傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)傳感器應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4.1傳感器應(yīng)用4.1.1什么是傳感器物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路三部分組成，有時(shí)還加上輔助電源，如圖所示。單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)敏感元件直接感受或響應(yīng)被測量的部分。有時(shí)也將敏感元件稱為傳感器。直接感受被測的非電學(xué)量，輸出與被測量有確定對應(yīng)關(guān)系的、轉(zhuǎn)換元件所能接收的其他物理量。如膜片可以將被測的壓力轉(zhuǎn)換成位移。轉(zhuǎn)換元件能將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測量的電信號部分。如差動(dòng)變壓器可將位移量轉(zhuǎn)換為電壓輸出。有些傳感器轉(zhuǎn)換元件不止一個(gè)，有些傳感器的敏感元件和轉(zhuǎn)換元件合為一體。例如：熱電偶、壓電晶體，光電器件。測量電路測量電路是將轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進(jìn)行進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換和處理，如放大、濾波、線性化等，以獲得更好的品質(zhì)特性，便于后續(xù)電路實(shí)現(xiàn)顯示、記錄、處理等功能。測量電路的類型視傳感器工作原理而定。電源電源負(fù)責(zé)為敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路供電物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4.1傳感器應(yīng)用4.1.2傳感器的分類物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感器是模仿人的感覺器官來獲取信息的，是生物體感官的工程模仿物。例如：光敏傳感器對應(yīng)人的視覺器官；氣敏傳感器對應(yīng)人的嗅覺器官；聲敏傳感器對應(yīng)人的聽覺器官；化學(xué)傳感器對應(yīng)人的味覺器官；壓敏、溫敏、流體傳感器對應(yīng)人的觸覺器官。使得傳感器就象人一樣具有敏感的感覺功能，人類五官獲取信息是通過人的感覺細(xì)胞將非電量（光、聲、溫度、濕度、壓力、重量、香味、臭味、酸、甜、苦、辣等）變成電脈沖，電脈沖通過神經(jīng)將其送至大腦，感知到信息。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（1）根據(jù)傳感器工作原理可分為物理類傳感器、化學(xué)類傳感器和生物類傳感器。物理型傳感器是利用被測量物質(zhì)的某些物理性質(zhì)發(fā)生明顯變化的特性制成的。物理傳感器主要是依據(jù)物理效應(yīng)，如力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)，將被測信號量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號變化?；瘜W(xué)型傳感器是利用能把化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等化學(xué)量的變化轉(zhuǎn)化成電信號的敏感元件。主要依據(jù)化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象將被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號。生物型傳感器是利用各種生物或生物物質(zhì)的特性將被測信號量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號變化。依據(jù)生物酶、抗體和激素等分子識別和檢測生物體內(nèi)化學(xué)成分的傳感器。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（2）根據(jù)傳感器感官特性可分為根據(jù)基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類（還有人曾將敏感元件分46類）。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（3）按照傳感器的輸出信號為標(biāo)準(zhǔn)分類可分為模擬傳感器、數(shù)字傳感器、膺數(shù)字傳感器和開關(guān)傳感器。模擬傳感器：將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號。數(shù)字傳感器：將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。膺數(shù)字傳感器：將被測量的信號量轉(zhuǎn)換成頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉(zhuǎn)換)。其輸出信號接近開關(guān)或光電開關(guān)狀態(tài)，因?yàn)檩敵鲂盘栆悦}沖的方式提供給控制器，也就是可以作為數(shù)字式的型號來用。膺數(shù)字信號傳感器的代表就有旋轉(zhuǎn)編碼器，如增量型旋轉(zhuǎn)編碼器，旋轉(zhuǎn)一圈輸出固定的脈沖數(shù)，如1000脈沖的，則轉(zhuǎn)1圈輸出1000脈沖，通過這個(gè)功能，可以進(jìn)行測量長度，速度等。開關(guān)傳感器：當(dāng)一個(gè)被測量的信號達(dá)到某個(gè)特定的閾值時(shí)，傳感器相應(yīng)地輸出一個(gè)設(shè)定的低電平或高電平信號。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（4）按傳感器材料為標(biāo)準(zhǔn)分類在外界因素的作用下，所有材料都會(huì)做出相應(yīng)的、具有特征性的反應(yīng)。它們中的哪些具有功能特性的材料被用來制作傳感器的敏感元件，就可以根據(jù)所應(yīng)用的材料來分類：如金屬聚合物陶瓷混合物、導(dǎo)體絕緣體或半導(dǎo)體磁性材料、單晶或多晶非晶材料等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（5）按照傳感器制造工藝分類集成傳感器、薄膜傳感器、厚膜傳感器和陶瓷傳感器。集成傳感器：采用標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)硅基半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)制造的。利用微電子工藝，將敏感元件連同信號處理電子線路制作在一塊半導(dǎo)體芯片上的傳感器，易于制作多傳感器、智能傳感器。薄膜傳感器：是通過沉積在介質(zhì)襯底(基板)上的、相應(yīng)敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時(shí)，同樣可將部分電路制造在此基板上。厚膜傳感器：是利用相應(yīng)材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，然后進(jìn)行熱處理，使厚膜成形。陶瓷傳感器：采用標(biāo)準(zhǔn)的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)生產(chǎn)。在制作厚膜傳感器和陶瓷傳感器時(shí)，完成適當(dāng)?shù)念A(yù)備性操作之后，在已成形的元件通過高溫進(jìn)行燒結(jié)。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性，在某些方面，可以認(rèn)為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。目前主要采用陶瓷和厚膜傳感器，因?yàn)樵擃悅鞲衅鲄?shù)具有高穩(wěn)定性等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4.1傳感器應(yīng)用4.1.3傳感器的特性物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)1.傳感器靜態(tài)特性線性度靈敏度遲滯單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)重復(fù)性漂移單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)2.傳感器動(dòng)態(tài)特性所謂動(dòng)態(tài)特性，是指傳感器在輸入變化時(shí)，它的輸出的特性。在實(shí)際工作中，傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對某些標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)來表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得，并且它對標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的響應(yīng)與它對任意輸入信號的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4.1傳感器應(yīng)用4.1.4典型傳感器物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)1.應(yīng)變片式傳感器電阻應(yīng)變片式傳感器是利用電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器，傳感器由在彈性元件上粘貼電阻應(yīng)變敏感元件構(gòu)成。1）工作原理電阻應(yīng)變片的工作原理是基于應(yīng)變效應(yīng)，即當(dāng)金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體在受外力作用時(shí)，會(huì)發(fā)生機(jī)械形變，其電阻值隨著所受機(jī)械變形(伸長或縮短)的變化而發(fā)生變化的現(xiàn)象。其中半導(dǎo)體材料在受到外力作用時(shí)，其電阻率ρ發(fā)生變化的現(xiàn)象叫應(yīng)變片的壓阻效應(yīng)。利用電阻應(yīng)變片，將金屬的應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻值的變化，從而將力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量。單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)3）測量電路電阻應(yīng)變計(jì)可把機(jī)械量變化轉(zhuǎn)換成電阻變化，但電阻變化量一般很小，用普通的電子儀表很難直接檢測出來。這樣小的電阻變化，必須用專門的電路才能測量。測量電路把微弱的電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，電橋電路就是實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的電路之一。單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)2.霍爾傳感器霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器。霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾（A.H.Hall，

1855-1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬強(qiáng)得多?；魻栃?yīng)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)3超聲波傳感器超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)4智能傳感器智能傳感器（intelligentsensor）是具有信息處理功能的傳感器。智能傳感器帶有微處理機(jī)，具有采集、處理、交換信息的能力，是傳感器集成化與微處理機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物。與一般傳感器相比，智能傳感器具有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：通過軟件技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高精度的信息采集，而且成本低；具有一定的編程自動(dòng)化能力；功能多樣化。單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4.1傳感器應(yīng)用任務(wù)8：討論——傳感器選型物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4.2.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是信息科學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)全新的發(fā)展方向，同時(shí)也是新興學(xué)科與傳統(tǒng)學(xué)科進(jìn)行領(lǐng)域間交叉的結(jié)果。智能傳感器將計(jì)算能力嵌入到傳感器中，使得傳感器節(jié)點(diǎn)不僅具有數(shù)據(jù)采集能力，而且具有濾波和信息處理能力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4.2.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無線傳感網(wǎng)是一個(gè)由幾十到上百個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的、采用無線通信方式、動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的多跳的移動(dòng)性對等網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常包括傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和管理節(jié)點(diǎn)。大量傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)部或附近，能夠通過自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測的數(shù)據(jù)沿著其他傳感器節(jié)點(diǎn)逐跳地進(jìn)行傳輸，在傳輸過程中監(jiān)測數(shù)據(jù)可能被多個(gè)節(jié)點(diǎn)處理，經(jīng)過多跳后路由到匯聚節(jié)點(diǎn)，最后通過互聯(lián)網(wǎng)或衛(wèi)星到達(dá)管理節(jié)點(diǎn)。用戶通過管理節(jié)點(diǎn)對傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置和管理，發(fā)布監(jiān)測任務(wù)以及收集監(jiān)測數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)1.傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和能量供應(yīng)模塊四部分組成，如圖4-46所示。傳感器模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；處理器模塊負(fù)責(zé)控制整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的操作，存儲(chǔ)和處理本身采集的數(shù)據(jù)以及其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)；無線通信模塊負(fù)責(zé)與其他傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信，交換控制信息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)；能量供應(yīng)模塊為傳感器節(jié)點(diǎn)提供運(yùn)行所需的能量，通常采用微型電池。單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)2匯聚節(jié)點(diǎn)匯聚節(jié)點(diǎn)的處理能力、存儲(chǔ)能力和通信能力相對較強(qiáng)，它是連接傳感器網(wǎng)絡(luò)與Internet等外部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)兩種協(xié)議間的轉(zhuǎn)換，同時(shí)向傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)布來自管理節(jié)點(diǎn)的監(jiān)

測任務(wù)，并把WSN收集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到外部網(wǎng)絡(luò)上。匯聚節(jié)點(diǎn)既可以是一個(gè)具有增強(qiáng)功能的傳感器節(jié)點(diǎn)，有足夠的能量供給和更多的、Flash和SRAM中的所有信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，通過匯編軟件，可很方便地把獲取的信息轉(zhuǎn)換成匯編文件格式，從而分析出傳感節(jié)點(diǎn)所存儲(chǔ)的程序代碼、路由協(xié)議及密鑰等機(jī)密信息，同時(shí)還可以修改程序代碼，并加載到傳感節(jié)點(diǎn)中。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)3管理節(jié)點(diǎn)管理節(jié)點(diǎn)用于動(dòng)態(tài)地管理整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的所有者通過管理節(jié)點(diǎn)訪問無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的資源。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4.2.3特點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)1大規(guī)模為了獲取精確信息，在監(jiān)測區(qū)域通常部署大量傳感器節(jié)點(diǎn)，可能達(dá)到成千上萬，甚至更多。傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模性包括兩方面的含義：一方面是傳感器節(jié)點(diǎn)分布在很大的地理區(qū)域內(nèi)，如在原始大森林采用傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行森林防火和環(huán)境監(jiān)測，需要部署大量的傳感器節(jié)點(diǎn)；另一方面，傳感器節(jié)點(diǎn)部署很密集，在面積較小的空間內(nèi)，密集部署了大量的傳感器節(jié)點(diǎn)。2自組織在傳感器網(wǎng)絡(luò)使用過程中，部分傳感器節(jié)點(diǎn)由于能量耗盡或環(huán)境因素造成失效，也有一些節(jié)點(diǎn)為了彌補(bǔ)失效節(jié)點(diǎn)、增加監(jiān)測精度而補(bǔ)充到網(wǎng)絡(luò)中，這樣在傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)就動(dòng)態(tài)地增加或減少，從而使網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨之動(dòng)態(tài)地變化。傳感器網(wǎng)絡(luò)的自組織性要能夠適應(yīng)這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)3動(dòng)態(tài)性傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可能因?yàn)橄铝幸蛩囟淖儯?）環(huán)境因素或電能耗盡造成的傳感器節(jié)點(diǎn)故障或失效；環(huán)境條件變化可能造成無線通信鏈路帶寬變化，甚至?xí)r斷時(shí)通；傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器、感知對象和觀察者這三要素都可能具有移動(dòng)性；新節(jié)點(diǎn)的加入。這就要求傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要能夠適應(yīng)這種變化，具有動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)可重構(gòu)性。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4可靠性WSN特別適合部署在惡劣環(huán)境或人類不宜到達(dá)的區(qū)域，節(jié)點(diǎn)可能工作在露天環(huán)境中，遭受日曬、風(fēng)吹、雨淋，甚至遭到人或動(dòng)物的破壞。傳感器節(jié)點(diǎn)往往采用隨機(jī)部署，如通過飛機(jī)撒播或發(fā)射炮彈到指定區(qū)域進(jìn)行部署。這些都要求傳感器節(jié)點(diǎn)非常堅(jiān)固，不易損壞，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境條件。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)5以數(shù)據(jù)為中心傳感器網(wǎng)絡(luò)是任務(wù)型的網(wǎng)絡(luò)，脫離傳感器網(wǎng)絡(luò)談?wù)搨鞲衅鞴?jié)點(diǎn)沒有任何意義。傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)采用節(jié)點(diǎn)編號標(biāo)識，節(jié)點(diǎn)編號是否需要全網(wǎng)惟一取決于網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的設(shè)計(jì)。由于傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署，構(gòu)成的傳感器網(wǎng)絡(luò)與節(jié)點(diǎn)編號之間的關(guān)系是完全動(dòng)態(tài)的，表現(xiàn)為節(jié)點(diǎn)編號與節(jié)點(diǎn)位置沒有必然聯(lián)系。用戶使用傳感器網(wǎng)絡(luò)查詢事件時(shí)，直接將所關(guān)心的事件通告給網(wǎng)絡(luò)，而不是通告給某個(gè)確定編號的節(jié)點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4.2.4傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)1平面結(jié)構(gòu)平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中最簡單的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所有節(jié)點(diǎn)為對等結(jié)構(gòu)，具有完全一致的功能特性，也就是說每個(gè)節(jié)點(diǎn)均包含相同的MAC、路由、管理和安全等協(xié)議。所以又稱為對等式結(jié)構(gòu)。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，易維護(hù)，具有較好的健壯性，事實(shí)上就是一種Adhoc網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式。其缺點(diǎn)是：由于沒有中心管理節(jié)點(diǎn)，故采用自組織協(xié)同算法形成網(wǎng)絡(luò)，其組網(wǎng)算法比較復(fù)雜。單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)2分級結(jié)構(gòu)分級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(也叫層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu))是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一種擴(kuò)展拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)分為上層和下層兩個(gè)部分：上層為中心骨干節(jié)點(diǎn)；下層為一般傳感器節(jié)點(diǎn)。通常網(wǎng)絡(luò)可能存在一個(gè)或多個(gè)骨干節(jié)點(diǎn)，骨干節(jié)點(diǎn)之間或一般傳感器節(jié)點(diǎn)之間采用的是平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。具有匯聚功能的骨干節(jié)點(diǎn)和一般傳感器節(jié)點(diǎn)之間采用的是分級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)3混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)骨干節(jié)點(diǎn)之間及一般傳感器節(jié)點(diǎn)之間都采用平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而網(wǎng)絡(luò)骨干節(jié)點(diǎn)和一般傳感器節(jié)點(diǎn)之間采用分級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和分級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同的是一般傳感器節(jié)點(diǎn)之間可以直接通信，可不需要通過匯聚骨干節(jié)點(diǎn)來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)?；旌暇W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)4

Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是一種新型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，較前面的傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有一些結(jié)構(gòu)和技術(shù)上的不同。從結(jié)構(gòu)來看，Mesh網(wǎng)絡(luò)是規(guī)則分布的網(wǎng)絡(luò)，不同于完全連接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖所示。通常只允許和節(jié)點(diǎn)最近的鄰居通信Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)任務(wù)9：設(shè)計(jì)——智慧農(nóng)業(yè)智能大棚系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)單元4傳感器與無線傳感