① 無線感測器網路常見通信協議標準是什麼
無線感測器網路主要由三大部分組成,包括節點、感測網路和用戶這3部分。其中,節點一般是通過一定方式將節點覆蓋在一定的范圍,整個范圍按照一定要求能夠滿足監測的范圍;感測網路是最主要的部分,它是將所有的節點信息通過固定的渠道進行收集,然後對這些節點信息進行一定的分析計算,將分析後的結果匯總到一個基站,最後通過衛星通信傳輸到指定的用戶端,從而實現無線感測的要求
② 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。
③ 什麼是無線感測技術
早在上世紀70年代,就出現了將傳統感測器採用點對點傳輸、連接感測控制器而構成感測網路雛形,我們把它歸之為第一代感測器網路。隨著相關學科的不斷發展和進步,感測器網路同時還具有了獲取多種信息信號的綜合處理能力,並通過與感測控制的相聯,組成了有信息綜合和處理能力的感測器網路,這是第二代感測器網路。而從上世紀末開始,現場匯流排技術開始應用於感測器網路,人們用其組建智能化感測器網路,大量多功能感測器被運用,並使用無線技術連接,無線感測器網路逐漸形成。
無線感測器網路是新一代的感測器網路,具有非常上世紀70年代,其發展和應用,將會給人類的生活和生產的各個領域帶來深遠影響。
無線感測器網路可以看成是由數據獲取網路、數據頒布網路和控制管理中心三部分組成的。其主要組成部分是集成有感測器、處理單元和通信模塊的節點,各節點通過協議自組成一個分布式網路,再將採集來的數據通過優化後經無線電波傳輸給信息處理中心。
④ 無線感測器網路與互聯網的區別主要體現在哪些方面
無線感測器網路與互聯網的區別主要體現在包含層次和識別方式上的不同。
無線感測器網路(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式感測網路,它的末梢是可以感知和檢查外部世界的感測器。WSN中的感測器通過無線方式通信,因此網路設置靈活,設備位置可以隨時更改,還可以跟互聯網進行有線或無線方式的連接。
互聯網是利用局部網路或互聯網等通信技術把感測器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯在一起,形成人與物、物與物相聯,實現信息化、遠程管理控制和智能化的網路。
無線感測器網路(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式感測網路,由大量的靜止或移動的感測器以自組織和多跳的方式構成的無線網路。
以協作地感知、採集、處理和傳輸網路覆蓋地理區域內被感知對象的信息,並最終把這些信息發送給網路的所有者。感測器、感知對象和觀察者構成了無線感測器網路的三個要素。
無線感測器網路所具有的眾多類型的感測器,可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、雜訊、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環境中多種多樣的現象。
⑤ 請問WSN無線感測器網路的定義是什麼謝謝。
無線感測器網路(Wireless Sensor Network, WSN)就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的一個多跳的自組織的網路系統,其目的是協作地感知、採集和處理網路覆蓋區域中被感知對象的信息,並發送給觀察者。感測器、感知對象和觀察者構成了無線感測器網路的三個要素。
⑥ 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。
⑦ 無線感測器網路分為幾層
這個沒有固定的說法,根據所採用何種標准:
按照Zigbee的標准自上而下是:應用層,網路層,數據鏈路層,MAC層(IEEE802.15.4),物理層(IEEE802.15.4)。其中MAC層和物理層的標准採用IEEE 802.15.4所定義的物理層和物理層。
按照6LowPan:應用層,傳輸層,IPv6層,6LowPan適配層,MAC層(IEEE802.15.4),物理層(IEEE802.15.4)。
IEEE802.15.4
⑧ isa100.11a的ISA100.11a標准
ISA100.11a是四種最常見的無線感測器網路標准之一,另外的三種分別是Zigbee, WirelessHART, WIA-PA。
其由國際自動化學會(ISA)下屬的ISA100工業無線委員會制定 ,該委員會致力於通過制定一系列標准、建議操作規程、起草技術報告來定義工業環境下的無線系統相關規程和實現技術ISA100.11a標準的主要內容包括工業無線的網路構架、共存性、健壯性、與有線現場網路的互操作性等,其定義的工業無線設備包括:感測器、執行器、無線手持設備等現場自動化設備。ISA100.11a標准希望工業無線設備以低復雜度、合理的成本和低功耗、適當的通信數據速率去支持工業現場應用。
ISA100.11a標準的目標是將各種感測器以無線的方式集成到各種應用中,所以IP技術與無線技術融合的想法促使ISA100.11a網路層的主要工作是採用IPv6協議的骨幹網以及骨幹網與DL子網間的轉換上。網路層主要負責網路層幀頭的裝載和解析,數據報文的分片和重組,IPv6幀頭的HC1壓縮方案以及6LoWPAN的路由技術等。
ISA100.11a在遵循歐洲、日本、加拿大和美國相關規范的前提下,可以在全世界范圍內應用。如果一些地區的政策和法規不允許實現某些特徵(如加解密演算法的使用和無線電頻譜使用限制等),可通過對ISA100.11a設備進行針對性的配置,使其不具備這些特徵。
ISA100.11a標准遵循公認的ANSI標准化流程,標準的制定過程一直立足於用戶的需求。ISA100.11a標準是用於工業感測器和執行器網路的多功能標准,它可以為眾多應用提供可靠、安全的運行方案。ISA100.11a通過簡單的無線基礎結構能夠支持多種協議: HART,Profibus,Modbus,FF 等;ISA100.11a支持多種性能水平,以滿足工業自動化的多種不同的應用需求,Ifu不僅僅局限於過程工業。與WirelessHART、WIA-PA標准相比,ISA100.11a標准具有以下一些特色和優勢: (1)隧道和映射技術,ISA100.11a能夠便利地、簡單地通過無線介質傳輸各種應用協議;(2)骨幹網路由機制,通過高效的骨幹網更為直接的傳遞數據信息,這樣可以減少數據無線傳輸的跳數,在網路規模較大其優勢尤其明顯;(3)靈活的時隙長度和超幀長度。
2009年4月24口,ISA100.11a標准以81.0%的贊成率通過了ISA100委員會的階段投票。隨後,ISA100委員會正式向國際電工委員會IEC/SC65提交了IEC PAS文件草案的表決稿,以期望成為IEC國際標准。該階段投票的通過說明ISA100.11a標准草案已經基本成熟。隨後,基於ISA100.11a標準的設備將越來越多地被應用於工程實際,最終形成ISA100.11a標準的設備產業集群。
世界著名市場調研公司ONWorld的2007年度調研報告表明「55%的人計劃採用ISA100技術,40%的人說計劃支持無線HART」。由此可見,ISA100.11a是將會成為最受關注、最有影響力的工業無線技術之一,針對ISA100.11a技術的研究和開發工作正如火如荼的進行。但是,由於ISA100.11a標准使用自然語言描述,並涉及很多關鍵技術,實現者對於協議的不同理解會導致不同的協議實現,甚至有時會是錯誤實現。因此,ISA100標准產業化的前提條件之一是所有產品必須通過嚴格的一致性、互操作性等測試和認證,來檢測被測協議實現與協議規范的符合程度。 ISA100.11a標準是第一個開放的、面向於多種工業應用的標准,其主要特徵如下:
(1)提供過程工業應用服務,包括工廠自動化;
(2)在工廠內/工廠附近使用;
(3)全球部署;
(4)提供等級1(非關鍵)到等級5的應用;
(5)保證不同廠家設備的互操作性;
(6)跳信道的方式支持共存和增加可靠性;
(7)使用一個簡單的應用層提供本地和隧道協議,以實現廣泛的可用性;
(8)針對IEEE 802.15.4-2006[19]安全的主要工業威脅,提供簡單、靈活、可選的安全方法;
(9)現場設備具有支持網狀和星型結構的能力。 ISA100.11a標准協議體系結構遵循ISO/OSI的七層結構,但只使用了其中的物理層(Physical Layer, PHY)、數據鏈路層(Data Link Layer, DLL)、網路層(Network Layer, NL)、傳輸層(Transport Layer, TL)和應用層(Application Layer, AL)等五層,在這一點上與乙太網是相同的。
圖2.1ISA100.11a標准協議體系結構
如圖2.1所示,每一層定義了兩種服務實體:數據服務實體(Data Entity, DE)和管理服務實體(Management Entity, ME)。DE用於為上層提供數據傳輸服務,ME用於提供管理服務。相應地有兩種服務訪問點(Service Access Point, SAP): 數據服務實體訪問點(DESAP)和管理服務實體訪問點(MESAP)。上層通過DESAP使用下層提供的數據傳輸服務;又定義了一個具有管理功能的實體:設備管理應用進程(Device Management Application Process, DMAP),來統一地訪問各層的MESAP,從而對協議棧各層進行管理和配置。系統管理器下發的管理信息都通過設備的DMAP對本設備的每一層進行管理和配置。在一個設備中,DMAP會設置一個專門的通道通向較低的協議層,目的是對這些層的操作提供直接的控制,並且能對診斷和狀態信息提供直接的介面。
應用層包括應用子層、用戶應用進程和設備管理器進程。用戶應用進程是一個設備內的所有應用對象的總和。在ISA100.11a網路中,一個設備只能通過應用子層(ASL)提供的數據服務訪問點與其它設備進行通信。應用子層不包含任何用戶應用,只在那些應用和網路服務間提供介面,即給用戶應用進程和設備管理進程提供各種服務,ISA100.11a中共有7種服務,分別為讀服務、寫服務、發布服務、執行服務、隧道服務、報警服務、報警接收服務。
傳輸層提供端到端的通信服務,負責傳輸層幀頭的裝載和解析,傳輸層的安全和管理信息庫的管理。傳輸層支持UDP協議,為了實現設備與其他網路的統一編址和網路的互通,傳輸層支持IPv6。
數據鏈路層包括①IEEE 802.15.4的MAC子層、②ISA100.11a的MAC擴展層和③數據鏈路層上層。IEEE 802.15.4的MAC子層通過數據服務訪問點(ML-DESAP)和管理服務訪問點(ML-MESAP)給ISA100.11a的MAC擴展層提供了服務介面。ISA100.11a的MAC擴展層主要負責時間同步、跳信道和通信調度,提供點對點的重傳機制,TDMA和CSMA信道訪問機制,在兩個對等的ISA100.11a的MAC擴展層實體之間提供一個可靠的通信鏈路。數據鏈路子層(DLL)子層通過數據服務訪問點(DLDE SAP)給網路層提供服務介面,通過管理服務訪問點(DL-MESAP)給系統管理器或設備管理應用進程(DL-MESAP)提供了服務介面。DLL子層主要負責DLL幀頭的裝載和解析、DLL層的安全、ISA100.11a DL子網內的路由、鄰居發現及 ISA100.11a的MAC擴展層的時間同步、跳信道和通信調度能夠正常工作。
物理層通過物理層數據服務訪問點(PL-DESAP)和物理層管理服務訪問點(PL-MESAP)給IEEE 802.15.4的MAC子層提供了服務介面。物理層主要功能有激活和休眠射頻收發器,發射功率控制,信道能量檢測(ED),檢測接受數據包的鏈路質量指示(Link Quality Indication, LQI),空閑信道評估(Clear Channel Assessment, CCA)和收發數據。 為滿足工業應用的需求,ISA100.11a支持多種網路拓撲,如星型拓撲、網狀拓撲等。星型網路拓撲結構,容易實現,實時性高,但僅限單跳范圍。網狀結構拓撲結構靈活,便於配置和擴展,同時具備良好的穩定性。為了擴大網路覆蓋面積,在ISA100.11a網路結構中引入了骨幹網,骨幹網是一個高速網路,可以減小數據時延。所有現場設備通過骨幹路由器接入骨幹網,現場設備和骨幹路由器組成的網路為ISA100.11a DL子網。ISA100.11a DL子網不含骨幹網就組成了ISA100.11a網路。如果ISA100.11a網路中沒有骨幹網,ISA100.11a DL子網包括現場設備和網關,等同於ISA100.11a網路。
如果ISA100.11a網路中有骨幹網,ISA100.11a DL子網只包含現場設備和骨幹路由器, 而ISA100.11a網路包含所有相關DL子網骨幹路由器和網關。 該協議定義了以下5種類型的設備角色:
(1)上位機控制系統,是用戶、工程師與ISA100.11a系統實現交互的平台。
(2)網關(Gateway),提供了上位機和網路的介面,也是與其它工廠級網路的介面。一個ISA100.11a網路系統中可以存在有多個網關。
(3)骨幹路由器(Backbone Router, 即BBR),是ISA100.11a骨幹網路的基礎設施,負責骨幹網中的數據路由。ISAl00.11a骨幹網上的通信協議可以是無線協議,如WiFi;也可以是有線協議,如標准乙太網。即,ISA100.11a的骨幹網是其它高性能的網路。
(4)現場設備,有①終端節點設備 和②現場路由器 兩種。終端節點設備一般帶有感測器/執行器。現場路由器除了具有感測器/執行器外,還具有路由功能,可以在ISA100.11a DLL子網內,路由終端節點設備的數據。
(5)手持設備(Handheld Device),是訪問ISA100.11a系統的設備,用於現場維護與配置設備。 在工業無線市場上取得了廣泛的認可,特別是橫河電機(Yokogawa) 和霍尼韋爾(Honeywell) 兩大巨頭已經開發出了ISA100.11a中等規模的系統解決方案,單一系統中最大可以接入500個終端設備節點。
⑨ 無線感測器網路的內容簡介
學習無線感測器網路,建議從幾個方面入手:
1、找相關專業書籍來深入學習,如無線感測器網路簡明教程,無線感測器網路基礎知識等
2、找相關企業去請教交流,最好能夠針對某個實例進行探究。比如深圳信立,從事無線感測器網路技術長達10年,在這方面應該擁有豐富的技術經驗和成功的合作案例。
以上僅供參考,希望對你有用。
⑩ 無線感測器網路技術的介紹
本書從項目團隊當前正在開展的主要研究方向出發,介紹了無線感測器網路相關的若干關鍵技術。內容涵蓋無線感測器網路的網路支撐技術(物理層、MAC、路由協議,協議標准)、服務支撐技術(時間同步,節點定位,容錯技術、安全設計,服務質量保證)及應用支撐技術(網路管理,操作系統以及開發環境)等方面,主要介紹無線感測器網路技術的相關原理及方法等,給廣大讀者進行系統學習及深入研究提供參考。