模塊三無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課件

1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流中應(yīng)用 模塊三 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第一節(jié) 傳感技術(shù)及其應(yīng)用傳感技術(shù)概念傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的作用與地位傳感技術(shù)在物流管理中的應(yīng)用 以倉儲(chǔ)管理中對(duì)濕度的要求 介紹濕度傳感器在物聯(lián)網(wǎng)介紹中應(yīng)用一、簡介濕度測量技術(shù)：濕度測量技術(shù)發(fā)展已有200多年歷史；人們對(duì)濕敏元件的認(rèn)識(shí)是從1938年美國F.W.Dummore研制成功浸涂式LiCl濕敏元件才開始的，從此以后，已有幾十種濕敏元件及傳感器應(yīng)運(yùn)而生。（可參濕度測量一書）毛發(fā)濕度計(jì)干濕球濕度計(jì) 濕度檢測的重要性濕度與科研、生產(chǎn)、人們生活、植物生長有密切關(guān)系，環(huán)境的濕度具有與環(huán)境溫度同等重要意義。目前人們對(duì)濕度的重視程度遠(yuǎn)不及對(duì)溫度的重視。因此

2、濕度測量技術(shù)的研究及其測量儀器遠(yuǎn)不如溫度測量技術(shù)與儀器那樣精確與完善。由于對(duì)濕度監(jiān)測不夠精確，致使大批精密儀器與機(jī)械裝置銹蝕、谷物發(fā)霉等，每年因此造成巨大損失。二、濕度及濕度傳感器1、濕度及其表示方法2、濕度傳感器及其特性參數(shù)3、濕度傳感器的分類 1、濕度及其表示方法 在自然界中，凡是有水和生物的地方，在其周圍的大氣里總是含有或多或少的水汽。 大氣中含有水汽的多少，表示大氣的干、濕程度，用濕度來表示，也就是說，濕度是表示大氣干濕程度的物理量。 大氣濕度有兩種表示方法：絕對(duì)濕度與相對(duì)濕度。相對(duì)濕度是氣體的絕對(duì)濕度(V)與在同一溫度下，水蒸汽已達(dá)到飽和的氣體的絕對(duì)濕度(W)之比，常表示為RH其表達(dá)

3、式為相對(duì)濕度= (V/W)100%RH根據(jù)道爾頓分壓定律，空氣中壓強(qiáng)PPa十PV(Pa為干空氣分壓，PV為濕空氣氣壓)和理想狀態(tài)方程，又可將相對(duì)濕度用分壓表示：相對(duì)濕度 (PV/PW)100%RH 式中：PV一待測氣體的水汽分壓； Pw一 同一溫度下水蒸汽的飽和水汽壓。2) 相對(duì)濕度2、濕度傳感器及其特性參數(shù)濕度傳感器是指能將濕度轉(zhuǎn)換為與其成一定比例關(guān)系的電量輸出的器件式裝置。主要特性參數(shù)有：濕度量程感濕特征量靈敏度濕度溫度系數(shù)響應(yīng)時(shí)間濕滯回線和濕滯回差保證一個(gè)濕敏器件能夠正常工作所允許環(huán)境相對(duì)濕度可以變化的最大范圍，稱為這個(gè)濕敏元件的濕度量程。濕度量程越大，其實(shí)際使用價(jià)值越大。理想的濕敏元件

4、的使用范圍應(yīng)當(dāng)是0100RH的全量程。1) 濕度量程2） 感濕特征量相對(duì)濕度特性曲線每一種濕敏元件都有其感濕特征量，如電阻、電容、電壓、頻率等。斜率應(yīng)適當(dāng)，因?yàn)樾甭蔬^小，靈敏度降低；斜率過大，穩(wěn)定性降低，這些都會(huì)給測量帶來困難。 PI電容式濕度傳感器濕度特性圖 3） 靈敏度定義：濕敏元件的靈敏度，就其物理含義而言，應(yīng)當(dāng) 反映相對(duì)于環(huán)境濕度的變化，元件感濕特征量的變化程度。表示法：直線的斜率。因此，它應(yīng)當(dāng)是濕致元件的感濕特性曲線斜率。在感濕特性曲線是直線的情況下，用直線的斜率來表示濕敏元件的靈敏度是恰當(dāng)而可行的。然而，大多數(shù)濕敏元件的感濕特性曲線是非線性的在不同的相對(duì)濕度范圍內(nèi)曲線具有不同的斜率

5、。因此，這就造成用濕敏元件感濕特性曲線的斜率來表示靈敏度的困難。普遍采用的靈敏度的方法目前，雖然關(guān)于濕敏元件靈敏度的表示方法尚未得到統(tǒng)一，但較為普遍采用的方法是用元件在不同環(huán)境濕度下的感濕特征量之比來表示靈敏度。如日本生產(chǎn)的MgCr2O4TiO2濕敏元件的靈敏度，用一組電阻比R1%R20%，R1%R40%，R1%R60%，R1%R80%及R1%R100%表示，分別為相對(duì)濕度在1，20，40，60，80及100時(shí)濕敏元件的電阻值之比。4）濕度溫度系數(shù)濕敏元件的濕度溫度系數(shù)是表示感濕特性曲線隨環(huán)境溫度而變化的特性參數(shù)。在不同的環(huán)境溫度下，濕敏元件的感濕特性曲線是不相同的，它直接給測量帶來誤差。濕敏

6、元件的濕度溫度系數(shù)定義為；在濕敏元件感濕特征量恒定的條件下，該感濕特征量值所表示的環(huán)境相對(duì)濕度隨環(huán)境溫度的變化率。由濕敏元件的濕度溫度系數(shù)值，即可得知濕敏元件由于境環(huán)溫度的變化所引起的測濕誤差。 MgCr2O4TiO2 濕敏元件的溫度特性205）響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間反映濕敏元件在相對(duì)濕度變化時(shí)輸出特征量隨相對(duì)濕度變化的快慢程度。一般規(guī)定：響應(yīng)相對(duì)濕度變化量的63.2時(shí)所需要的時(shí)間為響應(yīng)時(shí)間。在標(biāo)記時(shí)，應(yīng)寫明濕度變化區(qū)的起始與終止?fàn)顟B(tài)。人們希望響應(yīng)時(shí)間快一些為好。 K2O一Fe2O3濕度敏感器件的響應(yīng)特性曲線Mn3O4- TiO2濕敏器件在80時(shí)的濕滯回線濕滯回線定義：濕滯現(xiàn)象可以用吸濕和脫濕特征曲

7、線所構(gòu)成的回線來表示，我們稱這一回線為濕滯回線。濕滯回差定義：在濕滯回線上所表示的最大量差值為濕滯回差。人們希望濕敏元件的濕滯回差越小越好。 理想化的濕敏器件所應(yīng)具備的性能參數(shù)：使用壽命長，長期穩(wěn)定性好靈敏度高，感濕特性曲線的線性度好使用范圍寬，濕度溫度系數(shù)小響應(yīng)時(shí)間短濕滯回差小能在有害氣氛的惡劣環(huán)境中使用器件的一致性和互換性好，易于批量生產(chǎn)器件感濕特征量應(yīng)在易測范圍以內(nèi)四、半導(dǎo)體及陶瓷濕度傳感器按其制作工藝分類：涂覆膜型燒結(jié)體型薄膜型MOS型五、有機(jī)物及高分子聚合物濕度傳感器1、脹縮性有機(jī)物濕敏元件2、高分子聚合物薄膜濕敏元件第二節(jié) 通信技術(shù)通信技術(shù)概念通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的作用與地位通信技術(shù)

8、在物流管理中的應(yīng)用通信與我們生活息息相關(guān)生活中的通信經(jīng)歷了從有線到無線的發(fā)展這個(gè)變化對(duì)人們生活也有著重要的影響在講無線通信之前我們就先從下面幾個(gè)有趣的例子里去看看生活中的通信的變化吧無線通信技術(shù)很多很多年前我們只能用飛鴿、馬、船等交通工具傳信件跟物品我們要更好的通信方式1.古時(shí)候聽媽媽說打電話很方便我們需要無線電話2.有線電話時(shí)代手機(jī)進(jìn)入了我們的生活發(fā)短信也很方便無線通信太好了！3.無線電話時(shí)代 “無線通信（Wireless communication）是利用電磁波信號(hào)可以在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式，近些年信息通信領(lǐng)域中，發(fā)展速度最快、應(yīng)用最廣的就是無線通信技術(shù)了。在移動(dòng)

9、中實(shí)現(xiàn)的無線通信又稱為移動(dòng)通信，人們把二者合成為無線移動(dòng)通信。”那究竟什么是無線通信呢？現(xiàn)在生活中我們常接觸無線通信無線通信在經(jīng)歷150年發(fā)展已經(jīng)融入了我們的生活的每個(gè)角落無線通信技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)深入到人們生活和工作的各個(gè)方面。在當(dāng)代社會(huì)，無線通信也不僅僅簡單地應(yīng)用于普通移動(dòng)通訊了，本世紀(jì)最熱門的無線通信科研方向是3G、WLAN、UWB、藍(lán)牙、寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)。無線通信能夠走進(jìn)千家萬戶 這一切還得從很多年前的那個(gè)夜晚那個(gè)實(shí)驗(yàn)室里那個(gè)城市里那個(gè)人說起1864年 麥克斯韋經(jīng)過多年的努力終于從理論上證明電磁波的存在從此掀開了無線通信技術(shù)研究的序幕1888年 赫茲證明電磁波的存在1895年 馬可尼成功試驗(yàn)數(shù)

10、百米的無線通信1901年 馬可尼又成功試驗(yàn)了跨越大西洋的無線通信1938年 里斯本首次采用了PCM無線通信方式七八十年代 開啟了無線局域網(wǎng)的新時(shí)代手機(jī)等無線通訊工具也逐漸普及到人們的生活無線通信系統(tǒng)的基本工作原理發(fā)射設(shè)備的基本原理和組成接收設(shè)備的基本原理和組成無線電波的基本特點(diǎn)簡單介紹:1、無線通信系統(tǒng)的基本工作原理無線通信系統(tǒng)組成框圖 各部分作用信息源：提供需要傳送的信息變換器：待傳送的信息（圖像、聲音等）與電信號(hào)之間的互相轉(zhuǎn)換發(fā)射機(jī)：把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成高頻振蕩信號(hào)并由天線發(fā)射出去傳輸媒質(zhì)：信息的傳送通道（自由空間）接收機(jī)：把高頻振蕩信號(hào)轉(zhuǎn)換成原始電信號(hào)受信人：信息的最終接受者1、無線通信系統(tǒng)的

11、基本工作原理2、發(fā)送設(shè)備的基本原理和組成信號(hào)在空間直接發(fā)送存在的問題天線尺寸 天線尺寸與被輻射信號(hào)的波長相比擬時(shí)（波長的1/101），信號(hào)才能被天線有效的輻射出去。對(duì)于音頻范圍20Hz20kHz來說，這樣的天線不可能實(shí)現(xiàn)。信號(hào)選擇 如果直接發(fā)射，多家電臺(tái)的發(fā)射信號(hào)頻率范圍大致相同，接收機(jī)無法區(qū)分。問題的解決調(diào)制什么是調(diào)制？ 把待傳送信號(hào)“裝載”到高頻振蕩信號(hào)上的過程。三種信號(hào) 調(diào)制信號(hào)、載波信號(hào)和已調(diào)信號(hào)三種方式 調(diào)幅（AM）、調(diào)頻（FM）和調(diào)相（PM）2、發(fā)送設(shè)備的基本原理和組成典型發(fā)送設(shè)備的組成框圖2、發(fā)送設(shè)備的基本原理和組成3、接收設(shè)備的基本原理和組成信號(hào)的“卸載”解調(diào)什么是解調(diào)？ 從高

12、頻已調(diào)波信號(hào)中“取出”調(diào)制信號(hào)的過程。解調(diào)的三種方式 對(duì)調(diào)幅波的解調(diào)檢波 對(duì)調(diào)頻波的解調(diào)鑒頻 對(duì)調(diào)相波的解調(diào)鑒相典型接收設(shè)備的組成框圖3、接收設(shè)備的基本原理和組成4、無線電波的基本特點(diǎn)無線電波是一種電磁波，其傳播速度與光速相同，且有=c/f。無線電波具有直射、繞射、反射與折射等現(xiàn)象。無線電波的三種傳播途徑（如圖）：無線電波的波段劃分表：4、無線電波的基本特點(diǎn)波段名稱波長范圍頻段名稱頻率范圍主要用途長波LW103104m低頻(LF)30300kHz長距離點(diǎn)與點(diǎn)通信中波MW102103m中頻(MF)3003000kHz廣播、船舶、飛行通信短波SW10102m高頻(HF)330kHz短波廣播、軍事通

13、信米波110m甚高頻(VHF)30300MHz電視、調(diào)頻廣播、雷達(dá)分米波110dm特高頻(UHF)3003000MHz電視、雷達(dá)、移動(dòng)通信厘米波110cm超高頻(SHF)330GHz雷達(dá)、中繼、衛(wèi)星通信毫米波110mm極高頻(EHF)30300GHz射電天文、衛(wèi)星、雷達(dá)如何組建共享無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該來說，組建局域網(wǎng)并不難。要求：1.兩臺(tái)裝有支持802.11b/g無線網(wǎng)卡的筆記本電腦2.其中一臺(tái)能連接到Internet的筆記本作為發(fā)射端，另外一臺(tái)作為接收端3.操作人員需懂得一點(diǎn)點(diǎn)電腦常識(shí)Part one：發(fā)射端筆記本設(shè)置Part two:接收端筆記本設(shè)置進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)和共享中心-更改適配器設(shè)置-右鍵點(diǎn)擊無線

14、網(wǎng)絡(luò)連接-選擇協(xié)議版本4（TCP/IPv4）-屬性-更改各項(xiàng)設(shè)置如下（192-168-1-12和255-255-255-0和192-168-1-1和192-168-1-1）IPV4設(shè)置里面設(shè)置好IP、子網(wǎng)、網(wǎng)關(guān)和DNS地址IP當(dāng)然要和筆記本的網(wǎng)段一樣，不要和別的電腦重復(fù)了-然后點(diǎn)擊確定-點(diǎn)擊確定接下來就只剩下connect的工作了重新打開如下的窗口-找到之前發(fā)射端筆記本設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)名-連接點(diǎn)擊連接后-電腦彈出如下窗口-輸入之前設(shè)置的安全密鑰-點(diǎn)擊確定等待發(fā)射端筆記本的網(wǎng)絡(luò)識(shí)別成功后就可兩臺(tái)筆記本同時(shí)上網(wǎng)了至此，筆記本共享無線上網(wǎng)的報(bào)告完畢第三節(jié) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目錄傳感器網(wǎng)絡(luò)概述傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

15、傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議傳感器網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展傳感器網(wǎng)絡(luò)影響力什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是指將地理位置不同的具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，通過通信線路連接起來，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實(shí)現(xiàn)資源共享和信息傳遞的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 所謂無線網(wǎng)絡(luò)，就是利用無線電波作為信息傳輸?shù)拿浇闃?gòu)成的無線局域網(wǎng)（WLAN），與有線網(wǎng)絡(luò)的用途十分類似，最大的不同在于傳輸媒介的不同，利用無線電技術(shù)取代網(wǎng)線，可以和有線網(wǎng)絡(luò)互為備份。 什么是傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN-Wireless Sensor Networks基礎(chǔ)微電子技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)解釋1由部署在觀測

16、環(huán)境附近的大量的微型廉價(jià)低功耗的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信方式形成一個(gè)多跳的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。什么是傳感器網(wǎng)絡(luò)解釋2：傳感器網(wǎng)絡(luò)是由一組傳感器以特定方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理區(qū)域中感知對(duì)象的信息，并發(fā)布給觀察者。傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)基本要素：傳感器，感知對(duì)象，觀察者傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能協(xié)作地感知、采集、處理和發(fā)布感知信息 傳感器接近感知對(duì)象 傳感器僅產(chǎn)生數(shù)據(jù)流 傳感器無計(jì)算能力 無傳感器間通信能力SensorsObject信號(hào)分析傳統(tǒng)的感知方法有線/無線連接現(xiàn)代感知方法Sensing AreaObjectUser端 傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋感知對(duì)象區(qū)域 每個(gè)傳感器完成其臨

17、近感知對(duì)象的觀測 多傳感器協(xié)同完成感知區(qū)域的大觀測任務(wù) 使用多跳路由算法向用戶報(bào)告觀測結(jié)果SinkInternet或通信衛(wèi)星Sensor networkUser端傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)sink -匯聚點(diǎn)sensor node -傳感器節(jié)點(diǎn)sensor field -監(jiān)測區(qū)域傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)體傳感器節(jié)點(diǎn)功能：采集、處理、控制和通信等網(wǎng)絡(luò)功能：兼顧節(jié)點(diǎn)和路由器資源受限：存儲(chǔ)、計(jì)算、通信、能量Sink節(jié)點(diǎn)功能：連接傳感器網(wǎng)絡(luò)與Internet等外部網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)兩種協(xié)議棧之間的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換，發(fā)布管理節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測任務(wù)，轉(zhuǎn)發(fā)收集到的數(shù)據(jù)。特點(diǎn)：連續(xù)供電、功能強(qiáng)、數(shù)量少等現(xiàn)代微型傳感器感知能力計(jì)算能力通信能力體積小

18、能耗小由六部分組成傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器模塊：信息采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理器模塊：控制、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議無線通訊模塊：無線通信，交換控制信息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)能量供應(yīng)模塊：提供能量傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)：地理區(qū)域大；部署密集提高信噪比；提高監(jiān)測精度；增強(qiáng)容錯(cuò)性；減少盲區(qū)自組織網(wǎng)絡(luò)：不確定性；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化資源受限：計(jì)算、存儲(chǔ)、通訊、能量動(dòng)態(tài)拓?fù)洌汗?jié)點(diǎn)故障；通訊故障；移動(dòng)性；節(jié)點(diǎn)加入可靠網(wǎng)絡(luò)：適應(yīng)環(huán)境條件；魯棒性、容錯(cuò)性應(yīng)用相關(guān)：沒有統(tǒng)一的通信協(xié)議平臺(tái)以數(shù)據(jù)為中心傳感器節(jié)點(diǎn)的限制電源能量有限通信能力有限計(jì)算和存儲(chǔ)能力有限傳感器網(wǎng)絡(luò)概述與ad hoc的不同WSN結(jié)點(diǎn)數(shù)量更為龐大多數(shù)節(jié)點(diǎn)為靜止節(jié)點(diǎn)分布更為密集能

19、量約束結(jié)點(diǎn)更容易出錯(cuò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化頻繁Ad hoc幾十至上百個(gè)節(jié)點(diǎn)局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)全移動(dòng)結(jié)構(gòu)變化（移動(dòng)）能量可連續(xù)提供點(diǎn)到點(diǎn)通信 以數(shù)據(jù)為中心傳感器網(wǎng)絡(luò)不是通常的網(wǎng)絡(luò)用戶感興趣的是數(shù)據(jù)而不是網(wǎng)絡(luò)和傳感器硬件用戶很少詢問“A節(jié)點(diǎn)到B節(jié)點(diǎn)的連接是如何實(shí)現(xiàn)的？”用戶經(jīng)常詢問“網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中那些地區(qū)出現(xiàn)毒氣？”傳感器網(wǎng)絡(luò)不是以地址為中心的用戶不會(huì)詢問“地址為27的傳感器的溫度是多少？”用戶感興趣是“某個(gè)地理位置的溫度是多少？”數(shù)據(jù)傳輸以聚集方式進(jìn)行,而不是地址到地址的路由 傳感器網(wǎng)絡(luò)是以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)把傳感器視為感知數(shù)據(jù)流或感知數(shù)據(jù)源把傳感器網(wǎng)絡(luò)視為感知數(shù)據(jù)空間或數(shù)據(jù)庫把數(shù)據(jù)管理和處理作為網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用目標(biāo)需要

20、多種多樣的感知器物理傳感器生物傳感器化學(xué)傳感器其他問題傳感器的投放或撒播理論與技術(shù)傳感器的定位問題時(shí)鐘同步問題 組網(wǎng)連通可靠性研究和探測覆蓋率研究 傳感器網(wǎng)絡(luò)安全性問題和抗干擾問題信號(hào)的協(xié)作處理傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧（1）能源管理平臺(tái)： 管理傳感器節(jié)點(diǎn)如何使用能量； 移動(dòng)管理平臺(tái)： 檢測和注冊(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)，維護(hù)到匯聚點(diǎn)的路由，使得傳感器節(jié)點(diǎn)能夠跟蹤它的鄰居； 任務(wù)管理平臺(tái)： 在一個(gè)給定的區(qū)域內(nèi)平衡和調(diào)度監(jiān)測任務(wù)傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧（2）傳感器網(wǎng)絡(luò)物理層（1）傳輸媒體建議采用ISM （工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)）頻段短距離的無線低功率通信最適合傳感器網(wǎng)絡(luò)紅外不需要許可證，抗干擾要求收發(fā)雙方在視線之內(nèi)光不排除

21、用光作為通信媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)物理層（2）頻率選擇，載頻發(fā)生，信號(hào)檢測，調(diào)制，數(shù)據(jù)加密信號(hào)傳播傳播信號(hào)需要的最小發(fā)送功率和傳輸距離d的n次方（ ）成正比，2= n 4.為了減小傳輸距離，傳感器網(wǎng)絡(luò)采用多跳（multihop）通信方式傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議的功能（1）功能無線信道的使用 建立傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)考慮因素節(jié)省能量可擴(kuò)展性鏈路帶寬分配的公平性、帶寬利用率、延時(shí)性能等 目前普遍認(rèn)為這三個(gè)方面的重要性依次遞減MAC協(xié)議的能量浪費(fèi)因素（2）空閑偵聽：節(jié)點(diǎn)不知道鄰居節(jié)點(diǎn)何時(shí)向自己發(fā)送數(shù)據(jù)，射頻收發(fā)模塊必須一直處于工作狀態(tài)，消耗大量能源，是無效能耗的主要來源。 沖突：同時(shí)向同一節(jié)點(diǎn)發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)幀，信

22、號(hào)相互干擾，接收方無法準(zhǔn)確接收，重發(fā)造成能量浪費(fèi)串?dāng)_：接收和處理發(fā)往其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)屬于無效功耗?？刂崎_銷：控制報(bào)文不傳送有效數(shù)據(jù)，消耗的能量對(duì)用戶來說是無效功耗。 傳感器MAC協(xié)議的節(jié)能策略（3）盡量讓傳感器節(jié)點(diǎn)處于睡眠狀態(tài)； 減少傳感器節(jié)點(diǎn)之間的碰撞； 減少接收到自己不需要接收的數(shù)據(jù)分組；（overhearing） 減少控制消息的開銷。WSN MAC協(xié)議（4）基于競爭S-MAC/T-MAC/Sift基于TDMA的DEAN/TRAMA /DMAC/周期性消息調(diào)度其它SMACS/EARCSMA/CA和CDMA結(jié)合WSN路由協(xié)議（1）已有網(wǎng)絡(luò)ad hoc、蜂窩主要目標(biāo)通信服務(wù)質(zhì)量 帶寬利用率傳感器

23、網(wǎng)絡(luò)主要目標(biāo)高效使用能源 延長網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的生存期WSN路由協(xié)議（2）特點(diǎn)基于局部拓?fù)湫畔?shù)據(jù)為中心（不知道目的節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，甚至向哪個(gè)區(qū)域）要求能量高效（協(xié)議簡單|開銷小|節(jié)省能量/均衡消耗）可擴(kuò)展性（網(wǎng)絡(luò)范圍/節(jié)點(diǎn)密度）魯棒性（節(jié)點(diǎn)變化|拓?fù)渥兓┛焖偈諗啃訵SN路由協(xié)議（3）能量感知路由能量路由/能量多路徑路由查詢路由定向擴(kuò)散路由(DD)/謠傳路由地理路由GPRS/GEAR/ GEM/邊界定位路由可靠路由ReInform/SPEED /多路徑路由WSN傳輸層（1）當(dāng)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的系統(tǒng)需要接入Internet 或其它外部網(wǎng)絡(luò)時(shí)，傳輸層的功能是必要的目前關(guān)于傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸層機(jī)制和協(xié)議的建議很少存在

24、的問題硬件的限制（例如有限的電能和存儲(chǔ)量）使傳感器節(jié)點(diǎn)不能像Internet中的服務(wù)器那樣存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)TCP的應(yīng)答方式開銷太大將來有可能在傳感器網(wǎng)絡(luò)中使用類似于UDP的協(xié)議，而在Internet和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中使用TCP/UDP協(xié)議WSN傳輸層（2）一種TCP分段（TCP splitting） 的方法可能使傳感器網(wǎng)絡(luò)和其它網(wǎng)絡(luò)（如Internet)互通WSN應(yīng)用層應(yīng)用層協(xié)議還處于探索階段三種可能的應(yīng)用層協(xié)議傳感器管理協(xié)議 Sensor management protocol (SMP)任務(wù)分配和數(shù)據(jù)通告協(xié)議 task assignment and data advertisement proto

25、col (TADAP)傳感器詢問和數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議 Sensor query and data dissemination protocol (SQDDP)WSN 時(shí)間同步（1）時(shí)間同步是傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能MAC/跟蹤/監(jiān)測時(shí)間同步需要的多樣性（目標(biāo)跟蹤例子）傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步的性能參數(shù)最大誤差同步期限同步范圍效率代價(jià)和體積WSN時(shí)間同步機(jī)制（2）TPSN（Timing-sync Protocol for Sensor Networks ）RBS（Reference Broadcast Synchronization）TINY/MINI-SYNCDMTS （Delay Measurement Time Synchronization）PCS （Probabilistic Clock Synchronization ）WSN定位機(jī)制（1）定位是傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能報(bào)告事件發(fā)生的地點(diǎn)目標(biāo)跟蹤和定位協(xié)助路由進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理WSN定位機(jī)制（2）特殊性體積、成本（GPS不能普遍適用）能耗有限、可靠性差節(jié)點(diǎn)的規(guī)模大、隨機(jī)布放無線模塊通信距離有限環(huán)境要求（室內(nèi)、室外）WSN定位機(jī)制（3）基于距離的定位機(jī)制到達(dá)時(shí)間定位算法（TOA）不同到達(dá)時(shí)間定位算法（TDOA）到達(dá)角度定位定位算法（AOA）接收信號(hào)強(qiáng)度定位算法（RSSI）距離無關(guān)的定