无线传感器网络(1).pptVIP

第1章 无线传感器网络概述 计算机科学系 宋文强 无线传感器网络 1.5 无线传感器网络体系结构 数据链路层 负责数据成帧、帧检测、媒体访问和差错控制； 实现数据流的多路复用，保证无线传感器网络中节点之间的连接 1.5 无线传感器网络体系结构 网络层 主要负责路由生成与路由选择； 无线传感器网络中节点和接收器节点之间需要特殊的多跳无线路由协议。 为了增加路由可达度，并考虑到无线传感器网络的节点具有非稳定性，多使用广播通信，路由算法也基于广播方式进行优化 1.5 无线传感器网络体系结构 传输层 负责数据流的传输控制，是保证通信服务质量的重要部分； 时间同步技术 为了保证节点间能以统一步调运作，必须对各节点进行定期时间同步 时间同步对时间敏感监测应用非常关键，同时它也是一些依赖于局部同步或全局同步的网络协议设计的基础 基于广播参考的时间同步算法（Reference-Broadcast Synchronization），相邻节点间定期广播参考信号，各节点以自己的时钟记录事件，随后用接收到的广播的参考时间加以校正 中国物联网产业整体发展预测 无线传感器网络的产业规模发展预测 工业环境监测 工业环境的监测范围已经涉及到整个生态环境的各个方面，包括日常环境监测，如大气，水，电磁辐射和放射性监测等；同时还存在一些特殊的区域环境监测，如沙漠、高山和存在放射源等区域的监测。这些环境对传感器产品的灵活性、可靠性和安全性提出了高要求。 无线传感器网络产品可以突破传统的监测方法，在满足了灵活性、可靠性和安全性的同时，为工业环境的监测降低了成本，同时也大幅度缩减了传统监测的繁琐流程，为随机性的研究数据获取提供了便利。 随着人们对于工业环境的关注程度越来越高，需要采集的环境数据也越来越多，对无线传感器网络产品的需求将逐步扩大。 智能电网 当前，全球能源、环境、气候变化等问题日益突出，世界各国纷纷把开发利用清洁能源作为能源发展与变革的重点。智能电网如今已经成为物联网技术的重要应用之一，也是电网发展的必然趋势。 智能电网通过先进的传感测量技术、通讯技术、先进的控制方法和决策支持系统技术的应用，确保电力供应的安全性、可靠性和经济性。 为了使智能电网的持续运营，设备安全保障已经成为了关键问题。由于电网设备长期处于高电压、大电流等工作状态，同时面临雷雨等极端自然环境的威胁，对设备实施智能监控显得尤为重要。 无线传感器网络产品可对电网设备进行远程的监控，了解设备的工作状态，并将数据传输到控制中心，对设备进行统一管理，同时实时监控也提高了维护效率。随着智能电网计划的推进，对电网设备的智能化监控需求形成了巨大的无线传感器网络产品市场。 智能工业 我国工业制造业正面临新一轮产业革命的契机，制造企业利用物联网技术进行改造升级的需求十分迫切，IT企业也借助物联网技术，迅速向工业领域渗透。以智能化为核心的工业4.0的提出，契合了物联网技术向工业领域融合的趋势。智能制造中的核心之一是工业过程的智能监测。 将无线传感器网络技术应用到智能监测中，将有助于工业生产过程工艺的优化，同时可以提高生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平，使得生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。 随着物联网的发展和工业4.0的进一步推进，以智能化为核心的工业过程控制将得到快速发展，进而拉动对基于无线传感器网络技术的工业过程监测系统解决方案的市场需求 无线传感器网络产品飞速增长的主要原因 ?随着整个物联网生态环境的成熟，工业物联网也由政府主导开始慢慢发展。中国工业感测终端的数量保持着飞速增长的态势，2014年中国工业感测终端数量为7亿左右，预计伴随着中国制造2025的推行，到2020年，中国工业感测终端将突破20亿个。 无线通信、功耗、极端微型化（驱动力之一是MEMS传感器）以及嵌入式计算方面的发展，也促成了面向工业环境的无线传感器网络的兴起。工业无线传感器网络产品会随着“中国制造2025”的提出所带动的企业生产线改造和IT设备升级改造一直高速增长到2019年，并一直保持着上升趋势。 蓝牙 vs Wi-Fi 蓝牙和Wi-Fi有些类似的应用：设置网络、打印、或传输文件。 Wi-Fi主要用于替代工作场所一般局域网接入中使用的高速线缆。这类应用有时也称作无线局域网（WLAN）。 蓝牙主要用于便携式设备及其应用。这类应用也被称作无线个人域网（WPAN）。蓝牙可以替代很多应用场景中的便携式设备的线缆，能够应用于一些固定场所，如智能家庭能源管理（如恒温器）等。 蓝牙 vs Wi-Fi Wi-Fi和蓝牙的应用在某种程度上是互补的。 Wi-Fi通常以接入点为中心，通过接入点与路由网络形成非对称的客户机-服务器连接。 蓝牙通常