无线传感器网络体系结构及其应用

现在，无线传感器网络是商业和工业应用中最标准的服务，因为其在处理器，通信和嵌入式计算设备的低功耗使用中的技术开发。bob的是什么网站无线传感器网络架构采用节点构建，用于观察温度，湿度，压力，位置，振动，声音等周围环境。这些节点可用于各种实时应用程序，以执行智能检测等各种任务，发现邻居节点，数据处理和存储，数据收集，目标跟踪，监视器和控制，同步，节点本地化以及基站和节点之间的有效路由。目前，WSN开始于增强的步骤组织。期望在10到15年内，世界将通过互联网与主体向他们的WSNS保护世界的WSN。这可以作为互联网成为物理N / W来测量。这项技术对许多应用领域的无限潜力感到令人兴奋，如医疗，环境，运输，军事，娱乐，国土防御，危机管理以及智能空间。

什么是无线传感器网络？

无线传感器网络是无线网络的一种包括大量的循环，自行指导，分钟，低功耗的设备名为称为MOTES的传感器节点。这些网络肯定涵盖了大量的空间分布式，很少的电池操作的嵌入式设备，这些设备被联网到识别，处理和将数据传送到运营商，并且它控制了计算和处理的能力。节点是微小计算机，该计算机联合工作以形成网络。

传感器节点是多功能的节能无线设备。Motes在工业中的应用是普遍的。传感器节点的集合从周围环境中收集数据以实现特定的应用目标。Motebob的是什么网站s之间的通信可以使用收发器互相完成。在无线传感器网络中，电动机的数量可以是数百/甚至数千的数量。与传感器N / WS相比，ad hoc网络的节点较少，没有任何结构。

无线传感器网络架构

最常见的无线传感器网络架构遵循OSI架构模型。无线传感器网络的体系结构包括五层和三层交叉层。在传感器n/w中，我们需要五个层，即应用层、传输层、n/w层、数据链路层和物理层。三个跨平面分别是电源管理、移动性管理和任务管理。通过各层传感器网络来实现网络的n/w，使各传感器协同工作，从而提高网络的整体效率。请按照下面的链接无线传感器网络的类型和WSN拓扑

WSN架构的类型

WSN中使用的架构是传感器网络架构。这种架构适用于医院，学校，道路，建筑物等不同的地方，以及它在安全管理，灾害管理和危机管理等不同应用中使用。无线传感器中使用两种类型的架构包含以下内容的网络。有两种类型的无线传感器架构：分层网络架构和群集架构。这些如下所述。

• 分层网络架构
• 集群网络体系结构

分层网络架构

这种网络使用数百个传感器节点和一个基站。在这里，可以将网络节点排列成同心层。它包括五个层和三个交叉层，其中包括以下内容。

架构中的五层是：

• 应用程序层
• 传输层
• 网络层
• 数据链路层
• 物理层

三个交叉层包括以下内容：

• 电源管理平面
• 移动性管理平面
• 任务管理平面

这三层交叉层主要用于控制网络和使传感器合而为一，以提高网络的整体效率。下面对上述五层无线传感器网络进行讨论。

应用程序层

应用层对交通管理负责，并为许多应用程序提供软件，以清除形式转换数据以找到正面信息。传感器网络在不同领域的许多应用中排列，诸如农业，军事，环境，医疗等的不同领域

传输层

传输层的功能是提供避免拥塞和可靠性，而许多旨在提供此功能的协议在上游是实用的。这些协议使用不同的机制来识别损失和恢复损失。当一个系统计划与其他网络联系时，传输层正是需要的。

提供可靠的丢失恢复更节能，这是TCP不适合WSN的主要原因之一。一般来说，传输层可以分为包驱动层和事件驱动层。在传输层中有一些流行的协议，即STCP (Sensor Transmission Control Protocol)， PORT (Price-Oriented Reliable transport Protocol)和PSFQ (pump slow fetch quick)。

网络层

网络层的主要功能是路由，它有很多基于应用的任务，但实际上，主要的任务是在节能，部分内存，缓冲区和传感器没有一个通用的ID，必须自组织。

路由协议的简单思想是根据一种令人信服的称为度量的尺度来解释可靠的车道和冗余车道，度量因协议而异。对于这一网络层，现有的协议有很多，它们可以被分离为几个;平面路由和层次路由可以分为时间驱动、查询驱动和事件驱动。

数据链路层

数据链路层对复用数据帧检测，数据流，MAC和错误控制，确认点点（或）点多点的可靠性。

物理层

物理层为在物理介质之上传输比特流提供了一个边缘。这一层负责频率的选择，载波频率的产生，信号检测，调制和数据加密。IEEE 802.15.4被建议作为典型的低速率特定区域和无线传感器网络具有低成本，功耗，密度，通信范围，以提高电池寿命。bob的是什么网站CSMA/CA用于支持星型和点对点拓扑。IEEE 802.15.4.V有几个版本。

在WSN中使用这种架构的主要好处是每个节点都简单地涉及到相邻节点的低功率传输，因为与其他类型的传感器网络架构相比，由于哪种电力利用率低。这种网络是可扩展的，并且包括高容错的容错。

集群网络体系结构

在这种架构中，单独的传感器节点在称为群集的组中添加到依赖于“Leach协议”，因为它使用群集。术语“leach协议”代表“低能量自适应聚类层次结构”。本协议的主要属性主要包括以下内容。

• 这是一个双层层次结构群集体系结构。
• 这种分布式算法用于将传感器节点分组，称为集群。
• 在单独形成的每个群集中，群集的头部节点将创建TDMA（时分多址）计划。
• 它采用了数据融合的概念，使网络的能源效率更高。

由于数据融合的特性，这种网络结构得到了广泛的应用。在每个集群中，每个节点都可以通过集群头进行交互以获取数据。所有集群将向基站共享它们收集的数据。集群的形成及其在每个集群中的头部选择是一种独立自主的分布式方法。

无线传感器网络架构的设计问题

无线传感器网络架构的设计问题主要包括以下内容。

• 能源消耗
• 本土化
• 覆盖范围
• 时钟
• 计算
• 生产成本
• 硬件的设计
• 的服务质量

能源消耗

在WSN中，功耗是主要问题之一。作为能源，通过用传感器节点配备电池。传感器网络布置在危险情况下，因此可以变得复杂，以改变否则的再充电电池。能量消耗主要取决于传感器节点的操作，如通信，传感和数据处理。bob的是什么网站在整个沟通过程中，能量bob的是什么网站消耗非常高。因此，通过使用有效的路由协议，可以在每个层避免能量消耗。

本土化

对于网络的操作，基本和关键问题是传感器本地化。因此，传感器节点以ad-hoc方式排列，因此它们不了解它们的位置。一旦被安排确定传感器的物理位置的难度被称为本地化。这种难度可以通过GPS，信标节点，基于接近度的定位来解决。

覆盖范围

无线传感器网络中的传感器节点利用覆盖算法来检测数据，以及将它们传输到通过路由算法沉入。要覆盖整个网络，应选择传感器节点。建议使用比较最高和最高的曝光路径算法以及覆盖设计协议的有效方法。

时钟

在WSN中，时钟同步是一个严肃的服务。此同步的主要功能是为传感器网络内的本地时钟的节点提供普通时间尺度。这些时钟必须在某些应用程序中同步，如监视以及跟踪。

计算

计算可以定义为通过每个节点继续的数据之和。计算的主要问题是它必须减少资源的利用。如果基站的寿命较危险，则在向基站发送数据之前，每个节点都要完成数据处理。在每个节点上，如果我们有一些资源，那么整个计算都应该在接收器上完成。

生产成本

在传感器网络中，大量的传感器节点被布置。所以如果单节点价格很高，那么整个网络的价格也会很高。最终，每个传感器节点的价格必须保持更低。因此，无线传感器网络中每个传感器节点的价格是一个要求很高的问题。

硬件设计

在设计任何传感器网络的硬件时，如电源控制，微控制器和通信单元必须是节能的。bob的是什么网站它的设计可以以这样一种方式来实现，它使用低能量。

的服务质量

服务质量或QoS只不过，数据必须及时分发。因为基于某些实时传感器的应用程序主要取决于时间。因此，如果数据未按时间分发到接收器，则数据将无用。在WSN中，存在不同类型的QoS问题，如网络拓扑，可以频繁地修改，以及用于路由的信息的可访问状态可能是不精确的。

无线传感器网络的结构

WSN的结构主要包括用于无线电通信网络的各种拓扑，如星形，网格和混合星。bob的是什么网站下面简要讨论这些拓扑。

星形网络

星型网络bob的是什么网站之类的通信拓扑结构用于只有基站才能向远程节点发送或接收消息的地方。有一些可用的节点不允许相互传输消息。该网络的优点主要包括简单性，能够将远程节点的电力利用率保持在最低水平。

它还让您在基站之间的延迟和bob的是什么网站远程节点之间的延迟通信。该网络的主要缺点是基站应在所有单独节点的无线电范围内。它与其他网络不稳定，因为它取决于单个节点来处理网络。

网状网络

这种网络允许从一个节点传输数据在无线电传输范围内的网络内。如果节点需要向另一个节点发送消息并且是超出无线电通信范围的话，则它可以利用类似中间的节点来向首选节点发送消息。bob的是什么网站

网状网络的主要好处是可伸缩性以及冗余。当单个节点停止工作时，远程节点可以转换到范围内的任何其他类型的节点，然后将消息转发到首选位置。此外，网络范围不会自动限制通过单个节点之间的范围;它可以简单地扩展到系统中的许多节点。

这种网络的主要缺点是执行像多跳的通信的网络节点的电力利用通常高于其他节点，这些节点通常会经常限制电池的寿命。bob的是什么网站此外，当通信跳数朝向目的地增加时，发送消息所需的时间也将增bob的是什么网站加，特别是如果节点的低功率过程是必要的。

混合星型网状网络

两个网络中的混合动力器，如星形和网格，提供了强大而灵活的通信网络，同时将无线传感器节点的功耗保持为最小。bob的是什么网站在这种网络拓扑中，不允许使用较少功率的传感器节点发送消息。
这允许维护最少的电力利用。

但是，通过允许其他网络节点将消息从一个节点传输到另一个节点，允许其他网络节点具有多跳能力。通常具有多跳能力的节点功率较大，经常插在干线上。这是通过即将到来的名为ZigBee的标准网状网络实现的拓扑。

无线传感器节点的结构

用于制造无线传感器节点的组件是不同的单位，如感测，处理，收发器和电源。它还包括附加组件，其依赖于像发电机，位置查找系统和动员器等应用程序。通常，感测单元包括两个亚基即ADC以及传感器。这里传感器产生可以在ADC的帮助下改变为数字信号的模拟信号，之后它将其发送到处理单元。

通常，该单元可以通过一个微小的存储单元关联起来处理动作，使传感器节点与其他节点协同工作，以实现分配的感知任务。传感器节点可以通过收发器单元连接到网络中。在传感器节点中，传感器节点是必不可少的组件之一。动力单元是通过太阳能电池等能量回收单元来支持的，而其他的子单元则取决于应用程序。

上面显示了无线传感节点功能框图。这些模块提供了一个多功能平台，可处理广泛应用的要求。例如，基于要安排的传感器，可以进行替换信号调节块。这允许使用不同的传感器以及无线传感节点。同样，可以为指定的应用程序交换无线电链路。

无线传感器网络的特点

WSN的特点包括以下几点。

• 使用电池的节点的功耗限制
• 处理节点故障的能力
• 节点的一些移动性和节点的异质性
• 大规模分配的可扩展性
• 具备确保严格环境条件的能力
• 使用简单
• 跨层设计

无线传感器网络的优点

WSN的优点包括以下内容

• 网络安排可以在没有固定基础设施的情况下进行。
• 适用于山脉，海洋，农村地区和深林等不可抵达的地方。
• 如果需要额外的工作站，则灵活。
• 执行定价是便宜的。
• 它避免了大量布线。
• 它可以随时为新设备提供住宿。
• 可采用集中监控方式开启。

无线传感器网络应用

无线传感器网络可包括许多不同类型的传感器，如低采样速率，地震，磁，热，视觉，红外线，雷达和声学，巧妙地监测各种环境情况。传感器节点用于恒定感测，事件ID，事件检测和局部控制的致动器。无线传感器网络的应用主要包括健康，军事，环境，家庭和其他商业区。

• 军事应用
• 健康应用
• 环境应用
• 国内的应用程序
• 商业应用
• 区域监测
• 保健监测
• 环境/地球感觉
• 空气污染监测
• 森林火灾探测
• 滑坡检测
• 水质监测
• 工业监控

因此，这是关于什么是无线传感器网络，无线传感器网络架构，特性和应用。我们希望您对这一概念更好地了解。此外，任何疑问或了解无线传感器网络项目构想，请在下面的评论区提出宝贵意见。我有个问题要问你有哪些不同类型的无线传感器网络?