物联网及应用课件.ppt

什么是无线传感网络？ 无线传感网络是由部署在监测区域内的大量微型、低成本、低功耗的传感器节点组成的多跳无线网络 无线传感网络 无线传感器网络的特点 传感器网络是集成了检测、控制以及无线通信的网络系统 节点数目更为庞大（上千甚至上万），节点分布更为密集 由于环境影响和能量耗尽，节点更容易出现故障 环境干扰和节点故障容易导致网络拓扑结构的变化 传感器节点具有处理能力和存储能力等都十分有限 传统无线网络设计的首要目标是提供高服务质量和高效带宽利用，其次才是考虑节约能源；而传感器网络的首要设计目标是能源的高效利用，这也是传感器网络与传统网络的最重要区别之一。 技术框架 节点结构 节点结构 典型的传感器网络节点 环境监测 节点能量消耗 节点能量消耗 每个传感器节点的能量有限 节点通常不可充电 耗能途径 传感 数据处理 通信（主要耗能途径） 无线自组织网络(MESH) 节点移动 无线自组织网络(MESH) 无线自组织网络(MESH) 无线传感器网络发展的基本特征 无线传感器网络发展的基本特征 无线传感器网络发展的基本特征 无线传感器网络发展的基本特征 无线传感器网络应用 挑战 有许多尚未解决的问题 有许多尚待发现的问题 有许多尚待拓展的应用 水下传感器网络 堆场无线应用 堆场无线应用 堆场网络信息化面临的问题: 在传统的堆场管理中，管理员通过有线网络的方式或者传统无线网络的方式来实施调度指令，某些恶劣环境下铺设有线网络困难或者成本太高； 施工不能影响现有物流调度作业 否则代价太大； 视频监控以及一些高速移动下的业务无法展开。 在这样的背景下希望能有一套在恶劣环境下能提供方便宽带介入和应用的无线系统。 堆场无线应用需求 堆场无线应用需求 堆场无线应用组网示意图 无线宽带接入 货车定位调度 可以通过在货车上装上带GPS接收的WIFI设备.接入MESH网络,监控中心通过货车的位置和堆场的需求,通过MESH网络,来发布语音或者文字调度信息.货车司机通过接入MESH网络的车载终端来接收并执行调度指令,大大提高了生产效率 无线视频监控 ERP、RFID、货运、装卸无线融合 搭建无线MESH网络，使用各种终端（移动PC、RF手持条码等各终端），管理人员可随时随地进行信息传输，根据手持终端机的提示进行各种操作。 借助无线MESH网络的灵活性、移动性和可靠性，可以充分利用已经存在的ERP信息资源，帮助实现信息标准化和提高物流管理质量。 为条形码技术的普及和使用提供平台，提高系统的反应速度，为管理者提供实时准确的决策参考数据。 谢谢！敬请提问! 入库 分检 包装 装车 堆场 堆场仓库流程示意图 收货 存放 管理 * 网关 大规模、自组织、随机部署、网络拓扑经常变化 、 传感器节点资源有限。 数字世界 传感数据 传感数据 传感数据 传感数据 传感数据 传感数据 物理世界 连接物理世界和数字世界 嵌入式系统 网络 MEMS 监控探测物理世界 各种层次任务的协调与调度 紧密联结物理世界 小型或微型的运算，存储，控制单元 自组织, 能效的通信 低成本，低能耗的传感器与执行器 传感器 MCU RF通信 电池 无线信号 温度 湿度 噪声 目标运动 光照条件 压力 土壤购成 …… 节点之间 采用无线通信 感知环境或 目标的特性 光学传感器 节点电路 电源电路 电池 外壳 光传感器 环境传感器 湿度、温度、压力 节点在不同工作状态下的能耗 0 5 10 15 20 能量 (mW) Sensing CPU TX RX IDLE SLEEP 用户终端和设备 无线传感网络 移动电话 PDA 标签 GPS 无线传感网络 无线传感网络 无线传感网络 异构互连 低耗自组 泛在协同 异构互连 低耗自组 泛在协同 如何对大规模低成本的无线传感网络节点供电；如何应对无线传感网络部署的随机性，网络拓扑结构在时间和空间上的复杂多变性 异构互连 低耗自组 泛在协同 如何应对无线传感网络内（即节点）的异构性和网络间的异构性；如何应对无线传感网络的可扩展性 异构互连 低耗自组 泛在协同 如何建立多应用场景自适应模型以及多传感数据协同处理方法；如何对多传感数据进行协同处理，应对无线传感网络的泛在性 医疗监护 智能交通 智能家居 环境监测 国防军事 防灾减灾 工业监控 新一代网络 无线传感网络将在新一代网络中起重要作用 具有安全性的操作系统 自动地址分配方法 精准的定位方法 高效的MAC协议 面向应用的可靠性路由协议 多网关的优化配置问题 自适应的状态切换与节点调度 高效协同的事件监测手段 感知数据的查询、分析及挖掘 移动传感器引发的问题 … 物联网的概念 2009年８月７日，温总理在无锡调研时，对微纳传感器研发中心予以