無線傳感網(wǎng)絡(luò)課件001緒論

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1、無線傳感網(wǎng)絡(luò)–緒論課程-01作者：利海沃周數(shù)安排2總體介紹與物理層講解3MAC層協(xié)議4拓?fù)淇刂萍夹g(shù)5路由協(xié)議6時間同步、定位技術(shù)、覆蓋7以Zigbee為例講解18以Zigbee為例講解29WSN操作系統(tǒng)與硬件平臺介紹10一周的準(zhǔn)備演講11由同學(xué)來上臺演講(主題待定)12由同學(xué)來上臺演講(主題待定)13實驗114實驗215實驗3課程安排ZigbeeAd-hoc無線傳感網(wǎng)絡(luò)RFID泛在網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)蜂窩網(wǎng)理清思緒所有移動站點都處于平等地位無中心站，所有站點間可直接通信無需中繼所有站點共享同一信道，競爭同

2、一信道不便于采用定向天線用戶增加時，沖突厲害適合用戶少且范圍小的組網(wǎng)ABCDE頻率f無中心－對等結(jié)構(gòu)（Ad-hoc）臨時會議/緊急情況科學(xué)考察/探險/軍事戰(zhàn)場接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商所需的時間和成本現(xiàn)有服務(wù)和架構(gòu)的性能或者能力遠(yuǎn)離網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施而希望保持與網(wǎng)絡(luò)的連接無網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施可用不想使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施范圍外自組織網(wǎng)絡(luò)自組織網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求Ad-hoc與WSN的異同項目WSNAd-hoc網(wǎng)絡(luò)功能以獲取感知信息為主要目的的信息采集網(wǎng)絡(luò)解決人與人、設(shè)備與設(shè)備之間信息傳輸節(jié)點能力小型化、低成本、低功耗，處理能力

3、低，通信速率與通信距離有限處理與存儲能力、通信能力、可靠性相對強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)形態(tài)大規(guī)模、密度高小型網(wǎng)絡(luò)，密度高后沖突增大拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一到多、多到一（節(jié)點到用戶，節(jié)點間一般不存在通信）任意的點到點業(yè)務(wù)特征由用戶發(fā)起查詢或節(jié)點檢測到異?；蛑芷趫蟾?，業(yè)務(wù)量低傳輸話音、數(shù)據(jù)、視頻等業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)量高關(guān)注問題以數(shù)據(jù)為中心，電池供電，能量有限，所以限制其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議算法設(shè)計強(qiáng)調(diào)簡單、高效以通信為目的，與能量無關(guān)，以網(wǎng)絡(luò)容量、QoS、業(yè)務(wù)傳輸?shù)挠行詾橹飨嗤c不依托任何網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的情況下展開工作；都可以依靠節(jié)點之間的自組織行為協(xié)

4、調(diào)對信道資源的使用以及在網(wǎng)路拓?fù)鋭討B(tài)變化的情況下實現(xiàn)多跳路由轉(zhuǎn)發(fā)等功能。RFID是RadioFrequencyIdentification的縮寫，即射頻識別，俗稱電子標(biāo)簽。RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID簡介RFID系統(tǒng)有三個主要的組成組件，分別是：標(biāo)簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體

5、上標(biāo)識目標(biāo)對象；閱讀器(Reader)：讀取(有時還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計為手持式或固定式；天線(Antenna)：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號。RFID的組成組件1.條形碼2.磁卡3.IC卡4.RFID卡現(xiàn)有四種識別技術(shù)條碼和磁卡的成本較低，但是都容易磨損，且數(shù)據(jù)量很??；接觸式IC卡的價格稍高，數(shù)據(jù)存儲量較大，安全性好，但是也容易磨損，壽命短。與條碼、磁卡、接觸式IC卡相比，RFID標(biāo)簽實現(xiàn)了免接觸操作，具有應(yīng)用便利，無機(jī)械磨損，壽命長，無需可見光源，穿透性好，抗污染能力和耐久性強(qiáng)等特點

6、。并且，RFID標(biāo)簽可以在惡劣環(huán)境下工作，讀取距離遠(yuǎn)，支持寫入數(shù)據(jù)，可重復(fù)使用，并使用了防沖撞技術(shù)，能夠識別高速運動物體,并可同時識別多個射頻卡。信息載體信息量讀/寫性讀取方式保密性智能化抗干擾能力壽命成本條碼紙、塑料薄膜、金屬表面小只讀CCD或激光束掃描差無差較短最低磁卡磁性物質(zhì)一般讀/寫電磁轉(zhuǎn)換一般無較差短低IC卡EEPROM大讀/寫電擦除、寫入最好有好長較高RFID卡EEPROM大讀/寫無線通信最好有很好最長較高四種識別技術(shù)的比較頻率低頻高頻超短頻微波125KHz13.56MHz433MHz8

7、60~960MHz2.4GHz識別距離<60cm~60cm50~100m~3.5m~5m(P)~100m(A)~1m以內(nèi)（P）～50M（A）一般特性-比較高價-幾乎沒有環(huán)境變化引起的性能下降-比低頻低廉-適合短距離識別和適合多重標(biāo)簽識別的應(yīng)用領(lǐng)域-長距離識別-實時跟蹤、對集裝箱內(nèi)部濕度、沖擊等環(huán)境敏感-先進(jìn)的IC技術(shù)使最低廉的生產(chǎn)成為可能-多重標(biāo)簽識別距離和性能最突出-特性與900M頻帶類似-受環(huán)境的影響最多運行方式無源型無源型無源型有源型/無源型有源型/無源型識別速度低速?------------

8、-----------------------------?高速環(huán)境影響遲鈍?-----------------------------------------?敏感標(biāo)簽大小大型?-----------------------------------------?小型RFID全球使用頻率RFID與無線傳感的結(jié)合ZigBee是一種新興的短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本、低復(fù)雜度的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。ZigBee采取了IEEE802.15.4強(qiáng)有力的無線物理層所規(guī)定的全部優(yōu)點