無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種無(wú)中心節(jié)點(diǎn)的全分布系統(tǒng)。通過(guò)隨機(jī)投放的方式,眾多傳感器節(jié)點(diǎn)被密集部署于監(jiān)控區(qū)域。這些傳感器節(jié)點(diǎn)集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊,它們通過(guò)無(wú)線通道相連,自組織地構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
解析物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的七大特點(diǎn)
傳感器節(jié)點(diǎn)借助于其內(nèi)置的形式多樣的傳感器,測(cè)量所在周邊環(huán)境中的熱、紅外、聲吶、雷達(dá)和地震波信號(hào),也包括溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、土壤成分、移動(dòng)物體的大小、速度和方向等眾多人們感興趣的物理現(xiàn)象。傳感器節(jié)點(diǎn)間具有良好的協(xié)作能力,通過(guò)局部的數(shù)據(jù)交換來(lái)完成全局任務(wù)。
由于傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)特點(diǎn)的要求,多跳、對(duì)等的通信方式較之傳統(tǒng)的單跳、主從通信方式更適合于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),同時(shí)還可有效避免在長(zhǎng)距離無(wú)線信號(hào)傳播過(guò)程中遇到的信號(hào)衰落和干擾等問(wèn)題。通過(guò)網(wǎng)關(guān),傳感器網(wǎng)絡(luò)還可以連接到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上,從而將采集到的信息回傳給遠(yuǎn)程的終端用戶使用。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有以下的特點(diǎn)。
(1)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)
為了獲取精確信息,在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)通常部署大量傳感器節(jié)點(diǎn),傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量可能達(dá)到成千上萬(wàn),甚至更多。
傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模性包括兩方面的含義:
一方面是傳感器節(jié)點(diǎn)分布在很大的地理區(qū)域內(nèi),如在原始大森林中采用傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行森林防火和環(huán)境監(jiān)測(cè),需要部署大量的傳感器節(jié)點(diǎn);
另一方面,傳感器節(jié)點(diǎn)部署很密集,在一個(gè)面積不是很大的空間內(nèi),密集部署了大量的傳感器節(jié)點(diǎn)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模性具有如下優(yōu)點(diǎn):通過(guò)不同空間視角獲得的信息具有更大的信噪比;通過(guò)分布式處理大量的采集信息能夠提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度,降低對(duì)單個(gè)節(jié)點(diǎn)傳感器的準(zhǔn)確度要求;大量冗余節(jié)點(diǎn)的存在,使得系統(tǒng)具有很強(qiáng)的容錯(cuò)性能;大量節(jié)點(diǎn)能夠增大覆蓋的監(jiān)測(cè)區(qū)域,減少盲區(qū)。
(2)自組織網(wǎng)絡(luò)
在傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,通常情況下傳感器節(jié)點(diǎn)被放置在沒(méi)有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的地方。傳感器節(jié)點(diǎn)的位置不能預(yù)先精確設(shè)定,節(jié)點(diǎn)之間的相互鄰居關(guān)系預(yù)先也不知道,如通過(guò)飛機(jī)播撒大量傳感器節(jié)點(diǎn)到面積廣闊的原始森林中,或隨意放置到人不可到達(dá)或危險(xiǎn)的區(qū)域。
這樣就要求傳感器節(jié)點(diǎn)具有自組織的能力,能夠自動(dòng)進(jìn)行配置和管理,通過(guò)拓?fù)淇刂茩C(jī)制和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議自動(dòng)形成轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的多跳無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用過(guò)程中,部分傳感器節(jié)點(diǎn)由于能量耗盡或環(huán)境因素造成失效,也有一些節(jié)點(diǎn)為了彌補(bǔ)失效節(jié)點(diǎn)、增加監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度而補(bǔ)充到網(wǎng)絡(luò)中,這樣在傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)就動(dòng)態(tài)地增加或減少,從而使網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨之動(dòng)態(tài)地變化。傳感器網(wǎng)絡(luò)的自組織性要能夠適應(yīng)這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化。
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