传感器网络,是由大量微小的传感器节点组成的,而本文将为大家详细介绍传感器网络的工作原理。
传感器网络的工作原理与三大特点
传感器网络的工作原理
所谓传感器网络是由大量部署在作用区域内的、具有无线通信与计算能力的微小传感器节点通过自组织方式构成的能根据环境自主完成指定任务的分布式智能化网络系统。传感网络的节点间距离很短,一般采用多跳的无线通信方式进行通信。传感器网络可以在独立的环境下运行,也可以通过网关连接到internet,使用户可以远程访问。
传感器网络节点的组成和功能包括如下四个基本单元:传感单元(由传感器和模数转换功能模块组成)、处理单元(由嵌入式系统构成,包括cpu、存储器、嵌入式操作系统等)、通信单元(由无线通信模块组成)、以及电源部分。此外,可以选择的其它功能单元包括:定位系统、运动系统以及发电装置。
传感节点之间可以相互通信,自己组织成网并通过多跳的方式连接至sink(基站节点),sink节点收到数据后,通过网关(gateway)完成和公用internet网络的连接。整个系统通过任务管理器来管理和控制这个系统。传感器网络的特性使得其有着非常广泛的应用前景,其无处不在的特点使其在不远的未来成为我们生活中不可缺少的一部分。
通信技术和计算机技术的飞速发展,人类社会已经进入了网络时代。智能传感器的开发和大量使用,导致了在分布式控制系统中,对传感信息交换提出了许多新的要求。 单独的传感器数据采集已经不能适应现代控制技术和检测技术的发展,取而代之的是分布式数据采集系统组成的传感器网络,传感器网络可以实施远程采集数据,并进行分类存储和应用。
传感器网络三大特点
(1)大规模网络
传感器网络的大规模性具有的优点: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。
(2)动态性网络
传感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变:①环境因素或电能耗尽造成的传感器节点出现故障或失效;②环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化, 甚至时断时通;③传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性;④新节点的加入。这就要求传感器网络系统要能够适应这种变化,具有动态的系统可重构性。
(3)应用相关的网络
传感器网络用来感知客观物理世界, 获取物理世界的信息量。 客观世界的物理量多种多样, 不可穷尽。 不同的传感器网络应用关心不同的物理量, 因此对传感器的应用系统也有多种多样的要求。
传感器网络被应用于我们工作、娱乐等等各个方面,它的结构形式多种多样,前景十分广阔,令人期待。 |