无线传感网
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爱斌
- LV2工程师
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| 2016-01-17 08:42:48
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在诸多行业和领域已有应用的无线传感网(WSN)就是物联网的一种形式。无线传感网的定义是：随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点，通过自组织方式构成的无线网络。无线传感网按其功能抽象可以分为五个层次：基础层(传感器集合)、网络层(通信网络)、中间件层、数据处理和管理层以及应用开发层。其中，基础层以研究新型传感器和传感系统为核心，包括应用新的传感原理、使用新的材料以及采用新的结构设计等，以降低能耗、提高敏感性、选择性、响应速度、动态范围、准确度、稳定性以及在恶劣环境条件下工作的能力。
无线传感网通过节点中内置的不同传感器检出被测环境中的温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的速度和方向等信息，并通过内置的数据处理及通信单元完成相关处理与通信任务。
微电子机械加工(MEMS)技术的发展为传感器的微型化提供了可能，微处理技术的发展促进了传感器的智能化，通过MEMS技术和射频(RF)通信技术的融合促进了无线传感器及其网络的诞生。传统的传感器正逐步实现微型化、智能化、信息化、网络化，正经历着一个从传统传感器→智能传感器→嵌入式Web传感器的内涵不断丰富的发展过程。这是这种变化，加速了物联网的普及，让人们对物联网的前期充满期待。
从技术角度看无线传感网，可以总结出三个主要特性：
?环境感知网络
–具有对外部的感知能力，是实现“物与物、人与物”之间的信息交互的关键
–环境信息数据最终接入骨干网
–是未来“泛在网”的神经末梢
?无线自组织网络
–无线短距离通信
–自组织联网实现信息传输
–自主管理、修复网络
?资源受限网络
–低成本，低功耗——计算、通信能力弱
–节点电源供给
–节点易失效或者被破坏
对物联网的应用前景，业界都很看好。但是，在无线传感网真正向泛在的物联网实现的过程中，也面临着技术方面的挑战。
挑战一：低成本，低功耗，高可靠性，微型化
-大规模随机部署，无基础设施
-能量管理，环境差异大
-片上系统实现技术-最大化的集成
挑战二：资源受限无线自组织网络协议
-自组织网络媒体接入、链路控制协议
-能量敏感的多跳路由协议
-海量冗余数据融合协议
挑战三：大规模，自组织的网络维护技术
-网络拓扑的管理。
-网络容错和自动维护功能
-数据安全性
-时间同步，节点定位
在诸多行业和领域已有应用的无线传感网(WSN)就是物联网的一种形式。无线传感网的定义是：随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点，通过自组织方式构成的无线网络。无线传感网按其功能抽象可以分为五个层次：基础层(传感器集合)、网络层(通信网络)、中间件层、数据处理和管理层以及应用开发层。其中，基础层以研究新型传感器和传感系统为核心，包括应用新的传感原理、使用新的材料以及采用新的结构设计等，以降低能耗、提高敏感性、选择性、响应速度、动态范围、准确度、稳定性以及在恶劣环境条件下工作的能力。
无线传感网通过节点中内置的不同传感器检出被测环境中的温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的速度和方向等信息，并通过内置的数据处理及通信单元完成相关处理与通信任务。
微电子机械加工(MEMS)技术的发展为传感器的微型化提供了可能，微处理技术的发展促进了传感器的智能化，通过MEMS技术和射频(RF)通信技术的融合促进了无线传感器及其网络的诞生。传统的传感器正逐步实现微型化、智能化、信息化、网络化，正经历着一个从传统传感器→智能传感器→嵌入式Web传感器的内涵不断丰富的发展过程。这是这种变化，加速了物联网的普及，让人们对物联网的前期充满期待。
从技术角度看无线传感网，可以总结出三个主要特性：
?环境感知网络
–具有对外部的感知能力，是实现“物与物、人与物”之间的信息交互的关键
–环境信息数据最终接入骨干网
–是未来“泛在网”的神经末梢
?无线自组织网络
–无线短距离通信
–自组织联网实现信息传输
–自主管理、修复网络
?资源受限网络
–低成本，低功耗——计算、通信能力弱
–节点电源供给
–节点易失效或者被破坏
对物联网的应用前景，业界都很看好。但是，在无线传感网真正向泛在的物联网实现的过程中，也面临着技术方面的挑战。
挑战一：低成本，低功耗，高可靠性，微型化
-大规模随机部署，无基础设施
-能量管理，环境差异大
-片上系统实现技术-最大化的集成
挑战二：资源受限无线自组织网络协议
-自组织网络媒体接入、链路控制协议
-能量敏感的多跳路由协议
-海量冗余数据融合协议
挑战三：大规模，自组织的网络维护技术
-网络拓扑的管理。
-网络容错和自动维护功能
-数据安全性
-时间同步，节点定位
金三胖
2016-02-24
