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无线传感器网络的拓扑结构与应用

2015/1/30    来源:佳工网        
关键字:无线传感器  传感器  拓扑结构  
无线传感器网络是由散布在工作区域中大量的体积小、成本低、具有无线通信、传感和数据处理能力的传感器节点组成的。每个节点可能具有不同的感知形态,例如声纳、震动波、红外线等,节点却可以完成对目标信息的采集、传输、决策制定与实施,实现区域监控、目标跟踪、定位和预测等任务。

  该无线传感器网络由一个基站和若干个无线传感器节点构成, 文中以6个传感器节点为例。传感器节点负责中转其他节点数据包和采集、处理、压缩数据,并将数据包发送出去。基站节点负责发出控制命令和接收各个传感器节点发回的数据, 并通过RS232接口把数据发送给PC机。PC机对各个数据进行综合分析处理。网络组成如图3所示。

网络组成

  工厂“可穿戴设备”的无线传感器网

  工厂的“可穿戴”设备通过无线传感器网可以随时联网测量、随时移动、数据可存储、可分析、可联网查看数据等。以某公司基于CC2510的无线传感器网络为例,它可以测量环境温度、环境湿度、设备表面温度、冷库内部温度等多种物理量,并通过900M无线网络将测量数据发送给接收端。该无线传感器网络安装时不需要技术员,自己就能完成安装;在非特殊场合时,不需要设置参数,系统自动对接数据;无线网络自动互联,不需要边安装边调试,极大的缩短了安装工期。

  图4所示的无线接收端分为可记录接收端和物联网网关接收端两种,其中可记录接收端配有存储卡和大屏显示,使数据存储和显示一体化并可手持移动收数。同时,物联网网关接收端可以将收到的数据通过互联网、无线3G等多种连接方式,实时的将数据传递到公网,并利用云数据平台技术,可方便的实现数据的实时远程访问。

无线接收端

  整个线网络系统可以接入多达200个无线传感器,每个无线设备的无障碍传输半径为500米,产品采用电池供电,2年左右需要更换一次电池。每一个无线传感器终端均可以显示如图5所示的中文界面。

中文界面

  在无线传感器网络中,通过图5所示的界面可以得到中继器接收到的数据条数,通过这个界面也可以直观看到网络通讯的稳定性,如果有一个温度采集端的接收数据明显少于其它的采集端,则说明该采集端的通讯不稳定,需要进行位置或者方向上的调整。如果用户对与功耗要求比较高,通过观察计数发现数据的通讯一直很稳定,那么将采集端的发射功率降低一级,再观察计数,如果通讯依然稳定则可以试着进一步降低采集端的发射功率,以此达到降低电流消耗,从而延长采集端的工作时间。

  结束语

  无线传感器网络是新兴的通信应用网络,其应用可以涉及到人类生活和社会活动的所有领域。因此,无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络,需要各种技术支撑。目前,成熟的通信技术都可能经过适当的改进和进一步发展,应用到无线传感器网络中,形成新的市场增长点,创造无线通信的新天地。 

责任编辑:陈浩
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