《無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)》 課件 第1章續(xù)論

緒論《無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)》911歷史事件尋找拉登藏身之處應(yīng)用需求引發(fā)研究熱潮綜觀計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展史，應(yīng)用需求始終是推動(dòng)和左右全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步的動(dòng)力與源泉。第一章緒論一什么是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)二傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史三傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用情況四傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)教學(xué)目的：掌握傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本情況學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)本章重點(diǎn)：基本概念、應(yīng)用情況一、什么是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)有基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)移動(dòng)Adhoc網(wǎng)絡(luò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是大量的靜止或移動(dòng)的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，目的是協(xié)作地采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地域內(nèi)感知對(duì)象的監(jiān)測(cè)信息，并報(bào)告給用戶?！盁o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)”術(shù)語(yǔ)的標(biāo)準(zhǔn)定義傳感器技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)通信技術(shù)感官大腦神經(jīng)現(xiàn)代信息技術(shù)信息系統(tǒng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層能量分配移動(dòng)管理應(yīng)用優(yōu)化1.3.4無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信體系結(jié)構(gòu)圖1.4無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信體系結(jié)構(gòu)傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)物示例傳感器網(wǎng)絡(luò)的常用邏輯結(jié)構(gòu)圖傳感器1傳感器2傳感器N無(wú)線鏈路無(wú)線接口模塊…監(jiān)控主機(jī)二、傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史第一階段最早可以追溯二十世紀(jì)70年代越戰(zhàn)時(shí)期使用的傳統(tǒng)的傳感器系統(tǒng)。胡志明小道胡志明小道熱帶樹(shù)熱帶樹(shù)轟炸機(jī)傳感器僅產(chǎn)生探測(cè)數(shù)據(jù)流傳感器無(wú)計(jì)算能力

傳感器之間不能相互通信SensorsObject信號(hào)分析傳統(tǒng)感知方法的特征有線/無(wú)線連接第二階段感知能力＋計(jì)算能力＋通信能力1999年商業(yè)周刊將傳感器網(wǎng)絡(luò)列為二十一世紀(jì)最具影響的21項(xiàng)技術(shù)之一。二十世紀(jì)80年代至90年代之間第三階段

21世紀(jì)開(kāi)始至今2001911事件2002橡樹(shù)嶺實(shí)驗(yàn)室提出“網(wǎng)絡(luò)就是傳感器”。20032006美國(guó)《技術(shù)評(píng)論》雜志評(píng)出深遠(yuǎn)影響人類未來(lái)生活的十大新興技術(shù)，傳感器網(wǎng)絡(luò)列為第一。我國(guó)發(fā)布《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》。計(jì)算設(shè)備的演化歷史三、傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用情況（一）民事應(yīng)用蓋茨的家蓋茨通常安排訪客乘船橫渡華盛頓湖，從專屬碼頭登堂入室。訪客從一進(jìn)門開(kāi)始，就會(huì)領(lǐng)到一個(gè)內(nèi)建微晶片的胸針，可以預(yù)先設(shè)定你偏好的溫度、濕度、燈光、音樂(lè)、畫作等等條件；無(wú)論你走到哪里，內(nèi)建的感測(cè)器就會(huì)將這些資料傳送至WindowsNT系統(tǒng)的中央電腦，將環(huán)境調(diào)整到賓至如歸的境地?？蛷d--水族館鯨鯊--世界上最大的魚(yú)這體現(xiàn)出蓋茨的富不是單就有錢。還要提醒的是，鯨鯊不但稀有，瀕臨絕種，而且它也是世界上最古老的生物之一，它不是鯊魚(yú)，也不是鯨魚(yú)。那么龐大的體型，吃的確是海洋浮游生物

大鴨島海燕監(jiān)測(cè)無(wú)人干擾監(jiān)測(cè)鳥(niǎo)巢海燕大鴨島橋梁監(jiān)測(cè)健康監(jiān)測(cè)海洋監(jiān)測(cè)環(huán)境監(jiān)測(cè)電力高壓線高爾夫球場(chǎng)葡萄園道路交通智能停車場(chǎng)物流系統(tǒng)列車鐵軌高速公路系統(tǒng)韓國(guó)濟(jì)州島智能漁場(chǎng)北京大興區(qū)菊花基地克爾斯博公司浙江溫州的奶牛牧場(chǎng)沈陽(yáng)玫瑰園討論題

請(qǐng)大家思考和組織課堂討論：傳感器網(wǎng)絡(luò)還可以有哪些用途？？二零零八年五月十二日汶川地區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈地震（二）軍事應(yīng)用聯(lián)合國(guó)維和部隊(duì)伊拉克微型感應(yīng)傳感器網(wǎng)絡(luò)核武器和生化武器美軍未來(lái)戰(zhàn)斗系統(tǒng)的戰(zhàn)場(chǎng)警戒示意圖傳感器節(jié)點(diǎn)通行車輛密封形封裝罩節(jié)點(diǎn)封裝示例（一）特點(diǎn)：表面光滑可以滾動(dòng)自動(dòng)調(diào)整姿態(tài)位置萬(wàn)向節(jié)固定架設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)封裝示例（二）錐形罩特點(diǎn)：底基重量大自正位“懸垂鐘擺”式電路板飛機(jī)拋撒“狼群”地面?zhèn)鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)美軍共計(jì)完成23項(xiàng)傳感器網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)四、傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)通信能力有限節(jié)點(diǎn)通信覆蓋范圍只有幾十到幾百米關(guān)鍵之一如何在有限的通信能力條件下,完成探測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸？無(wú)線通信技術(shù)是第一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)！電源能量有限通常電池供電，工作環(huán)境惡劣，一次部署終生使用，更換電池困難關(guān)鍵之二如何節(jié)省電源、最大化網(wǎng)絡(luò)的使用壽命？低功耗設(shè)計(jì)問(wèn)題是第二項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)！計(jì)算能力有限節(jié)點(diǎn)體積小，處理器和存儲(chǔ)器性能有限，不允許進(jìn)行復(fù)雜算法的運(yùn)算關(guān)鍵之三嵌入式操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)是第三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)！自組織的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)傳感器網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有基站節(jié)點(diǎn)失效、新節(jié)點(diǎn)加入，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性，需要自動(dòng)愈合關(guān)鍵之四多跳自組織的網(wǎng)絡(luò)路由是第四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)！傳感器網(wǎng)絡(luò)是以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)用戶感興趣的是數(shù)據(jù)而不是網(wǎng)絡(luò)和傳感器硬件關(guān)鍵之五如何建立以數(shù)據(jù)為中心的傳感器網(wǎng)絡(luò)？傳感器網(wǎng)絡(luò)的第五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是數(shù)據(jù)融合方法！網(wǎng)絡(luò)攻擊無(wú)處不在傳感器節(jié)點(diǎn)的物理操縱傳感信息的竊聽(tīng)拒絕服務(wù)攻擊私有信息的泄露……關(guān)鍵之六安全性是傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題。如何保護(hù)機(jī)密數(shù)據(jù)和防御網(wǎng)絡(luò)攻擊是第六項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)！習(xí)題：[1]什么是無(wú)線傳