第1章无线传感器网络概述.ppt

第一章 无线传感器网络概述 无线传感器网络的系统结构——协议结构 无线传感器网络的各通信协议层功能 传输层 负责将传感器网络的数据提供给外部网络，也就是负责网络中节点间和节点与外部网络之间的通信。 应用层 主要由一系列应用软件构成，主要负责监测任务。这一层主要解决三个问题：传感器管理协议、任务分配和数据广播管理协议，以及传感器查询和数据传播管理协议。 第一章 无线传感器网络概述 无线传感器网络的系统结构——协议结构 无线传感器网络的各管理平台功能如下： 能量管理平台 管理传感器节点如何使用资源，在各个协议层都需要考虑节省能量。 移动管理平台 检测传感器节点的移动，维护到汇聚节点的路由，使得传感器节点能够动态跟踪其邻居的位置。 任务管理平台 在一个给定的区域内平衡和调度检测任务。 第一章 无线传感器网络概述 无线传感器网络的发展 20世纪70年代，第一代传感器网络诞生，第一代传感器网络特别简单，传感器只能获取简单信号，数据传输采用点对点模式，传感器节点与传感控制器相连就构成了这样一个传感器网络。 第二代传感器网络比第一代传感器网络在功能上稍有增强，它能够读取多种信号，硬件上采用串/并接口来连接传感控制器，是一种能够综合多种信息的传感器网络。传感器网络更新的速度越来越快。 第一章 无线传感器网络概述 无线传感器网络的发展 在20世纪90年代后期，第三代传感器网络问世，它更加智能化，综合处理能力更强，能够智能地获取各种信息，网络采用局域网形式，通过一根总线实现传感器控制器的连接，是一种智能化的传感器网络。 到现在为止，第四代传感器网络还在开发之中，虽然实验室的无线传感器网络已经能够运行，但限于节点成本、电池生命周期等原因，大规模使用的产品出现得还很少，这一代网络结构采用无线通信模式，大规模地撒播具有简单数据处理和融合能力的传感器节点，无线自组织地实现网络间节点的相互通信，这就构成了第四代传感器网络，即无线传感器网络。 第一章 无线传感器网络概述 无线传感器网络的发展 在20世纪90年代后期，第三代传感器网络问世，它更加智能化，综合处理能力更强，能够智能地获取各种信息，网络采用局域网形式，通过一根总线实现传感器控制器的连接，是一种智能化的传感器网络。 到现在为止，第四代传感器网络还在开发之中，虽然实验室的无线传感器网络已经能够运行，但限于节点成本、电池生命周期等原因，大规模使用的产品出现得还很少，这一代网络结构采用无线通信模式，大规模地撒播具有简单数据处理和融合能力的传感器节点，无线自组织地实现网络间节点的相互通信，这就构成了第四代传感器网络，即无线传感器网络。 无线传感器网络的发展 第一章 无线传感器网络概述 第一章 无线传感器网络概述 无线传感器网络的发展 1993年，美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）联合rockwell研究中心在 DARPA的资助下开始进行了WINS（Wireless Integrated Network Sensors）的项目研究 1996年起麻省理工学院(MIT)进行了μAMPS(Micro-Adaptive Multi-domain Power-aware Sensors)项目的研究，该项目主要关注网络问题，提出了无线传感器网络的组织应该以节能、自组织和可重构为目标。 （LEACH协议） 加州大学伯克利分校（UC Berkeley）于1999年在DARPA的资助下开始进行Smart Dust项目的研究，该项目的目标是研制体积不超过一立方毫米，使用太阳能电池供电，具有光通信能力的自治传感器节点 在美国自然科学基金（NSF）等单位的资助下，UCLA联合其他一些机构成立了CENS（Center for Embedded Network Sensing）。该中心对无线传感器网络的跟踪定位与节点部署、调试工具、数据存储与查询、能量管理等等诸多方面进行研究。 UC Berkeley成立了WEBS（wireless Embedded Systems），WEBS负责Smart Dust和NEST等项目，涉及硬件平台、安全路由、环境监测和定位系统等许多方面。 第一章 无线传感器网络概述 无线传感器网络的发展 空间探索领域和军事领域方面： NASA的Sensor Web项目 应用于火星探测 DARPA资助的Sensor IT(Sensor Information Technology)项目，战场环境不同种类的传感器的部署战场的组成的传感器网络 美国海军研究局资助的DADS （Deployable Autonomous Distributed System）项目，开发可在近海水域部署的水下无线传感器网络 在民用方面