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无线传感器网络的拓扑结构与应用简介

发布时间:2021-10-03 人气:

本文摘要:无线传感器网络是由散播在工作区域中大量的体积小、成本低、具备无线通信、传感和数据处理能力的传感器节点构成的。每个节点有可能具备有所不同的感官形态,例如声纳、震动波、红外线等,节点却可以已完成对目标信息的收集、传输、决策制定与实行,构建区域监控、目标追踪、定位和预测等任务。每一个节点都具备存储、处置、传输数据的能力。 通过无线网络,传感器节点之间可以相互交换信息,也可以把信息传输到远程末端。

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无线传感器网络是由散播在工作区域中大量的体积小、成本低、具备无线通信、传感和数据处理能力的传感器节点构成的。每个节点有可能具备有所不同的感官形态,例如声纳、震动波、红外线等,节点却可以已完成对目标信息的收集、传输、决策制定与实行,构建区域监控、目标追踪、定位和预测等任务。每一个节点都具备存储、处置、传输数据的能力。

通过无线网络,传感器节点之间可以相互交换信息,也可以把信息传输到远程末端。  无线传感器网络的通讯体系结构  无线传感器网络的构建必须自的组织网络技术,相对于一般意义上的自的组织网络,该网络有以下一些特点,必须在体系结构的设计中类似考虑到。无线传感器网络中的节点数目众多,这就对传感器网络的可扩展性明确提出了拒绝,由于传感器节点的数目多、支出大,传感器网络一般来说不具备全球唯一的地址标识,这使得传感器网络的网络层和传输层相对于一般网络而言有相当大的修改。  自的组织传感器网络仅次于的特点就是能量有限,传感器节点不受环境的容许,一般来说由电量受限且不能替换的电池供电,所以在考虑到传感器网络体系结构以及各层协议设计时,节约能源是设计的主要考虑到目标之一。

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  由于传感器网络应用的环境的特殊性,无线信号不平稳以及能源有限的特点,传感器网络节点损毁的概率远大于传统网络节点,因此自的组织网络的健壮性确保是必需的,以确保部分传感器网络的损毁会影响全局任务的展开。  传感器节点高密度部署,网络拓扑结构变化慢。对于流形结构的确保也明确提出了挑战。

  根据以上特性分析,传感器网络必须根据用户对网络的市场需求设计适应环境自身特点的网络体系结构,为网络协议和算法的标准化获取统一的技术规范,使其需要满足用户的市场需求。无线传感继续执行网络通信体系结构如图1右图,即纵向的通信协议层和横向的传感器网络管理面。

通信协议层可以区分为物理层、链路层、网络层、传输层、应用层。而网络管理面则可以区分为能耗管理面、移动性管理面以及任务管理面,管理面的不存在主要是用作协商有所不同层次的功能借此在能耗管理、移动性管理和任务管理方面取得综合考虑到的最优设计。  基于CC2510的无线传感器网络节点设计  无线传感器网络是由大量传感器节点通过无线通信技术自的组织包含的网络。

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自小体积、低功耗和高可靠性节点设计和自的组织协议的角度,基于CC2510的节点结构能便利地构建节点自的组织和数据多点跳传的无线通讯协议。  Chipcon公司的CC2510芯片是一块嵌入8051单片机的单片可编程UHF收发器芯片。该芯片除了以8051技术为核心外,还嵌入32kB的Flash存储器、4kB的SRAM,以及8地下通道8-14bitA/D转换器、1个16位定时器和3个8位定时器、2个UART/SPI、RTC、看门狗电路、DES编码和21个标准化I/O。

芯片的高度构建结构使其具备高速度、高灵敏度性、低功耗、低成本、构建单片机和位裁决、实时、频率灵活性等特点。  以往的无线传感器网络节点设计是将数据处理掌控模块和通信模块分离,最少用于两块芯片。CC2510芯片使原先的数据处理掌控和通信两大模块的设计只必须1块6mmx6mm芯片就可以已完成,增加了整个系统体积,减少了成本。

而且无线发送电路和8051单片机系统有机地统合在同一晶片上,最大限度地增加了单片机数字电路对高频仿真电路的阻碍,提升了可靠性。图2为应用于CC2510芯片的节点设计框架。


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