無線感測網路的基本結構

2021-10-01 20:36:52 字數 2204 閱讀 6065

不知道無線感測器網路的結構,就相當於你對wsn一無所知。
(1)無線感測器網路節點型別

節點三兄貴:感測器節點(sensor node)、匯聚節點(sink node)和管理節點

三個節點的不同要求

記得曾經有一張圖,在乙個施工現場,只有乙個人在幹活,而其他人都是頂著各種頭銜職位在旁邊站著監督, 感測器節點就是那個幹活的人,匯聚節點和管理節點更像是在旁邊看著的人,不是說它們沒有作用,而只是想說,沒有感測器節點這個幹活的人,所有的事都是 0 進度。

所以我們不得不對我們的感測器節點更看重一點。

感測器節點: 通常是乙個嵌入式系統,這點很重要,乙個物體是不會有計算和通訊能力,能做的就是嵌入乙個「大腦」, 另一方面它一點是電池供電,因為它是不固定的,它不會有持續的、穩定的電源。 所以有限的電源就會限制它的處理能力、儲存能力和通訊能力。(這就是靈活的壞處)

可以說,想要讓wsn更優化,感測器節點的軟硬體是重點。
匯聚節點: 因為它少,所以可以對它進行改造,它既可以是感測器節點 2.0 版本,也可以是沒有監測功能僅帶有無線通訊介面的特殊閘道器裝置。

匯聚節點的處理能力、儲存能力和通訊能力相對較強,它連線感測器網路與網際網路等外部網路,實現兩種通訊協議之間的轉換。

同時發布管理節點的監測任務,並將收集到的資料**到外部網路中(承上啟下)。

之前我們講過科學的發展過程, 技術結合就是其中一項,將感測器與執行器結合起來是乙個很自然的過程。 wireless sensor and actor network.

當無線感測網路的控制節點需要通過執行器與外部的物理世界產生互動時,需要給執行器發出指令,執行器將指令轉變成一種作用於環境的物理行為。典型的執行器可以是人、控制裝置或者智慧型機械人。隨著智慧型機械人技術的日趨成熟與應用,加快了小型、智慧型、自治、低能耗、低成本執行器研發的速度,使得無線感測器與執行器網路的建設成為可能。

wsan由兩部分組成:感測器節點與執行器節點 ,它們的區別主要有以下幾點:

(1)異構性

wsan是由異構元件組成的,包括低端的感測器節點和處理能力較強的執行器節點,這兩部分在網路通訊、計算以及儲存能力方面有很大的區別。

(2)實時性

wsan基本上是一種閉環系統,該系統根據感測器傳送的資料來進行資料處理、分析和決策,很多應用場合要求執行器節點能夠對來自感測器的感知資訊提出及時反應,因此網路協議應該提供實時資料傳輸的保證。

(3)協作性

感測器節點與執行器節點、執行器節點與執行器節點之間必須保持良好的關係,因為可能有多個執行器節點關注同乙個事件,感測器節點與執行器節點的協作可以使感測器的事件報告資料被傳輸到最適合的執行器節點。 受到事件報告資料之後,多個執行器節點相互協作,採取恰當的行動來完成控制任務。

(4)移動性

在wsan中,執行器節點需要根據發生的事件,移動到相應的位置,執行相應的行動。

在協同機制中,感測器節點先通過多跳或單跳的方式向執行器節點傳送感知資料。執行器節點對資料進行分析後,在採取動作之前,與匯聚節點協商(三種情況):

(1)告知匯聚節點,執行器節點要採取的行動(僅告知)

(2)與匯聚節點協商應該採取的行動;

(3)通過匯聚節點向控制節點請示行動方案。等待指令。

在wsan中,感測器節點與執行器節點協作是研究的重點和難點。 感測器節點與執行器節點的協作涉及三個方面:

(1)如何保證感測器節點與執行器節點之間資料傳輸的低時延性和高可靠性。

(2)在多跳wsan中,多個感測器節點之間將不同事件上報給一組重疊區域的執行器節點,勢必造成大量不必要的執行器節點被啟用,從而造成能源浪費, 要將感測器節點與最佳的執行器節點關聯起來,必須研究任務分配與執行器節點擊擇演算法問題。

(3)異構的wsan 網路中,在給定的感知節點與選定的執行器節點之間,應綜合考慮可靠性、時延、時延抖動、能量消耗的最佳通訊方案。

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