪，美国防部已经把它列为一个重点研发项目。无线传感器网络技术预示着战场上新的电子眼和电子耳，这种能力意味着一个特殊的军事用途，可以直接侦察和定位敌军坦克和其他车辆。这种技术还能在防御技术上产生革命性效果，例如可通过传感器分析空气中的化学成分来预告生化攻击。 2005年，美国军方成功测试了由美国Crossbow产品组建的枪声定位系统。如下页图所示，节点被安置在建筑物周围，能够有效地按照一定的程序组建成网络进行突发事件(如枪声、爆炸源等)的检测，为救护、反恐提供有力手段。 狙击手定位系统 检测区域俯瞰图 枪声定位反恐系统 例4农业领域 我国是农业大国，农作物的优质高产对国家的经济发展意义重大。在这些方面，无线传感器网络有着卓越的技术优势。它可用于监视农作物灌溉情况、土壤空气变更、牲畜和家禽的环境状况以及大面积的地表检测。 农业生态环境监测实例结构图 2002年，英特尔公司率先在俄勒冈建立了世界上第一个无线葡萄园。传感器节点被分布在葡萄园的每个角落，每隔一分钟检测一次土壤温度、湿度或该区域有害物的数量，以确保葡萄可以健康生长。研究人员发现，葡萄园气候的细微变化可极大地影响葡萄酒的质量。通过长年的数据记录以及相关分析，便能精确的掌握葡萄酒的质地与葡萄生长过程中的日照、温度、湿度的确切关系。这是一个典型的精准农业、智能耕种的实例。 多温室间无线传感器网络通信的示意图 Digital Sun公司自动洒水系统的原理模型 例4其他用途 无线传感器网络还被应用于其他一些领域。比如一些危险的工业环境如井矿、核电厂等，工作人员可以通过它来实施安全监测。也可以用在交通领域作为车辆监控的有力工具。此外和还可以在工业自动化生产线等诸多领域，英特尔正在对工厂中的一个无线网络进行测试，该网络由40台机器上的210