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無線感測網路技術的工作原理

發布時間: 2023-01-07 06:07:37

無線網路的技術原理是什麼

據我們所知,無線網路(wireless network)是採用無線通信技術實現的網路。無線網路既包括允許用戶建立遠距離無線連接的全球語音和數據網路,也包括為近距離無線連接進行優化的紅外線技術及射頻技術,與有線網路的用途十分類似,最大的不同在於傳輸媒介的不同,利用無線電技術取代網線,可以和有線網路互為備份。主流應用的無線網路分為通過公眾移動通信網實現的無線網路(如4G,3G或GPRS)和無線區域網(wifi)兩種方式。GPRS手機上網方式,是一種藉助行動電話網路接入Internet的無線上網方式,因此只要你所在城市開通了GPRS上網業務,你在任何一個角落都可以通過筆記本電腦來上網。首先說,無線網路並不是何等神秘之物,可以說它是相對於我們普遍使用的有線網路而言的一種全新的網路組建方式。無線網路在一定程度上扔掉了有線網路必須依賴的網線。

這樣一來,你可以坐在家裡的任何一個角落,抱著你的筆記本電腦,享受網路的樂趣,而不像從前那樣必須要遷就於網路介面的布線位置。這樣你的家裡也不會被一根根的網線弄得亂七八糟了。無線區域網名詞解析。網路按照區域分類可以分為區域網,城域網和廣域網。調制方式,11MbpsDSSS物理層採用補碼鍵控(CCK)調制模式。CCK與現有的IEEE802.11DSSS具有相同的信道方案,在2.4GHzISM頻段上有三個互不幹擾的獨立信道,每個信道約佔25MHz。因此,CCK具有多信道工作特性。

⑵ 無線感測器網路的特點及關鍵技術

無線感測器網路的特點及關鍵技術

無線感測器網路被普遍認為是二十一世紀最重要的技術之一,是目前計算機網路、無線通信和微電子技術等領域的研究熱點。下面我為大家搜索整理了關於無線感測器網路的特點及關鍵技術,歡迎參考閱讀!

一、無線感測器網路的特點

與其他類型的無線網路相比,感測器網路有著鮮明的特徵。其主要特點可以歸納如下:

(一)感測器節點能量有限。當前感測器通常由內置的電池提供能量,由於體積受限,因而其攜帶的能量非常有限。如何使感測器節點有限的能量得到高效的利用,延長網路生存周期,這是感測器網路面臨的首要挑戰。

(二)通信能力有限。無線通信消耗的能量與通信距離的關系為E=kdn。其中,參數n的取值為2≤n≤4,n的取值與許多因素有關。但是不管n具體的取值,n的取值范圍一旦確定,就表明,無線通信的能耗是隨著距離的增加而更加急劇地增加的。因此,在滿足網路連通性的要求下,應盡量採用多跳通信,減少單跳通信的距離。通常,感測器節點的通信范圍在100m內。

(三)計算、存儲和有限。一方面為了滿足部署的要求,感測器節點往往體積小;另一方面出於成本控制的目的`,節點的價格低廉。這些因素限制了節點的硬體資源,從而影響到它的計算、存儲和通信能力。

(四)節點數量多,密度高,覆蓋面積廣。為了能夠全面准確的監測目標,往往會將成千上萬的感測器節點部署在地理面積很大的區域內,而且節點密度會比較大,甚至在一些小范圍內採用密集部署的方式。這樣的部署方式,可以讓網路獲得全面的數據,提高信息的可靠性和准確性。

(五)自組織。感測器網路部署的區域往往沒有基礎設施,需要依靠感測器節點協同工作,以自組織的方式進行網路的配置和管理。

(六)拓撲結構動態變化。感測器網路的拓撲結構通常是動態變化的,例如部分節點故障或電量耗盡退出網路,有新的節點被部署並加入網路,為節約能量節點在工作和休眠狀態間進行切換,周圍環境的改變造成了無線通信鏈路的變化,以及感測器節點的移動等都會導致感測器網路拓撲結構發生變化。

(七)感知數據量巨大。感測器網路節點部署范圍大、數量多,且網路中的每個感測器通常都產生較大的流式數據並具有實時性,因此網路中往往存在數量巨大的實時數據流。受感測器節點計算、存儲和帶寬等資源的限制,需要有效的分布式數據流管理、查詢、分析和挖掘方法來對這些數據流進行處理。

(八)以數據為中心。對於感測器網路的用戶而言,他們感興趣的是獲取關於特定監測目標的真實可靠的數據。在使用感測器網路時,用戶直接使用其關注的事件作為任務提交給網路,而不是去訪問具有某個或某些地址標識的節點。感測器網路中的查詢、感知、傳輸都是以數據為中心展開的。

(九)感測器節點容易失效。由於感測器網路應用環境的特殊性以及能量等資源受限的原因,感測器節點失效(如電池能量耗盡等)的概率遠大於傳統無線網路節點。因此,需要研究如何提高數據的生存能力、增強網路的健壯性和容錯性以保證部分感測器節點的損壞不會影響到全局任務的完成。此外,對於部署在事故和自然災害易發區域的無線感測器網路,還需要進一步研究當事故和災害導致大部分感測器節點失效時如何最大限度地將網路中的數據保存下來,以提供給災害救援和事故原因分析等使用。

二、關鍵技術

無線感測器網路作為當今信息領域的研究熱點,設計多學科交叉的研究領域,有非常多的關鍵技術有待研究和發現,下面列舉若干。

(一)網路拓撲控制。通過拓撲控制自動生成良好的拓撲結構,能夠提高路由協議和MAC協議的效率,可為數據融合、時間同步和目標定位等多方面奠定基礎,有利於節省能量,延長網路生存周期。所以拓撲控制是無線感測器網路研究的核心技術之一。目前,拓撲控制主要研究的問題是在滿足網路連通度的前提下,通過功率控制或骨幹網節點的選擇,剔除節點之間不必要的通信鏈路,生成一個高效的數據轉發網路拓撲結構。

(二)介質訪問控制(MAC)協議。在無線感測器網路中,MAC協議決定無線信道的使用方式,在感測器節點之間分配有限的無線通信資源,用來構建感測器網路系統的底層基礎結構。MAC協議處於感測器網路協議的底層部分,對感測器網路的性能有較大影響,是保證無線感測器網路高效通信的關鍵網路協議之一。感測器網路的強大功能是由眾多節點協作實現的。多點通信在局部范圍需要MAC協議協調其間的無線信道分配,在整個網路范圍內需要路由協議選擇通信路徑。

在設計MAC協議時,需要著重考慮以下幾個方面:

(1)節省能量。感測器網路的節點一般是以干電池、紐扣電池等提供能量,能量有限。

(2)可擴展性。無線感測器網路的拓撲結構具有動態性。所以MAC協議也應具有可擴展性,以適應這種動態變化的拓撲結構。

(3)網路效率。網路效率包括網路的公平性、實時性、網路吞吐量以及帶寬利用率等。

(三)路由協議。感測器網路路由協議的主要任務是在感測器節點和Sink節點之間建立路由以可靠地傳遞數據。由於感測器網路與具體應用之間存在較高的相關性,要設計一種通用的、能滿足各種應用需求的路由協議是困難的,因而人們研究並提出了許多路由方案。

(四)定位技術。位置信息是感測器節點採集數據中不可或缺的一部分,沒有位置信息的監測消息可能毫無意義。節點定位是確定感測器的每個節點的相對位置或絕對位置。節點定位分為集中定位方式和分布定位方式。定位機制也必須要滿足自組織性,魯棒性,能量高效和分布式計算等要求。

(五)數據融合。感測器網路為了有效的節省能量,可以在感測器節點收集數據的過程中,利用本地計算和存儲能力將數據進行融合,取出冗餘信息,從而達到節省能量的目的。

(六)安全技術。安全問題是無線感測器網路的重要問題。由於採用的是無線傳輸信道,網路存在偷聽、惡意路由、消息篡改等安全問題。同時,網路的有限能量和有限處理、存儲能力兩個特點使安全問題的解決更加復雜化了。

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⑶ 簡述無線感測器網路DD路由協議工作原理

傳統路由協議在選擇最優路徑時,很少考慮節點的能量消耗問題。而無線感測器網路中節點的能量有限,延長整個網路的生存期成為感測器網路路由協議設計的重要目標,因此需要考慮節點的能量消耗以及網路能量均衡使用的問題

⑷ Wi-fi功能及工作原理

要說原理的話其實很簡單。wifi是無線電波傳輸,用到的原理當然是以麥克斯韋電磁場理論為基礎的無線電傳輸理論。

概念及功能:WiFi是一種可以將個人電腦、手持設備(如PDA、手機)等終端以無線方式互相連接的技術。簡單來說其實就是IEEE 802.11b的別稱,是由一個名為「無線乙太網相容聯盟」(Wireless Ethernet CompatibilityAlliance,WECA)的組織所發布的業界術語,它是一種短程無線傳輸技術,能夠在數百英尺范圍內支持互聯網接入的無線電信號。隨著技術的發展,以及IEEE 802.11a及IEEE 802.11g等標準的出現,現在IEEE802.11這個標准已被統稱作WiFi。它可以幫助用戶訪問電子郵件、Web和流式媒體。它為用戶提供了無線的寬頻互聯網訪問。同時,它也是在家裡、辦公室或在旅途中上網的快速、便捷的途徑。WiFi無線網路是由AP(Access Point)和無線網卡組成的無線網路。在開放性區域,通訊距離可達305米;在封閉性區域,通訊距離為76米到122米,方便與現有的有線乙太網絡整合,組網的成本更低。WiFi以其自身諸多優點,受到人們推崇。

⑸ 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。

⑹ WiFi的工作原理是什麼

wifi採用無線電波進行雙向傳輸,最常使用的設備是無線路由器,wifi可以將電子終端以無線方式互相連接,wifi具有更高的帶寬、更強的射頻信號、低功耗等特性。

WiFi代表無線保真度。這個詞是由一家品牌公司創造的,通常只是以縮寫的形式出現。它描述的是一種基於IEEE 802.11標準的設備的無線電無線區域網絡技術,由電氣和電子工程師協會(IEEE)LAN / MAN標准委員會(IEEE 802)進行維護。

WiFi使用注意事項

在公共場合選擇WiFi熱點時,可能會遇到非常相近、容易迷惑人的WiFi名稱,這時一定要看清楚熱點名稱,或跟現場相關人員核實,千萬不要輕易選擇連接,才能避免落入黑客的圈套。

有些手機的網路設置中有WiFi自動連接的功能,只要有免費的WiFi,手機就自動連接,用戶很容易在不知情的情況下落入黑客的圈套。因此,用戶最好把WiFi連接功能設置為手動。要及時更新自己的筆記本電腦、手機中的防火牆和殺毒軟體,避免中招。

⑺ 什麼是無線網路什麼工作原理

也是使用tcp/ip協議通信傳輸網路,和有線網大同小異,只是傳輸介質不同,有線使用銅線介質傳輸,無線使用無線電波傳輸,這樣無線電有頻率和波段,大多數咱們使用的無線路由器WiFi都是2.4G或5G 波段的信號傳輸。

與有線傳輸相比,無線傳輸具有許多優點。或許最重要的是,它更靈活。無線信號可以從一個發射器發出到許多接收器而不需要電纜。所有無線信號都是隨電磁波通過空氣傳輸的,電磁波是由電子部分和能量部分組成的能量波。
在無線通信中頻譜包括了9khz到300000Ghz之間的頻率。每一種無線服務都與某一個無線頻譜區域相關聯。無線信號也是源於沿著導體傳輸的電流。電子信號從發射器到達天線,然後天線將信號作為一系列電磁波發射到空氣中。
信號通過空氣傳播,直到它到達目標位置為止。在目標位置,另一個天線接收信號,一個接收器將它轉換回電流。接收和發送信號都需要天線,天線分為全向天線和定向天線。在信號的傳播中由於反射、衍射和散射的影響,無線信號會沿著許多不同的路徑到達其目的地,形成多徑信號。
無線通信原理——基本原理
無線通信是利用電波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式。在移動中實現的無線通信又通稱為移動通信,人們把二者合稱為無線移動通信。簡單講,無線通信是僅利用電磁波而不通過線纜進行的通信方式。
1,無線頻譜
所有無線信號都是隨電磁波通過空氣傳輸的,電磁波是由電子部分和能量部分組成的能量波。聲音和光是電磁波得兩個例子。無線頻譜(也就是說,用於廣播、蜂窩電話以及衛星傳輸的波)中的波是不可見也不可聽的——至少在接收器進行解碼之前是這樣的。
「無線頻譜」是用於遠程通信的電磁波連續體,這些波具有不同的頻率和波長。無線頻譜包括了9khz到300 000Ghz之間的頻率。每一種無線服務都與某一個無線頻譜區域相關聯。例如,AM廣播涉及無線通信波譜的低端頻率,使用535到1605khz之間的頻率。
當然,通過空氣傳播的信號不一定會保留在一個國家內。因此,全世界的國家就無線遠程通信標准達成協議是非常重要的。ITU就是管理機構,它確定了國際無線服務的標准,包括頻率分配、無線電設備使用的信號傳輸和協議、無線傳輸及接收設備、衛星軌道等。如果政府和公司不遵守ITU標准,那麼在製造無線設備的國家之外就可能無法使用它們。
2,無線傳輸的特徵
雖然有線信號和無線信號具有許多相似之處——例如,包括協議和編碼的使用——但是空氣的本質使得無線傳輸與有線傳輸有很大的不同。
正如有線信號一樣,無線信號也是源於沿著導體傳輸的電流。電子信號從發射器到達天線,然後天線將信號作為一系列電磁波發射到空氣中。信號通過空氣傳播,直到它到達目標位置為止。在目標位置,另一個天線接收信號,一個接收器將它轉換回電流。
3,天線
每一種無線服務都需要專門設計的天線。服務的規范決定了天線的功率輸出、頻率及輻射圖。
無線信號傳輸中的一個重要考慮是天線可以將信號傳輸的距離,同時還使信號能夠足夠強,能夠被接收機清晰地解釋。無線傳輸的一個簡單原則是,較強的信號將傳輸的比較弱的信號更遠。
正確的天線位置對於確保無線系統的最佳性能也是非常重要的。用於遠程信號傳輸的天線經常都安裝在塔上或者高層的頂部。從高處發射信號確保了更少的障礙和更好的信號接收。
4,信號傳播
在理想情況下,無線信號直接在從發射器到預期接收器的一條直線中傳播。這種傳播被稱為「視線」(Line Of Sight,LOS),它使用很少的能量,並且可以接收到非常清晰的信號。不過,因為空氣是無制導介質,而發射器與接收器之間的路徑並不是很清晰,所以無線信號通常不會沿著一條直線傳播。當一個障礙物擋住了信號的路線時,信號可能會繞過該物體、被該物體吸收,也可能發生以下任何一種現象:發射、衍射或者散射。物體的幾何形狀決定了將發生這三種現象中的那一種。
(1)反射、衍射和散射
無線信號傳輸中的「反射」與其他電磁波(如光或聲音)的反射沒有什麼不同。波遇到一個障礙物並反射——或者彈回——到其來源。對於尺寸大於信號平均波長的物體,無線信號將會彈回。例如,考慮一下微波爐。因為微波的平均波長小於1毫米,所以一旦發出微波,它們就會在微波爐的內壁(通常至少有15cm長)上反射。究竟哪些物體會導致無線信號反射取決於信號的波長。在無線LAN中,可能使用波長在1~10米之間的信號,因此這些物體包括牆壁、地板天花板及地面。
在「衍射」中,無線信號在遇到一個障礙物時將分解為次級波。次級波繼續在它們分解的方向上傳播。如果能夠看到衍射的無線電信號,則會發現它們在障礙物周圍彎曲。帶有銳邊的物體——包括牆壁和桌子的角——會導致衍射。
「散射」就是信號在許多不同方向上擴散或反射。散射發生在一個無線信號遇到尺寸比信號的波長更小的物體時。散射還與無線信號遇到的表面的粗糙度有關。表面也粗糙,信號在遇到該表面是就越容易散射。在戶外,樹木會路標都會導致行動電話信號的散射。
另外,環境狀況(如霧、雨、雪)也可能導致反射、散射和衍射
(2)多路徑信號
由於反射、衍射和散射的影響,無線信號會沿著許多不同的路徑到達其目的地。這樣的信號被稱為「多路徑信號」。多路徑信號的產生並不取決於信號是如何發出的。它們可能從來源開始在許多方向上以相同的輻射強度,也可能從來源開始主要在一個方向上輻射。不過,一旦發出了信號,由於反射、衍射和散射的影響,它們就將沿著許多路徑傳播。
無線信號的多路徑性質既是一個優點又是一個缺點。一方面,因為信號在障礙物上反射,所以它們更可能到達目的地。在辦公樓這樣的環境中,無線服務依賴於信號在牆壁、天花板、地板以及傢具上的反射,這樣最終才能到達目的地。
多路徑信號傳輸的缺點是因為它的不同路徑,多路徑信號在發射器與接收器之間的不同距離上傳播。因此,同一個信號的多個實例將在不同的時間到達接收器,導致衰落和延時。
5,固定和移動
每一種無線通信都屬於以下兩個類別之一:固定或移動。在「固定」無線系統中,發射器和接收器的位置是不變的。傳輸天線將它的能量直接對准接收器天線,因此,就有更多的能量用於該信號。對於必須跨越很長的距離或者復雜地形的情況,固定的無線連接比鋪設電纜更經濟。
不過,並非所有通信都適用固定無線。例如,移動用戶不能使用要求他們保留在一個位置來接收一個信號的服務。相反,行動電話、尋呼、無線LAN以及 其它許多服務都在使用「移動」無線系統。在移動無線系統中,接收器可以位於發射器特定范圍內部的任何地方。這就允許接收器從一個位置移動到另一個位置,同時還繼續接受信號。
具體的數據傳輸原理是一樣的:數據是0和1 任何復雜的數據都是通過0和1表達出來的 比如說 發送 您好 兩個字 還原成最本質的數據就是一串0和1混在一起的數字 而0和1對於物理層來說 就是兩種狀態 所以理論上 任何能表示兩種狀態的物理現象並且可以傳播的都可以用於傳輸數據 包括光 電 電磁波等等

比如說 可以用燈滅表示0 燈亮表示1 那我在遠處對著你恍恍手電筒就完成了一次無線傳輸。
而對於日常用到的無線傳輸 採用的是電磁波的方式
電磁波的傳輸原理大概是:電流流過導體時 會對周圍產生電磁波 而導體在電磁波環境中 會產生電流
這樣 我這邊用一根鐵棍 兩邊接上電 然後控制鐵棍中的電流 就會在空間中產生一定規律的電磁波 而對應的 另一方在我產生的電磁波的范圍內 放另一根鐵棍 這根鐵棍里就會產生有規律的電流 這樣就完成了物理層面上最基本的兩種狀態的表達 從而傳輸了數據。

⑻ wifi的基本工作原理

wifi採用無線電波進行雙向傳輸,最常使用的設備是無線路由器,wifi可以將電子終端以無線方式互相連接,wifi具有更高的帶寬、更強的射頻信號、低功耗等特性。

網路常見使用問題:1、如果wifi頻繁斷開,可能是網路不穩定導致,可以聯系運營商解決。

2、電腦無法連接wifi,可以重啟路由器或者重置路由器,可能是無線網卡缺少驅動,可以使用第三方軟體更新驅動;可能是電腦沒有wifi接收模塊。

3、電腦無法使用wifi,可能是沒有啟用該功能,在win10系統下,打開電腦的運行窗口,輸入「services.msc」,點擊確定,在彈出頁面找到「WLAN AutoConfig」,點擊「啟動」即可完成操作。

資料拓展:Wi-Fi與藍牙技術一樣,同屬於短距離無線技術,是一種網路傳輸標准。可以利用Wi-Fi熱點可定位的特點來開展廣告服務,客戶通過選擇特定的地域和熱點來推送廣告,使廣告商的廣告能吸引最有可能購買其產品的潛在客戶。同時,廣告商還可以針對不同地理區域制定相應的特價促銷或優惠活動方案。

⑼ 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。

⑽ 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。