物联网工程导论：无线传感器网络.pptx

任课教师：文江川

北京信息科技大学

信息与通信工程学院

2021-01-30

物联网工程导论：无线传感器网络

学习经历：

.学士学位：北京邮电大学无线电工程系

.硕士学位：北京信息科技大学传感技术研究中心

.博士学位：爱尔兰利默里克大学电子与计算机工程系

工作经历：

.武汉邮电科学院，烽火通信科技股份有限公司。

联系方式：

.北京信息科技大学健翔桥校区，教二楼513，电话：010电子邮件：Jiangchuan.Wen@

BISTU.edu.cn

教师简介：文江川

1物联网概述

2无线传感器网络概述

3WSN的特点，性能指标和体系结构 4WSN常用的传感器

5WSN关键技术

6WSN仿真平台

7WSN的应用案例

目录

•物联网(TheInternetofthings)的概念是在1999年

提出的，又名传感网，它的定义很简单：把所有物品

通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实

现智能化识别和管理。

国际电信联盟曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现操作

失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。

1.物联网概述

•全面感知：利用RFID、传感器、二维码，及其它各种的

感知设备随时随地的采集各种动态对象，全面感知世界

。

•可靠的传送：利用以太网、无线网、移动网将感知的信息进行实时的传送。

•智能控制：对物体实现智能化的控制和管理，真正达到了人与物的沟通。

1.1物联网基本特点

6

1.2物联网的网络架构

应用层信息处理

通信模块

物联网网关

感知层

解析服务

应用集成

网络管理

Web服务

云计算

1.3物联网的关键技术

1物联网概述

2无线传感器网络概述

3WSN的特点，性能指标和体系结构 4WSN常用的传感器

5WSN关键技术

6WSN仿真平台

7WSN的应用案例

目录

•无线传感器网络（WirelessSensorNetwork,WSN)

：由部署在监测区域内大量微型而又廉价的传感器节点组成的，通过无线通信方式组成的一个多跳的具有自组织体系的网络系统，其目的是将覆盖区域中的感知对象的信息进行感知、采集和处理，并最终发送给观测者。

2无线传感器网络概述

2.1无线传感器网络体系结构图

2.2问题：什么情况下会使用多节点的无线传感器网络？

1物联网概述

2无线传感器网络概述

3WSN的特点，性能指标和体系结构

4WSN常用的传感器

5WSN常用的无线网络技术

6WSN关键技术和仿真平台

7WSN的应用案例

目录

WSN的基本特点

1.节点数目大、密度高

2.节点体积小、能量有限3.节点计算和存储能力有

限

4.通信半径小、带宽低

5.节点拓扑结构变化很快,具有较强的自适应性

6.无中心和自组织

6.网络动态性能强

6.节点存在一定的故障率6.以数据为中心的网络

3WSN的特点，性能指标和体系结构

1.生命周期

2.能源有效性3.实时性

4.可扩展性

5.安全抗干扰

3WSN的特点，性能指标和体系结构

6.感知精度

6.相互协作6.容错性

WSN的性能指标

•传感器节点

3.3WSN体系结构

3.3WSN体系结构

•传感器节点结构

WirelessSensorNetworks

3.3WSN体系结构

l传感器网络的物理结构

•因为网络的拓扑结构严重制约无线传感器网络通信协议（如MAC协议和路由协议）设计的复杂度和性能的发挥。

•根据节点功能及结构层次可分为：

–平面网络结构

–分级网络结构

–混合网络结构–mesh网络结构

WirelessSensorNetworks

无线传感器网络拓扑结构

•所有节点为对等结构，具有完全一致的功能特性，也就是说每个节点均包含相同的

MAC、路由、管理和安全等协议。

•这种网络拓扑结构简单，易维护，具有较好的健壮性，事实上就是一种Adhoc网络结构形式。

•由于没有中心管理节点，故采用自组织协同算法形成网络，其组网算法比较复杂

WirelessSensorNetworks

平面网络结构

•分级网络结构（也叫层次网络结构）是无线传感器网络中平面网络结构的一种扩展拓扑结构