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无线传感器网络的网络标准

发布时间: 2022-06-26 23:42:27

① 无线传感器网络常见通信协议标准是什么

无线传感器网络主要由三大部分组成,包括节点、传感网络和用户这3部分。其中,节点一般是通过一定方式将节点覆盖在一定的范围,整个范围按照一定要求能够满足监测的范围;传感网络是最主要的部分,它是将所有的节点信息通过固定的渠道进行收集,然后对这些节点信息进行一定的分析计算,将分析后的结果汇总到一个基站,最后通过卫星通信传输到指定的用户端,从而实现无线传感的要求

② 什么是无线传感器网络

无线传感器的无线传输功能,常见的无线传输网络有RFID、ZigBee、红外、蓝牙、GPRS、4G、2G、Wi-Fi、NB-IoT。
与传统有线网络相比,无线传感器网络技术具有很明显的优势特点,主要的要求有: 低能耗、低成本、通用性、网络拓扑、安全、实时性、以数据为中心等。

③ 什么是无线传感技术

早在上世纪70年代,就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感网络雏形,我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的不断发展和进步,传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力,并通过与传感控制的相联,组成了有信息综合和处理能力的传感器网络,这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始,现场总线技术开始应用于传感器网络,人们用其组建智能化传感器网络,大量多功能传感器被运用,并使用无线技术连接,无线传感器网络逐渐形成。

无线传感器网络是新一代的传感器网络,具有非常上世纪70年代,其发展和应用,将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。

无线传感器网络可以看成是由数据获取网络、数据颁布网络和控制管理中心三部分组成的。其主要组成部分是集成有传感器、处理单元和通信模块的节点,各节点通过协议自组成一个分布式网络,再将采集来的数据通过优化后经无线电波传输给信息处理中心。

④ 无线传感器网络与互联网的区别主要体现在哪些方面

无线传感器网络与互联网的区别主要体现在包含层次和识别方式上的不同

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是一种分布式传感网络,它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。WSN中的传感器通过无线方式通信,因此网络设置灵活,设备位置可以随时更改,还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。

互联网是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是一种分布式传感网络,由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络

以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息,并最终把这些信息发送给网络的所有者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。

无线传感器网络所具有的众多类型的传感器,可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。

⑤ 请问WSN无线传感器网络的定义是什么谢谢。

无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息,并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。

⑥ 什么是无线传感器网络

无线传感器是有接收器和发射器。接收器上可以接多个传感器的。输送都是两三百米、频率是2.4GHz。如果需要传输更远的距离的话就需要跳频了。这样整个形式就是无线传感器的网络了。

⑦ 无线传感器网络分为几层

这个没有固定的说法,根据所采用何种标准:
按照Zigbee的标准自上而下是:应用层,网络层,数据链路层,MAC层(IEEE802.15.4),物理层(IEEE802.15.4)。其中MAC层和物理层的标准采用IEEE 802.15.4所定义的物理层和物理层。
按照6LowPan:应用层,传输层,IPv6层,6LowPan适配层,MAC层(IEEE802.15.4),物理层(IEEE802.15.4)。
IEEE802.15.4

⑧ isa100.11a的ISA100.11a标准

ISA100.11a是四种最常见的无线传感器网络标准之一,另外的三种分别是Zigbee, WirelessHART, WIA-PA。
其由国际自动化学会(ISA)下属的ISA100工业无线委员会制定 ,该委员会致力于通过制定一系列标准、建议操作规程、起草技术报告来定义工业环境下的无线系统相关规程和实现技术ISA100.11a标准的主要内容包括工业无线的网络构架、共存性、健壮性、与有线现场网络的互操作性等,其定义的工业无线设备包括:传感器、执行器、无线手持设备等现场自动化设备。ISA100.11a标准希望工业无线设备以低复杂度、合理的成本和低功耗、适当的通信数据速率去支持工业现场应用。
ISA100.11a标准的目标是将各种传感器以无线的方式集成到各种应用中,所以IP技术与无线技术融合的想法促使ISA100.11a网络层的主要工作是采用IPv6协议的骨干网以及骨干网与DL子网间的转换上。网络层主要负责网络层帧头的装载和解析,数据报文的分片和重组,IPv6帧头的HC1压缩方案以及6LoWPAN的路由技术等。
ISA100.11a在遵循欧洲、日本、加拿大和美国相关规范的前提下,可以在全世界范围内应用。如果一些地区的政策和法规不允许实现某些特征(如加解密算法的使用和无线电频谱使用限制等),可通过对ISA100.11a设备进行针对性的配置,使其不具备这些特征。
ISA100.11a标准遵循公认的ANSI标准化流程,标准的制定过程一直立足于用户的需求。ISA100.11a标准是用于工业传感器和执行器网络的多功能标准,它可以为众多应用提供可靠、安全的运行方案。ISA100.11a通过简单的无线基础结构能够支持多种协议: HART,Profibus,Modbus,FF 等;ISA100.11a支持多种性能水平,以满足工业自动化的多种不同的应用需求,Ifu不仅仅局限于过程工业。与WirelessHART、WIA-PA标准相比,ISA100.11a标准具有以下一些特色和优势: (1)隧道和映射技术,ISA100.11a能够便利地、简单地通过无线介质传输各种应用协议;(2)骨干网路由机制,通过高效的骨干网更为直接的传递数据信息,这样可以减少数据无线传输的跳数,在网络规模较大其优势尤其明显;(3)灵活的时隙长度和超帧长度。
2009年4月24口,ISA100.11a标准以81.0%的赞成率通过了ISA100委员会的阶段投票。随后,ISA100委员会正式向国际电工委员会IEC/SC65提交了IEC PAS文件草案的表决稿,以期望成为IEC国际标准。该阶段投票的通过说明ISA100.11a标准草案已经基本成熟。随后,基于ISA100.11a标准的设备将越来越多地被应用于工程实际,最终形成ISA100.11a标准的设备产业集群。
世界着名市场调研公司ONWorld的2007年度调研报告表明“55%的人计划采用ISA100技术,40%的人说计划支持无线HART”。由此可见,ISA100.11a是将会成为最受关注、最有影响力的工业无线技术之一,针对ISA100.11a技术的研究和开发工作正如火如荼的进行。但是,由于ISA100.11a标准使用自然语言描述,并涉及很多关键技术,实现者对于协议的不同理解会导致不同的协议实现,甚至有时会是错误实现。因此,ISA100标准产业化的前提条件之一是所有产品必须通过严格的一致性、互操作性等测试和认证,来检测被测协议实现与协议规范的符合程度。 ISA100.11a标准是第一个开放的、面向于多种工业应用的标准,其主要特征如下:
(1)提供过程工业应用服务,包括工厂自动化;
(2)在工厂内/工厂附近使用;
(3)全球部署;
(4)提供等级1(非关键)到等级5的应用;
(5)保证不同厂家设备的互操作性;
(6)跳信道的方式支持共存和增加可靠性;
(7)使用一个简单的应用层提供本地和隧道协议,以实现广泛的可用性;
(8)针对IEEE 802.15.4-2006[19]安全的主要工业威胁,提供简单、灵活、可选的安全方法;
(9)现场设备具有支持网状和星型结构的能力。 ISA100.11a标准协议体系结构遵循ISO/OSI的七层结构,但只使用了其中的物理层(Physical Layer, PHY)、数据链路层(Data Link Layer, DLL)、网络层(Network Layer, NL)、传输层(Transport Layer, TL)和应用层(Application Layer, AL)等五层,在这一点上与以太网是相同的。
图2.1ISA100.11a标准协议体系结构
如图2.1所示,每一层定义了两种服务实体:数据服务实体(Data Entity, DE)和管理服务实体(Management Entity, ME)。DE用于为上层提供数据传输服务,ME用于提供管理服务。相应地有两种服务访问点(Service Access Point, SAP): 数据服务实体访问点(DESAP)和管理服务实体访问点(MESAP)。上层通过DESAP使用下层提供的数据传输服务;又定义了一个具有管理功能的实体:设备管理应用进程(Device Management Application Process, DMAP),来统一地访问各层的MESAP,从而对协议栈各层进行管理和配置。系统管理器下发的管理信息都通过设备的DMAP对本设备的每一层进行管理和配置。在一个设备中,DMAP会设置一个专门的通道通向较低的协议层,目的是对这些层的操作提供直接的控制,并且能对诊断和状态信息提供直接的接口。
应用层包括应用子层、用户应用进程和设备管理器进程。用户应用进程是一个设备内的所有应用对象的总和。在ISA100.11a网络中,一个设备只能通过应用子层(ASL)提供的数据服务访问点与其它设备进行通信。应用子层不包含任何用户应用,只在那些应用和网络服务间提供接口,即给用户应用进程和设备管理进程提供各种服务,ISA100.11a中共有7种服务,分别为读服务、写服务、发布服务、执行服务、隧道服务、报警服务、报警接收服务。
传输层提供端到端的通信服务,负责传输层帧头的装载和解析,传输层的安全和管理信息库的管理。传输层支持UDP协议,为了实现设备与其他网络的统一编址和网络的互通,传输层支持IPv6。
数据链路层包括①IEEE 802.15.4的MAC子层、②ISA100.11a的MAC扩展层和③数据链路层上层。IEEE 802.15.4的MAC子层通过数据服务访问点(ML-DESAP)和管理服务访问点(ML-MESAP)给ISA100.11a的MAC扩展层提供了服务接口。ISA100.11a的MAC扩展层主要负责时间同步、跳信道和通信调度,提供点对点的重传机制,TDMA和CSMA信道访问机制,在两个对等的ISA100.11a的MAC扩展层实体之间提供一个可靠的通信链路。数据链路子层(DLL)子层通过数据服务访问点(DLDE SAP)给网络层提供服务接口,通过管理服务访问点(DL-MESAP)给系统管理器或设备管理应用进程(DL-MESAP)提供了服务接口。DLL子层主要负责DLL帧头的装载和解析、DLL层的安全、ISA100.11a DL子网内的路由、邻居发现及 ISA100.11a的MAC扩展层的时间同步、跳信道和通信调度能够正常工作。
物理层通过物理层数据服务访问点(PL-DESAP)和物理层管理服务访问点(PL-MESAP)给IEEE 802.15.4的MAC子层提供了服务接口。物理层主要功能有激活和休眠射频收发器,发射功率控制,信道能量检测(ED),检测接受数据包的链路质量指示(Link Quality Indication, LQI),空闲信道评估(Clear Channel Assessment, CCA)和收发数据。 为满足工业应用的需求,ISA100.11a支持多种网络拓扑,如星型拓扑、网状拓扑等。星型网络拓扑结构,容易实现,实时性高,但仅限单跳范围。网状结构拓扑结构灵活,便于配置和扩展,同时具备良好的稳定性。为了扩大网络覆盖面积,在ISA100.11a网络结构中引入了骨干网,骨干网是一个高速网络,可以减小数据时延。所有现场设备通过骨干路由器接入骨干网,现场设备和骨干路由器组成的网络为ISA100.11a DL子网。ISA100.11a DL子网不含骨干网就组成了ISA100.11a网络。如果ISA100.11a网络中没有骨干网,ISA100.11a DL子网包括现场设备和网关,等同于ISA100.11a网络。
如果ISA100.11a网络中有骨干网,ISA100.11a DL子网只包含现场设备和骨干路由器, 而ISA100.11a网络包含所有相关DL子网骨干路由器和网关。 该协议定义了以下5种类型的设备角色:
(1)上位机控制系统,是用户、工程师与ISA100.11a系统实现交互的平台。
(2)网关(Gateway),提供了上位机和网络的接口,也是与其它工厂级网络的接口。一个ISA100.11a网络系统中可以存在有多个网关。
(3)骨干路由器(Backbone Router, 即BBR),是ISA100.11a骨干网络的基础设施,负责骨干网中的数据路由。ISAl00.11a骨干网上的通信协议可以是无线协议,如WiFi;也可以是有线协议,如标准以太网。即,ISA100.11a的骨干网是其它高性能的网络。
(4)现场设备,有①终端节点设备 和②现场路由器 两种。终端节点设备一般带有传感器/执行器。现场路由器除了具有传感器/执行器外,还具有路由功能,可以在ISA100.11a DLL子网内,路由终端节点设备的数据。
(5)手持设备(Handheld Device),是访问ISA100.11a系统的设备,用于现场维护与配置设备。 在工业无线市场上取得了广泛的认可,特别是横河电机(Yokogawa) 和霍尼韦尔(Honeywell) 两大巨头已经开发出了ISA100.11a中等规模的系统解决方案,单一系统中最大可以接入500个终端设备节点。

⑨ 无线传感器网络的内容简介

学习无线传感器网络,建议从几个方面入手:
1、找相关专业书籍来深入学习,如无线传感器网络简明教程,无线传感器网络基础知识等
2、找相关企业去请教交流,最好能够针对某个实例进行探究。比如深圳信立,从事无线传感器网络技术长达10年,在这方面应该拥有丰富的技术经验和成功的合作案例。
以上仅供参考,希望对你有用。

⑩ 无线传感器网络技术的介绍

本书从项目团队当前正在开展的主要研究方向出发,介绍了无线传感器网络相关的若干关键技术。内容涵盖无线传感器网络的网络支撑技术(物理层、MAC、路由协议,协议标准)、服务支撑技术(时间同步,节点定位,容错技术、安全设计,服务质量保证)及应用支撑技术(网络管理,操作系统以及开发环境)等方面,主要介绍无线传感器网络技术的相关原理及方法等,给广大读者进行系统学习及深入研究提供参考。