① 无线传感器网络结构
无线传感器网络通常由三种主要组件组成:传感器节点(EndDevice)、汇聚节点(Router)和管理节点(Coordinator)。这些节点协同工作,构建起一个能够自组织的网络结构。
传感器节点广泛分布在监测区域,它们的性能相对较弱,主要依靠小容量电池供电。这些节点负责收集本地信息,处理数据,并作为数据传输的中继。在数据传输过程中,传感器节点会接收并转发数据,经过多跳传输最终汇集到汇聚节点。
汇聚节点则扮演着重要的角色,它们具有较强的处理、存储和通信能力,是无线传感器网络与外部网络(如互联网或卫星)的连接点。汇聚节点不仅负责协议转换,还接收管理节点发布的监测任务,并将WSN收集的数据转发到外部网络。此外,汇聚节点有时具备增强功能,能够对获取的信息进行分析,包括程序代码、路由协议和密钥等敏感信息,并可能对程序代码进行修改和加载。
管理节点是无线传感器网络的控制中心,用于动态管理整个网络。传感器网络的所有者通过管理节点来访问和控制网络资源,实现对网络的配置和任务分配。
(1)无线传感器网络各部分主要功能扩展阅读
微机电系统(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)、片上系统(System on Chip, SoC)、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展,孕育出无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN),并以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点,通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。
② 无线传感器网络的基本组成包括
无线传感器网络的基本组成包括:
传感器节点:
- 是无线传感器网络的核心部分,负责感知和采集环境中的物理量和化学量。
- 通常由传感器、数据处理单元、通信模块和电源组成。
- 传感器节点需具备低功耗、小尺寸、高可靠性和高精度等特点。
通信模块:
- 负责传感器节点之间的通信。
- 通过无线信号进行通信,实现分布式节点之间的数据传输和协作。
- 通常包括无线通信芯片、调制解调器、天线和射频模块等组件。
数据处理中心:
- 负责接收和处理传感器节点发送的数据。
- 可以是一个简单的服务器或一个专门的数据中心。
- 需具备高速数据处理能力、存储能力和数据安全性等特点。