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無線感測器網路原理及方法ppt

發布時間: 2022-06-05 01:30:53

『壹』 什麼是無線感測器網路

無線感測器是有接收器和發射器。接收器上可以接多個感測器的。輸送都是兩三百米、頻率是2.4GHz。如果需要傳輸更遠的距離的話就需要跳頻了。這樣整個形式就是無線感測器的網路了。

『貳』 無線感測器定義及其應用實例解析

無線感測器,看到這個代名詞,我想大多數人是一頭霧水,一臉表現出很茫然的樣子。這也並不奇怪,無線感測器,目前還只運用於一些大型檢測工作中,自然而然,能夠接觸到它的也就只是一些專業的工作人員了。比如它可以監測地震,然後將監測到的信息通過無線網路傳輸到檢測中心的無線網卡,直接送入到計算機里邊兒。既然我們對它有這么多的疑惑,那接下來我就將向大家介紹介紹什麼是無線感測器定義以及它的一些應用實例。

無線感測器的組成模塊封裝在一個外殼內,在工作時它將由電池或振動發電機提供電源,構成無線感測器網路節點,由隨機分布的集成有感測器、數據處理單元和通信模塊的微型節點,通過自組織的方式構成網路。它可以採集設備的數字信號通過無線感測器網路傳輸到監控中心的無線網關,直接送入計算機,進行分析處理。如果需要,無線感測器也可以實時傳輸採集的整個時間歷程信號。監控中心也可以通過網關把控制、參數設置等信息無線傳輸給節點。數據調理採集處理模塊把感測器輸出的微弱信號經過放大,濾波等調理電路後,送到模數轉換器,轉變為數字信號,送到主處理器進行數字信號處理,計算出感測器的有效值,位移值等。


橋梁健康檢測及監測

橋梁結構健康監測(SHM)是一種基於感測器的主動防禦型方法,可以彌補目前安全性能十分重要的結構中,把感測器網路安置到橋梁、建築和飛機中,利用感測器進行SHM是一種可靠且不昂貴的做法,可以在第一時間檢測到缺陷的形成。這種網路可以提早向維修人員報告在關鍵結構中出現的缺陷,從而避免災難性事故。

糧倉溫濕度監測

無線感測器網路技術在糧庫糧倉溫度濕度監測領域應用最為普遍,這是由於糧庫糧倉溫度濕度的測點多,分布廣,使用縱橫交錯的信號線會降低防火安全系數,應用無線感測器網路技術具有低功耗,低成本,布線簡單,安裝方便,易於組網,便於管理維護等特點。


混凝土澆灌溫度監測

在混凝土施工過程中,將數字溫度感測器裝入導熱良好的金屬套管內,可保證感測器對混凝土溫度變化作出迅速的反應。每個溫度監測金屬管接入一個無線溫度節點,整個現場的無線溫度節點通過無線網路傳輸到施工監控中心,不需要在施工現場布放長電纜,安裝布放方便,能夠有效解決溫度測量點因為施工人員損壞電纜造成的成活率較低的問題.


地震監測

通過使用由大量互連的微型感測器節點組成的感測器網路,可以對不同環境進行不間斷的高精度數據搜集。採用低功耗的無線通信模塊和無線通信協議可以使感測器網路的生命期延續很長時間。保證了感測器網路的實用性。

無線感測器網路相對於傳統的網路,其最明顯的特色可以用六個字來概括即:「自組織,自癒合」。這些特點使得無線感測器網路能夠適應復雜多變的環境,去監測人力難以到達的惡劣環境地區。BEETECH無線感測器網路節點體積小巧,不需現場拉線供電,非常方便在應急情況下進行靈活部署監測並預測地質災害的發生情況。


建築物振動檢測

建築物懸臂部分不會因為旁邊公路及地鐵交通所引發的振動而超過舒適度的要求;通過現場測量,收集數據以驗證由公路及地鐵交通所引發的振動與主樓懸臂振動之相互關系;同時,通過模態分析得到主樓結構在小振幅脈動振動工況下前幾階振動模態的阻尼比,為將來進行結構的小振幅動力分析提供關鍵數據。


以上這些看起來很「翻番復雜」的文字呢,就是對無線感測器定義以及它的一些應用實例的解析了,這些也都是我所能了解到的知識信息了,對於無線感測器還有很多與其相關的知識信息,但是在這里我也只能給大家提供這么多了。雖然在我們的日常生活中並不會親身接觸到無線感測器,但是它卻一直在我們的身邊,給予我們幫助,為我們「保駕護航」。

『叄』 【高分】無線感測器網路S-MAC協議的原理及演算法

本文根據《中國銀聯直聯POS終端規范》的闡述,用C語言編程實現,該演算法在實際的商業POS終端中使用。POS終端採用ECB的加密方式,簡述如下:

a) 將欲發送給POS中心的消息中,從消息類型(MTI)到63域之間的部分構成MAC

ELEMEMENT BLOCK (MAB)。

b) 對MAB,按每8個位元組做異或(不管信息中的字元格式),如果最後不滿8個字

節,則添加「0X00」。

示例 :

MAB = M1 M2 M3 M4

其中:

M1 = MS11 MS12 MS13 MS14 MS15 MS16 MS17 MS18

M2 = MS21 MS22 MS23 MS24 MS25 MS26 MS27 MS28

M3 = MS31 MS32 MS33 MS34 MS35 MS36 MS37 MS38

M4 = MS41 MS42 MS43 MS44 MS45 MS46 MS47 MS48

按如下規則進行異或運算:

MS11 MS12 MS13 MS14 MS15 MS16 MS17 MS18

XOR) MS21 MS22 MS23 MS24 MS25 MS26 MS27 MS28

---------------------------------------------------

TEMP BLOCK1 = TM11 TM12 TM13 TM14 TM15 TM16 TM17 TM18

然後,進行下一步的運算:

TM11 TM12 TM13 TM14 TM15 TM16 TM17 TM18

XOR) MS31 MS32 MS33 MS34 MS35 MS36 MS37 MS38

---------------------------------------------------

TEMP BLOCK2 = TM21 TM22 TM23 TM24 TM25 TM26 TM27 TM28

再進行下一步的運算:

TM21 TM22 TM23 TM24 TM25 TM26 TM27 TM28

XOR) MS41 MS42 MS43 MS44 MS45 MS46 MS47 MS48

---------------------------------------------------

RESULT BLOCK = TM31 TM32 TM33 TM34 TM35 TM36 TM37 TM38

c) 將異或運算後的最後8個位元組(RESULT BLOCK)轉換成16 個HEXDECIMAL:

RESULT BLOCK = TM31 TM32 TM33 TM34 TM35 TM36 TM37 TM38

= TM311 TM312 TM321 TM322 TM331 TM332 TM341 TM342 ||

TM351 TM352 TM361 TM362 TM371 TM372 TM381 TM382

d) 取前8 個位元組用MAK加密:

ENC BLOCK1 = eMAK(TM311 TM312 TM321 TM322 TM331 TM332 TM341 TM342)

= EN11 EN12 EN13 EN14 EN15 EN16 EN17 EN18

e) 將加密後的結果與後8 個位元組異或:

EN11 EN12 EN13 EN14 EN15 EN16 EN17 EN18

XOR) TM351 TM352 TM361 TM362 TM371 TM372 TM381 TM382

------------------------------------------------------------

TEMP BLOCK= TE11 TE12 TE13 TE14 TE15 TE16 TE17 TE18

f) 用異或的結果TEMP BLOCK 再進行一次單倍長密鑰演算法運算。

ENC BLOCK2 = eMAK(TE11 TE12 TE13 TE14 TE15 TE16 TE17 TE18)

= EN21 EN22 EN23 EN24 EN25 EN26 EN27 EN28

g) 將運算後的結果(ENC BLOCK2)轉換成16 個HEXDECIMAL:

ENC BLOCK2 = EN21 EN22 EN23 EN24 EN25 EN26 EN27 EN28

= EM211 EM212 EM221 EM222 EM231 EM232 EM241 EM242 ||

EM251 EM252 EM261 EM262 EM271 EM272 EM281 EM282

示例 :

ENC RESULT= %H84, %H56, %HB1, %HCD, %H5A, %H3F, %H84, %H84

轉換成16 個HEXDECIMAL:

「8456B1CD5A3F8484」

h) 取前8個位元組作為MAC值。

取」8456B1CD」為MAC值。

『肆』 無線感測器網路體系結構包括哪些部分,各部分的

結構
感測器網路系統通常包括感測器節點EndDevice、匯聚節點Router和管理節點Coordinator。
大量感測器節點隨機部署在監測區域內部或附近,能夠通過自組織方式構成網路。感測器節點監測的數據沿著其他感測器節點逐跳地進行傳輸,在傳輸過程中監測數據可能被多個節點處理,經過多跳後路由到匯聚節點,最後通過互聯網或衛星到達管理節點。用戶通過管理節點對感測器網路進行配置和管理,發布監測任務以及收集監測數據。
感測器節點
處理能力、存儲能力和通信能力相對較弱,通過小容量電池供電。從網路功能上看,每個感測器節點除了進行本地信息收集和數據處理外,還要對其他節點轉發來的數據進行存儲、管理和融合,並與其他節點協作完成一些特定任務。
匯聚節點
匯聚節點的處理能力、存儲能力和通信能力相對較強,它是連接感測器網路與Internet
等外部網路的網關,實現兩種協議間的轉換,同時向感測器節點發布來自管理節點的監測任務,並把WSN收集到的數據轉發到外部網路上。匯聚節點既可以是一個具有增強功能的感測器節點,有足夠的能量供給和更多的、Flash和SRAM中的所有信息傳輸到計算機中,通過匯編軟體,可很方便地把獲取的信息轉換成匯編文件格式,從而分析出感測節點所存儲的程序代碼、路由協議及密鑰等機密信息,同時還可以修改程序代碼,並載入到感測節點中。
管理節點
管理節點用於動態地管理整個無線感測器網路。感測器網路的所有者通過管理節點訪問無線感測器網路的資源。
無線感測器測距
在無線感測器網路中,常用的測量節點間距離的方法主要有TOA(Time
of
Arrival),TDOA(Time
Difference
of
Arrival)、超聲波、RSSI(Received
Sig
nalStrength
Indicator)和TOF(Time
of
Light)等。

『伍』 無線感測器網路原理及方法 什麼是分層設計,什麼是跨層設計

我覺得您的問題太籠統了。就分層設計而言,也分系統分層設計和協議棧分層設計。一個WSN網路一般有三層設計,上位機、下位機和網關,其中網關是連接上位機和下位機的中間樞紐,實現上、下行數據流的交互。而協議棧分層是為了讓協議棧更好地對網路進行數據管理、流量控制、差錯控制等。

『陸』 有誰知道無線感測器工作原理是什麼

長沙盛恩自動化設備;無線感測器工作原理:
WSN一般都包括一台主機或者「網關」,其通過一個無線電通信鏈路與大量無線感測器進行通信。數據收集工作在無線感測器節點完成,被壓縮後,直接傳輸給網關,或者如果有要求,也可以利用其他無線感測器節點來將數據傳遞給網關。之後,網關保證該數據是系統的輸入數據。
每個無線感測器都被看作一個節點,擁有無線通信能力,同時還具有一定的信號處理與網路數據的智能。根據應用的類型,每個節點都可以有一個指定的地址。下圖顯示了某個節點的通用結構圖。它一般會包括一個感測裝置、一個數據處理微控制器,以及一個無線連接RF模塊。根據不同的網路定義,RF模塊可以起到一個簡單發射器或者收發器(TX/RX)的作用。進行節點設計時,注意電流消耗和處理能力非常的重要。微控制器的內存非常依賴於所使用的軟體棧。

『柒』 什麼是無線感測器網路

無線感測器的無線傳輸功能,常見的無線傳輸網路有RFID、ZigBee、紅外、藍牙、GPRS、4G、2G、Wi-Fi、NB-IoT。
與傳統有線網路相比,無線感測器網路技術具有很明顯的優勢特點,主要的要求有: 低能耗、低成本、通用性、網路拓撲、安全、實時性、以數據為中心等。

『捌』 無線感測器網路

無線感測器網路(wirelesssensornetwork,WSN)是綜合了感測器技術、嵌入式計算機技術、分布式信息處理技術和無線通信技術,能夠協作地實時監測、感知和採集網路分布區域內的各種環境或監測對象的信息,並對這些數據進行處理,獲得詳盡而准確的信息。傳送到需要這些信息的用戶。它是由部署在監測區域內大量的廉價微型感測器節點組成,通過無線通信方式形成一個多跳的自組織的網路系統。感測器、感知對象和觀察者構成了感測器網路的三要素。
無線感測器網路作為當今信息領域新的研究熱點,涉及到許多學科交叉的研究領域,要解決的關鍵技術很多,比如:網路拓撲控制、網路協議、網路安全、時間同步、定位技術、數據融合、數據管理、無線通信技術等方面,同時還要考慮感測器的電源和節能等問題。
所謂部署問題,就是在一定的區域內,通過適當的策略布置感測器節點以滿足某種特定的需求。優化節點數目和節點分布形式,高效利用有限的感測器網路資源,最大程度地降低網路能耗,均是節點部署時應注意的問題。
目前的研究主要集中在網路的覆蓋問題、連通問題和能耗問題3個方面。
基於節點部署方式的覆蓋:1)確定性覆蓋2)自組織覆蓋
基於網格的覆蓋:1)方形網格2)菱形網格
被監測目標狀態的覆蓋:1)靜態目標覆蓋2)動態目標覆蓋
連通問題可描述為在感測器節點能量有限,感知、通信和計算能力受限的情況下,採用一定的策略(通常設計有效的演算法)在目標區域中部署感測器節點,使得網路中的各個活躍節點之間能夠通過一跳或多跳方式進行通信。連通問題涉及到節點通信距離和通信范圍的概念。連通問題分為兩類:純連通與路由連通。
覆蓋中的節能對於覆蓋問題,通常採用節點集輪換機制來調度節點的活躍/休眠時間。連通中的節能針對連通問題,也可採用節點集輪換機制與調整節點通信距離的方法。而文獻中涉及最多的主要是從節約網路能量和平衡節點剩餘能量的角度進行路由協議的研究。

『玖』 感測器網路的原理

感測器網路的每個節點除配備了一個或多個感測器之外,還裝備了一個無線電收發器、一個很小的微控制器和一個能源(通常為電池)。單個感測器節點的尺寸大到一個鞋盒,小到一粒塵埃。感測器節點的成本也是不定的,從幾百美元到幾美分,這取決於感測器網路的規模以及單個感測器節點所需的復雜度。感測器節點尺寸與復雜度的限制決定了能量、存儲、計算速度與頻寬的受限。
在計算機科學領域,感測器網路是一個研究熱點,每年都會召開很多的研討會和國際會議。

『拾』 無線感測器原理是什麼,怎麼實現的,真的可以將數據遠距離傳輸監控

信立科技無線感測器在行業內是非常有口碑的,要問無線感測器原理,其實就是將感測器採集的數據通過無線通信的方式收集並傳輸相當一段距離到達電腦、手機、平板等顯示終端,達到監測的目的。如你所說的車間溫度控制,就是將幾個無線溫度感測器分布在重要的監測地點,然後通過無線管理裝置將無線溫度感測器採集的數據收集並傳輸到終端,當然無線溫度感測器之間也可以相互傳輸,傳輸有網狀網路和星狀網路。相對而言當然比互聯網簡單,但是非常的適用,遠距離傳輸,不需要人員經常去測試,也減少了主觀上的失誤。