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无线传感器网络的节点自定位技术

作者:admin  更新时间:2017-09-29
无线传感器网络的节点自定位技术
人类进入信息社会的一个主要标志就是因特网的迅速普及应用。因特网是信息传输网络与信息处理计算机相互融合的产物。当前的因特网使人类社会进入了“网络即计算机”的网络时代,人们可以在网上找到资源,进行网络计算和存储资料。而传感器网络将是信息获取(传感)、信息传输与信息处理三大子领域技术又一次相互融合的产物,人们可以通过传感网络直接感知真实客观世界的一切,从而极大地扩展网络的功能和人类认识世界的能力,必将极大地推动相关学科的发展,并带来社会的深刻变革。因此、传感器网络将逐渐引领人类步入“网络即传感器”的传感时代。
无线传感器网络典型的网络结构和工作方式如下:
将大量传感器节点布置或抛洒到感兴趣的区域,节点通过自组织快速形成一个无线网络。每个节点都有自己控制的一个区域,通过感知设备,如温度、湿度、声音或光学设备,化学分析装置,电磁感应装置等,来对周围的物理环境进行监控,也可以通过配置一些专用的功能单元来实现与特定环境交互的功能。节点的通信距离一般较短,只能与自己通信范围内的其他传感器节点(称作邻居节点或邻居)交换数据。要访问通信范围以外的节点,必须使用多跳路由。因此,节点既是信息的采集和发出者,也是信息的转发传输者,采集的数据通过多跳路由到达汇聚节点(一些文献也称作网关),汇聚节点是一个特殊的节点,可以通过Internet、移动通信网络、卫星等与监控中心通信。也可以利用飞机飞越网络上空,通过无线通信采集网关数据。为了保证网络内大多数节点都可以与网关建立无线链路,并且保证传感器节点对目标区域有很好的覆盖,节点的分布要相当的密集。高密度分布还可以在某些传感器节点能量耗尽或者出现故障时不影响网络的连通性和整体的工作。
与传统的无线网络相比,无线传感器网络具有以下特点:
(1)电源容量有限。无线传感器网络节点一般由电池供电,而且在使用过程中也不能给电池充电或更换电池。因此无线传感器网络设计的基本原则就是都要以节能为前提。
(2)传感器节点由于受到低成本、小体积和低功耗的限制,其硬件、软件资源非常有限。
(3)无中心。无线传感器网络一般是一个对等式的网络。
(4)自组织。无线传感器网络的布设和展开无需依赖于任何预设的基础设施。
(5)多跳路由。网络中节点通信距离有限,如果希望与较远的节点进行通信,则需要通过中间节点多跳路由来实现。
(6)动态拓扑。无线传感器网络是一个动态的网络,节点可以随处移动;网络的拓扑结构会随时发生变化,因此网络应该具有动态拓扑组织功能。
(7)节点数量众多,分布密集。为了对一个区域执行监测任务,传感器节点往往分布得非常密集,利用节点之间高度连接性来保证系统的容错性和抗毁性。
 
注:文章内容转自中国百科问答网