无线传感器网络概论.pptVIP

WSN的应用☆军事上的应用传感器网络具有可快速部署、可自组织、隐蔽性强和高容错性的特点，因此非常适合军事上的应用。通过飞机或炮弹直接将传感器节点散播到敌方阵地内部，或者在公共隔离带部署传感网络，就能隐蔽而且近距离的准确收集战场信息。例:传感器网络已经成为美军事C4ISRT系统必不可少的一部分。WSN的应用（续）☆环境观测和预报系统可以用于检视农作物灌溉情况、土壤空气情况、牲畜和家禽的环境状况和大面积的地表监测、气象和地理研究、洪水监测等。例：ALERT系统中就有用于监测降雨量、河水水位和土壤水分，并依此预测爆发山洪的可能性。WSN的应用（续）☆医疗护理用于人体的各种生理数据，跟踪和监控医院内医生和患者的行动，医院的药物管理等。例：一个可以成像的特殊发送器芯片与精巧设计的超低功率无线技术结合，就可以实现可用于一个胃肠道诊断的微型吞服摄像胶囊。患者吞下维C片大小的成像胶囊后，胶囊经过食道、胃和小肠时就可将图象广播出来。胶囊由一个摄象机、LED、电池、特制芯片和天线组成。（如图）WSN的应用（续）精细农业医疗保健WSN的应用（续）☆智能家居家电和家具中嵌入传感器节点，通过无线网络与Internet连在一起。为人提供人性化的家居环境。例：Avaak提供一个只有1立方英寸大小的自治产品。这个微型的无线视频平台包含有一节电池、无线电、摄像相机、(彩色成像器加镜头)、控制器、天线和温度传感器。WSN的应用（续）☆建筑物状态监控利用传感器网络监控建筑物的安全状态。例：Microstrain在佛蒙特州的一座重载桥梁上安装了一套该公司研制的系统，将位移传感器安装在钢梁上用来测量静态和动态应力，并通过无线网络来采集数据。该无线系统可以保留在桥梁上用于长期监测桥梁是否处于正常受控状态。WSN的应用（续）☆完成空间探索借助于航天器在外星体撒播一些传感器网络节点，可以对星球表面进行长时间监测。成本低、节点体积小，相互之间可以进行通信，也可以和地面站进行通信。例：NASA的JPL（JetPropulsionLaboratory）实验室研制的SensorWebs就是为将来的火星探测进行技术准备。该系统已经在实施测试和完善。WSN的应用（续）☆厂房安全☆故障诊断WSN的应用（续）WSN的体系结构传感器网络结构传感器节点结构WSN的体系结构传感器网络协议栈WSN的体系结构WSN的特征☆与无线网络的区别传感器网络集成了监测、控制以及无线通信的网络系统，节点数目庞大（上千甚至上万），分布密集，因环境和能量的耗尽，容易出现故障，节点通常固定不动。能量、处理能力、存储能力、通信能力有限。不同于传统无线网络的高服务质量和高效的带宽的利用，节能是其设计的首要考虑因素。WSN的特征☆节点的限制※电池能量有限※通信能力有限能量消耗和通信距离关系E正比于d(n).{2n4}※计算和存储能力有限☆传感器网络的特点：大规模网络自组织网络动态性网络可靠性网络应用性相关的网络以数据为中心的网络WSN的特征关键技术网络协议时间同步定位技术网络拓扑控制数据融合数据管理无线通信技术嵌入式操作系统应用层技术传感器网络协议栈WSN的协议MAC协议MAC协议在无线传感器网络中，介质访问控制协议决定无线信道的使用方式，在传感器节点之间分配有限的无线通信资源，用来构建传感器网络系统的底层基础结构。☆设计MAC协议时考虑：※节省能量※可扩展性※网络效率TimeABCcsDATAcsDATAABCDTimecsDATARTSCTSBlockedACK*机器人与信息自动化研究所InstituteofRoboticsAutomaticInformationSystem***《MIT技术评论》：麻省理工学院学刊传感器网络、塑料电子学和仿生人体器官被列为未来3大高科技产业效用计算、传感器网络、塑料电子学和仿生人体器官是全球未来的四大高技术产业*DARPA：（DefenceAdvancedResearchProjectsAgency）洛杉矶加利福尼亚大学（UniversityofCalifornia,LosAngeles，通常缩写为UCLA，也常譯稱為加州大學洛杉磯分校）*在美国军方、美国国家自然科学基