传感器网络与物联网的发展现状_学术报告_脱密后(1).pptVIP

内 容 提 纲 一、传感器网络的发展现状 二、物联网与感知中国 三、课题组研究的进展 第一阶段 　第二阶段 911历史事件 　　综观计算机网络技术的发展史，应用需求始终是推动和左右全球网络技术进步的动力和源泉。 　　传感器网络是近几年来国内外研究和应用非常热门的领域，在国民经济建设和国防军事上具有十分重要的应用价值。目前传感网的发展几乎呈现爆炸式的趋势。 传感器网络的标准定义是这样的：传感器网络是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，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。 如图所示，大量的传感器节点将探测数据，通过汇聚节点经其它网络发送给了用户。 在这个定义中，传感器网络实现了数据采集、处理和传输的三种功能，而这正对应着现代信息技术的三大基础技术，即传感器技术、计算机技术和通信技术。 大量的传感器节点通过无线链路和无线接口模块，向监控主机发送传感器数据，实现传感器网络的逻辑功能。 　　所谓“热带树”实际上是由震动和声响传感器组成的系统。只要对方车队经过，传感器探测出目标产生的震动和声响信息，自动发送到指挥中心，美机立即展开追杀。 　第二阶段是二十世纪80年代至90年代之间。在1999年，商业周刊将传感器网络列为21世纪最具影响的21项技术之一 。 　　第一阶段：最早可以追溯二十世纪70年代越战时期使用的传统的传感器系统。当年 “胡志明小道” 是胡志明部队向南方游击队输送物资的秘密通道，美军曾经绞尽脑汁动用航空兵狂轰滥炸,但效果不大。后来，美军投放了2万多只“热带树”传感器。 它们分别构成了信息系统的“感官”、“大脑”和“神经”三个部分。因此说，无线传感器网络正是这三种技术的结合，可以构成一个独立的现代信息系统。 这幅图就是传感器网络的宏观系统架构，地面微系统采用刚才介绍的自组网方式建立无线通信，由簇头节点通过星地链路传输给低轨道小卫星，卫星之间通过星间链路传输给其它卫星，再传输给千里之外的监控中心用户。 那么，这种网络形式是怎样产生的呢？让我们来回顾一下传感器网络的发展历史。 传感器节点只产生探测数据流，没有计算能力，并且相互之间不能通信。 目前无线网络可分为两种:一种是有基础设施的网络,需要固定基站,例如我们使用的手机，属于无线蜂窝网，它就需要高大的天线和大功率基站来支持，基站就是最重要的基础设施；另外，使用无线网卡上网的无线局域网，由于采用了接入点这种固定设备，也属于有基础设施网。 另一类是无基础设施网，又称为无线Ad hoc网络,节点是分布式的，没有专门的固定基站。 无线Ad hoc网络又可分为两类: 一类是移动Ad hoc网络(Mobile Ad hoc Network,简称MANET)，它的终端是快速移动的。一个典型的例子是美军101空降师装备的Ad hoc网络通信设备，保证在远程空投到一个陌生地点之后，在高度机动的装备车辆上仍然能够实现各种通信业务，而无需借助外部设施的支援。另一类就是我们讲的无线传感器网络,它的节点是静止的或者移动很慢。 实际上它由六个部分组成，如图所示。 这里传感模块负责探测目标的物理特征和现象，计算模块负责处理数据和系统管理，存贮模块负责存放程序和数据，通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发送和接收。 另外，电源模块负责节点供电，节点由嵌入式软件系统支撑，运行网络的五层协议。 这五层协议包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。 物理层负责载波频率的产生、信号调制、解调；数据链路层负责媒体接入和差错控制；网络层负责路由发现与维护；传输层负责数据流的传输控制；应用层负责任务调度、数据分发等具体业务。 传感器网络的一个突出特色是采用了跨层设计技术，这一点与现有的IP网络不同。跨层设计包括能量分配、移动管理和应用优化。 能量分配是尽量延长网络的可用时间；移动管理主要对节点移动进行检测和注册；应用优化是根据应用需求优化调度任务。 具体的一个节点实物示例请看下图。 图中右边是一枚五角硬币，左边是两个实物，通过比较，可以看出传感器节点的体积是比较很小的。 正是这些微小的传感器节点构成了探测终端。 传感器网络与物联网的发展现状 报告人：崔 逊 学 解放军炮兵学院网络工程教研室 一、传感器网络的发展现状 (一) 什么是传感器网络 (二) 发展历史 (三) 应用情况 （一）什么是传感器网络 无 线 网 络 有基础设施网 无基础设施网 移动Ad hoc网络 无线传感器网络 无线网络是实现“物联网”必不可少的基础设施。 　　传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是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，目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息