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无线传感器网络的结构与特点分析

2017-06-07 08:46
木中君
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随着社会和现代技术发展,物联网超然而至,得到了很多国家和人民的关注。物联网是基于现有的互联网发展起来的,它除了融合网络、RFID技术、信息技术之外,还引入了无线传感器技术,使得M2M型物联网有了更深的发展,而且无线传感器技术结合了嵌入式系统技术、传感器技术、现代网络以及无线通信技术,所以它本身也是一个热点的研究领域。

今天我们就来了解下无线传感器网络。

无线传感器网络(WSN)是一种分布式传感网络,它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。WSN中的传感器通过无线方式通信,因此网络设置灵活,设备位置可以随时更改,还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。通过无线通信方式形成的一个多跳自组织的网络。

【无线传感器网络结构】

无线传感器网络系统通常包括传感器节点(Sensor node)、汇聚节点(Sink node)和管理节点。

大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近,能够通过自组织方式构成网络。传感器节点检测的数据沿着其他传感器节点逐条地进行传输,在传输过程中检测数据可能被多个节点处理,经过多跳后路由到汇聚节点,最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理,发布监测数据。

传感器网络

处理能力、存储能力和通信能力较弱,通过小容量电池供电。从网络功能上看,每个传感器节点除了进行本地信息收集和数据处理外,还要对其他节点转发来的数据进行存储、管理和融合,并与其他节点协作完成一些特定任务。

汇聚节点

汇聚节点的处理能力、存储能力和通信能力相对较强,它是连接传感器网络与Internet外部网络的网关,实现两种协议间的转换,同时向传感器节点发布来自管理节点的监测任务,并把WSN收集到的数据转发到外部网络上。

管理节点

管理节点用于动态地管理整个无线传感器网络。传感器网络的所有者通过管理节点访问无线传感器网络的资源。

【无线传感器网络主要特点】

大规模

为了获取精确信息,在监测区域通常部署大量传感器节点,可能达到成千上万,甚至更多。传感器网络的大规模性包括两方面的含义:一方面是传感器节点分布在很大的地理区域内,如在原始大森林采用传感器网络进行森林防火和环境监测,需要部署大量的传感器节点;另一方面,传感器节点部署很密集,在面积较小的空间内,密集部署了大量的传感器节点。

传感器网络的大规模性具有如下优点:通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比;通过分布式处理大量的采集信息能够提高监测的精确度,降低对单个节点传感器的精度要求;大量冗余节点的存在,使得系统具有很强的容错性能;大量节点能够增大覆盖的监测区域,减少洞穴或者盲区。


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