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WSN分布式传感器网络数据收集与监控系统设计

时间:2017-05-17 22:59来源:毕业论文
无线传感器网络 WSN[1] (Wireless Sensor Network)是把信号处理技术、通信技术和传感器技术融为一体的数据获取和处理技术,它通过采用比较规则或随机分布的方式将许多传感器节点部署在监
无线传感器网络 WSN[1] (Wireless Sensor Network)是把信号处理技术、通信技术和传感器技术融为一体的数据获取和处理技术,它通过采用比较规则或随机分布的方式将许多传感器节点部署在监测环境和范围内,然后使用节点间无线通信自组织方式组成网络。它的出现不仅为获取随机性的数据提供了便利,而且还可以防止传统收集数据形式带给环境的侵入破坏,在环境信息监测、军事侦察、农业生产、医疗健康监护、工业生产控制以及商业等领域具有很多的应用,它的发展和进步必将会给人类的生产和生活的各个领域带来广泛的影响。WSN 是一个新兴的技术,通常被称为下一代的传感器网络[2],当时在1999年题为“传感器走向无线时代”是较早的具有代表性的论述。之后,在移动计算和网络国际会议上,美国又提出WSN 是当时下一个世纪需要面临的一个很重要的机遇。在2003 年间,美国《技术评论》杂志把无线传感器网络列为未来新兴的十大技术,而且还是第一项未来的新兴技术。与此同时,美国《商业周刊》在未来技术专版,也将WSN 列入四大新技术。在《今日防务》杂志中更加认为WSN 的发展,会产生一场史无前例的变革,尤其是在军事技术和未来信息化战争[3]。我们可以预测,如果随着WSN 大范围的应用和推广,一定会极大的推动人们的社会生活和产业变革。8807
实现信息化的前提就是信息的获取,而传感器就是获取物理环境信息的一种重要来源和重要工具。随着传感器信息数据获取技术和信息传送技术的不断提高,给作为新兴技术的传感器网络的发展和在生产生活中的应用奠定了技术基础。这些年来,由于人们对传感器技术的重视,再加上通信技术、MEMS 技术的不断发展,更加促进传感器网络技术取得一个又一个的进步。在无线传感器网络中,节点是可以快速展开,而且覆盖区域大,又不容易被毁坏等等,这些特点而使其有着很广阔而深远的应用未来,从而更促使它成为当前信息网络领域的研究热点。

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1.2  研究意义
WSN在信息获取和处理技术上体现了它的巨大发展潜力,在未来众多应用领域内,无线传感器网络必将会发挥巨大经济、军事价值。随着无线通信、集成电路、传感器、微机电系统等技术的飞速发展,低成本、低功耗、小体积、多功能的微型传感器的大量生产成为可能。之所以称为微型传感器,是因为传感器小到可以像灰尘一样在空气中浮动,所以又称之为“智能尘埃(Smart Dust)”[4]。传感器节点借助于内置的微型传感器,可以感测环境中的热、红外、声纳、雷达与地震波信号等,同时也能采集温度、湿度、光强度、压力、土壤成分、移动物体大小、速度和方向等人们感兴趣的物理量。无线传感网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)是集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信息系统[5]。传感器节点常常被随机地布置在许多人类无法接近的场合,通过自组织的方式来构成一个快速、有效可靠的无线网络。传感器节点往往是同构的,并且由于其低能耗(甚至不需要换电池)的特点,它适用于无人看守的各种应用场景。IEEEl451.5无线标准为WSN提供了各种基于协议和需求的无线应用标准[6]。WSN在信息的采集、传输与处理的过程中,其根本目的是要将感知节点采集到的数据以无线传输的方式用单跳或多跳的方式发送到汇聚点(Sink)或基站(BS)。而其数据的处理过程可以是内网的,也可以外网的[7],也就是说,数据可以在单跳或多跳发送之前进行内网的数据处理或压缩以节省更多的能量。还能在多跳过程中进一步地进行数据融合,以最大可能的方式来减少数据冗余。另外,也可以把传输的数据放到BS来进一步进行处理,比如恢复原始图像的形状、大小或色彩等。 WSN分布式传感器网络数据收集与监控系统设计:http://www.lwfree.cn/jisuanjilunwen/20170517/7274.html
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