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(shí)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(tái)介紹10一周的準(zhǔn)備演講11由同學(xué)來上臺(tái)演講(主題待定)12由同學(xué)來上臺(tái)演講(主題待定)13實(shí)驗(yàn)114實(shí)驗(yàn)215實(shí)驗(yàn)3課程安排理清思緒所有移動(dòng)站點(diǎn)都處于平等地位無中心站，所有站點(diǎn)間可直接通信無需中繼所有站點(diǎn)共享同一信道，競(jìng)爭(zhēng)同一信道不便于采用定向天線用戶增加時(shí)，沖突厲害適合用戶少且范圍小的組網(wǎng)ABCDE頻率f無中心－

2、對(duì)等結(jié)構(gòu)（Ad-hoc）臨時(shí)會(huì)議/緊急情況科學(xué)考察/探險(xiǎn)/軍事戰(zhàn)場(chǎng)接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商所需的時(shí)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(xiàng)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(diǎn)能力小型化、低成本、低功耗，處理能力低，通信速率與通信距離有限處理與存儲(chǔ)能力、通信能力、可靠性相對(duì)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

3、撲結(jié)構(gòu)一到多、多到一（節(jié)點(diǎn)到用戶，節(jié)點(diǎn)間一般不存在通信）任意的點(diǎn)到點(diǎn)業(yè)務(wù)特征由用戶發(fā)起查詢或節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到異常或周期報(bào)告，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(jì)強(qiáng)調(diào)簡(jiǎn)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(diǎn)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(diǎn)之間的自組織行為協(xié)調(diào)對(duì)信道資源的使用以及在網(wǎng)路拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化的情況下實(shí)現(xiàn)多跳路由轉(zhuǎn)發(fā)等功能。RFID是RadioFrequencyIdentification的

4、縮寫，即射頻識(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽。RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)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(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便.RFID簡(jiǎn)介RFID系統(tǒng)有三個(gè)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(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象；閱讀器(Reader)：讀取(有時(shí)還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)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(hào)。RFID

5、的組成組件1.條形碼2.磁卡3.IC卡4.RFID卡現(xiàn)有四種識(shí)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?。唤佑|式IC卡的價(jià)格稍高，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)了免接觸操作，具有應(yīng)用便利，無機(jī)械磨損，壽命長(zhǎng)，無需可見光源，穿透性好，抗污染能力和耐久性強(qiáng)等特點(diǎn)。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(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體,并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)射頻卡。信息載體信息量讀/寫性讀取方式保密性智能化

6、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(zhǎng)較高RFID卡EEPROM大讀/寫無線通信最好有很好最長(zhǎng)較高四種識(shí)別技術(shù)的比較頻率低頻高頻超短頻微波125KHz13.56MHz433MHz860~960MHz2.4GHz識(shí)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(jià)-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

7、離識(shí)別和適合多重標(biāo)簽識(shí)別的應(yīng)用領(lǐng)域-長(zhǎng)距離識(shí)別-實(shí)時(shí)跟蹤、對(duì)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(shí)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(yùn)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(shí)別速度低速?-----------------------------------------?高速環(huán)境影響遲鈍?-----------------------------------------?敏感標(biāo)簽大小大型?----------------------------

8、-------------?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?jī)?yōu)點(diǎn)：省電、簡(jiǎn)單、成本低的規(guī)格；ZigBee增加了邏輯網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全和應(yīng)