概覽 無線通信技術(shù)得益于其自由靈活、分布式能力、及低成本等優(yōu)勢，其應(yīng)用無處不在。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSNs）逐漸成為下一波無線技術(shù)，支持在大面積的實(shí)體系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)分布式測量。通過WSNs，您可以更高效地分析從雨林、河流三角洲到橋梁、建筑的健康及安全。WSN由空間分布的測量設(shè)備組成，通過傳感器來監(jiān)測物理及環(huán)境條件。除了眾多無線測量節(jié)點(diǎn)，WSN系統(tǒng)還包括網(wǎng)關(guān)，用于收集數(shù)據(jù)并提供與PC或嵌入式控制器主機(jī)應(yīng)用程序的連接。 為了有效使用這項(xiàng)潛力巨大的技術(shù)，首先必須克服相關(guān)問題所帶來的挑戰(zhàn)，如配置及管理數(shù)據(jù)采集、有效分析采集數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)用于進(jìn)一步分析、將數(shù)據(jù)顯示于用戶端的有效方法。工程師和科學(xué)家在過去20年內(nèi)通過NILabVIEW應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，LabVIEW是一款圖形化編程環(huán)境，用于采集、分析、顯示數(shù)據(jù)。多年來，LabVIEW還添加了實(shí)時系統(tǒng)編程，現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）、ARM微處理器等能力?，F(xiàn)在，通過LabVIEW無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）模塊先鋒，用戶可以使用LabVIEW直觀的圖形化編程方法來編程N(yùn)IWSN節(jié)點(diǎn)。最終獲得的嵌入式軟件能幫助用戶延長電池壽命，實(shí)現(xiàn)自定義分析，并通過嵌入式?jīng)Q策縮短響應(yīng)時間。 目錄 使用圖形化編程快速開發(fā)的優(yōu)勢 延長電池壽命 實(shí)現(xiàn)自定義分析 通過嵌入式?jīng)Q策縮短響應(yīng)時間 降低成本并提高性能 使用圖形化編程快速開發(fā)的優(yōu)勢 對無線傳感器節(jié)點(diǎn)編程傳統(tǒng)上是需要具有嵌入式系統(tǒng)的知識，還要能夠理解供應(yīng)商所選用的特定的基于文本的編程語言。通過LabVIEWWSNPioneer，您可使用相同的已成為工業(yè)開發(fā)采集、處理數(shù)據(jù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的圖形化編程方法來向NI無線傳感器節(jié)點(diǎn)添加智能

意法半導(dǎo)體與Nanotron科技有限公司簽署一項(xiàng)最終的非排他性合作協(xié)議，雙方將為實(shí)時定位系統(tǒng)(RTLS)市場合作開發(fā)成套的解決方案。這些解決方案具有可靠的通信、精確的測程和高精度定位等特性，以新出現(xiàn)的低數(shù)據(jù)傳輸速率網(wǎng)絡(luò)為平臺，符合最近開始的制定一個低數(shù)據(jù)速率無線個人局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(IEEE 802.15.4a)的提案要求。Nanotron為該項(xiàng)目帶來了該公司利用“線性調(diào)頻頻譜”無線軟硬件設(shè)計、制造射頻系統(tǒng)的專業(yè)知識和知識產(chǎn)權(quán)；ST為該項(xiàng)目帶來了世界領(lǐng)先的半導(dǎo)體技術(shù)設(shè)計開發(fā)能力，以及該公司全球的制造資源及市場資源。開發(fā)任務(wù)包括合作為下一代定位解決方案的整體發(fā)展規(guī)劃開發(fā)組件和參考設(shè)計，下一代定位解決方案包括軟硬件和開發(fā)工具，主要用于工業(yè)和有源電子標(biāo)簽(RFID)資產(chǎn)跟蹤市場。雙方合作開發(fā)的第一款線性調(diào)頻產(chǎn)品擬定于2007年年初上市，屆時客戶將能夠從ST和Nanotron購買這些完全兼容的產(chǎn)品，以滿足他們對高精度定位跟蹤產(chǎn)品的需求?？紤]到有源RFID資產(chǎn)跟蹤應(yīng)用市場的快速增長，并正在向?qū)崟r定位系統(tǒng)（RTLS）發(fā)展的趨勢，客戶在尋找能夠?qū)崿F(xiàn)高可靠性的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)，以改進(jìn)現(xiàn)有的和未來網(wǎng)絡(luò)的性能。富有創(chuàng)新精神的設(shè)計開發(fā)團(tuán)隊(duì)，結(jié)合ST先進(jìn)的芯片技術(shù)和Nanotron的系統(tǒng)知識，將會使合作開發(fā)的產(chǎn)品更加完美，使兩家公司能夠超前滿足射頻低數(shù)據(jù)速率工業(yè)的技術(shù)需求?！?線性調(diào)頻技術(shù)源于自然界，海豚傳送信息、蝙蝠測距都使用這項(xiàng)技術(shù)。Nanotron將這項(xiàng)源自通信測距的雷達(dá)技術(shù)的概念變成了現(xiàn)實(shí)。 此外，Nanotron展示了線性調(diào)頻信號的低偵測機(jī)率(LPD)和低截收機(jī)率(LPI)的特性，”Nano

ABI Research的報告，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)市場目前處于發(fā)展的初期階段，從2007年開始應(yīng)該逐漸展現(xiàn)其真正的潛力。許多WSN系統(tǒng)芯片被封裝在模塊之中，這些模塊可能含有額外的電路、堆疊網(wǎng)絡(luò)層軟件和天線。OEM可以利用這些器件使其產(chǎn)品支持WSN，而不必對射頻工程了解太多，也不需要進(jìn)行廣泛的測試。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的許多器件使用的正是符合IEEE 802.15.4物理射頻標(biāo)準(zhǔn)的芯片，包括ZIGBEE協(xié)議，以及類似的、與之構(gòu)成競爭的Zensys公司的Z-Wave和SmartLabs公司的Insteon，這三種技術(shù)都爭相打入住宅無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，爭奪對家庭自動化市場的控制權(quán)。 620)this.style.width=620;" border=0> 未來ZigBee解決方案將是整合度更高的單芯片方案。 家庭自動化是一個新興市場，非常適合ZigBee應(yīng)用?！凹彝プ詣踊且粋€熱門話題，人們希望有一種通用監(jiān)控解決方案，ZigBee技術(shù)可能是最佳選擇，ZigBee標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)定義了針對照明設(shè)備和電器的協(xié)議，供開發(fā)者生產(chǎn)產(chǎn)品和解決方案。該市場規(guī)模巨大，可能包括萬能遙控器制造商，以及燈和傳感器等終端產(chǎn)品的制造商?！? 飛思卡爾半導(dǎo)體無線及移動系統(tǒng)部市場經(jīng)理鄺景亮接受采訪時說。此外，我們還將看到上千個新的應(yīng)用機(jī)會，在應(yīng)用不斷擴(kuò)大的同時，市場也對于ZigBee技術(shù)提出了更高的要求，包括更緊湊的SoC綜合方案、更容易的開發(fā)環(huán)境、超過500個節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)支持、提升到20年以上的超長電池壽命以及安全因素等。ZigBee兼容的產(chǎn)品能在全球各地運(yùn)行在無需授權(quán)的頻帶，包括2.4GHZ(全球)、9

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)由一些獨(dú)立、完全嵌入式操作的小體積低功耗節(jié)點(diǎn)組成，這些節(jié)點(diǎn)能夠檢測來自目標(biāo)環(huán)境的數(shù)據(jù)或控制目標(biāo)環(huán)境，并且相互間通過無線方式通信。檢測和控制是通過互連著的傳感器和激勵器完成的，而這些傳感器和激勵器或通過遠(yuǎn)程、或通過嵌入式應(yīng)用程序進(jìn)行管理。這些節(jié)點(diǎn)的數(shù)量從十幾個到數(shù)千個不等，一個典型系統(tǒng)由數(shù)百個分布于整座大樓或室外空間的節(jié)點(diǎn)組成。 許多無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用私有標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)無線組網(wǎng)，但最近的趨勢是逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化的低功耗無線通信發(fā)展?；谥?02.15.4規(guī)范的ZigBee就是一種用于無線檢測和控制的標(biāo)準(zhǔn)。雖然802.15.4文檔僅描述了協(xié)議的PHY和MAC層，但基于802.15.4構(gòu)建的ZigBee還提供網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層規(guī)范。 ZigBee具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括可以實(shí)現(xiàn)多跳路由和數(shù)據(jù)發(fā)送的網(wǎng)格協(xié)議、安全規(guī)范和針對應(yīng)用層互操作性的整套參數(shù)設(shè)置?？傊?，ZigBee向嵌入式應(yīng)用開發(fā)人員提供了管理網(wǎng)絡(luò)以及連接其它節(jié)點(diǎn)的更高抽象層次。 雖然本文主要討論的是ZigBee，但其中許多觀點(diǎn)和結(jié)論同樣也適用于采用802.15.4 MAC和PHY的其它標(biāo)準(zhǔn)。為了避免出現(xiàn)混亂，后文假設(shè)我們的目標(biāo)設(shè)計涉及的是使用網(wǎng)格路由協(xié)議、802.15.4兼容調(diào)制方案和介質(zhì)訪問協(xié)議的多跳網(wǎng)絡(luò)。本文還假設(shè)讀者對ZigBee和802.15.4規(guī)范已有基本了解。 網(wǎng)絡(luò)組織和規(guī)模 網(wǎng)絡(luò)組織和規(guī)模也許是最重要的設(shè)計選項(xiàng)，它往往對接下來的設(shè)計過程起著告知和指導(dǎo)作用。它還有約束作用，因?yàn)榇笮途W(wǎng)絡(luò)通常更難設(shè)計和維護(hù)。幸運(yùn)的是，如今已經(jīng)有方法能輕松實(shí)現(xiàn)和維護(hù)非常大的網(wǎng)絡(luò)。 目前最先進(jìn)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)規(guī)模在300

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)由一些獨(dú)立、完全嵌入式操作的小體積低功耗節(jié)點(diǎn)組成，這些節(jié)點(diǎn)能夠檢測來自目標(biāo)環(huán)境的數(shù)據(jù)或控制目標(biāo)環(huán)境，并且相互間通過無線方式通信。檢測和控制是通過互連著的傳感器和激勵器完成的，而這些傳感器和激勵器或通過遠(yuǎn)程、或通過嵌入式應(yīng)用程序進(jìn)行管理。這些節(jié)點(diǎn)的數(shù)量從十幾個到數(shù)千個不等，一個典型系統(tǒng)由數(shù)百個分布于整座大樓或室外空間的節(jié)點(diǎn)組成。 許多無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用私有標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)無線組網(wǎng)，但最近的趨勢是逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化的低功耗無線通信發(fā)展。基于著名的802.15.4規(guī)范的ZigBee就是一種用于無線檢測和控制的標(biāo)準(zhǔn)。雖然802.15.4文檔僅描述了協(xié)議的PHY和MAC層，但基于802.15.4構(gòu)建的ZigBee還提供網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層規(guī)范。 ZigBee具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括可以實(shí)現(xiàn)多跳路由和數(shù)據(jù)發(fā)送的網(wǎng)格協(xié)議、安全規(guī)范和針對應(yīng)用層互操作性的整套參數(shù)設(shè)置?？傊?，ZigBee向嵌入式應(yīng)用開發(fā)人員提供了管理網(wǎng)絡(luò)以及連接其它節(jié)點(diǎn)的更高抽象層次。 雖然本文主要討論的是ZigBee，但其中許多觀點(diǎn)和結(jié)論同樣也適用于采用802.15.4 MAC和PHY的其它標(biāo)準(zhǔn)。為了避免出現(xiàn)混亂，后文假設(shè)我們的目標(biāo)設(shè)計涉及的是使用網(wǎng)格路由協(xié)議、802.15.4兼容調(diào)制方案和介質(zhì)訪問協(xié)議的多跳網(wǎng)絡(luò)。本文還假設(shè)讀者對ZigBee和802.15.4規(guī)范已有基本了解。 網(wǎng)絡(luò)組織和規(guī)模 網(wǎng)絡(luò)組織和規(guī)模也許是最重要的設(shè)計選項(xiàng)，它往往對接下來的設(shè)計過程起著告知和指導(dǎo)作用。它還有約束作用，因?yàn)榇笮途W(wǎng)絡(luò)通常更難設(shè)計和維護(hù)。幸運(yùn)的是，如今已經(jīng)有方法能輕松實(shí)現(xiàn)和維護(hù)非常大的網(wǎng)絡(luò)。 目前最先進(jìn)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)規(guī)模在300到

本文介紹了ZigBee的協(xié)議框架、各層的功能及ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的組成，闡述了基于Ember公司EM250片上系統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)解決方案，對系統(tǒng)的硬軟件組成及設(shè)計進(jìn)行了仔細(xì)的說明。 ZigBee協(xié)議框架 ZigBee協(xié)議是一種低成本、低功耗、低速率嵌入式設(shè)備互相間及與外界網(wǎng)絡(luò)通信的組網(wǎng)解決方案，它是ZigBee聯(lián)盟基于IEEE 802.15.4技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)物理層和媒體訪問控制層（MAC層）協(xié)議對網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和API進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化而制定的無線局域網(wǎng)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如圖1所示 ZigBee協(xié)議物理層和媒體訪問控制層采用了IEEE 802.15.4 2003協(xié)議規(guī)范物理層無線頻段為全世界通用的。2.4GHz、歐洲適用的868MHz、美國適用的915MHz，使用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，提供27個信道，20Kb/s、40Kb/s、250Kb/s三種數(shù)據(jù)速率用于數(shù)據(jù)收發(fā)物理層功能包括了激活和休眠射頻收發(fā)器、信道能量檢測、信道接收數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量指示、空閑信道估、收發(fā)數(shù)據(jù)等。 圖1 ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu) ZigBee的MAC層負(fù)責(zé)設(shè)備間無線數(shù)據(jù)鏈路的建立、維護(hù)和結(jié)束，確認(rèn)模式的數(shù)據(jù)傳送和接收，采用載波偵聽多址/沖突避免接入方式，數(shù)據(jù)包的最大長度為127字節(jié)，每個數(shù)據(jù)包均由頭字節(jié)和16位CRC校驗(yàn)值組成。 網(wǎng)絡(luò)層為ZigBee協(xié)議棧的核心部分，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)接入或離開網(wǎng)絡(luò)、路由查找及傳送數(shù)據(jù)等功能，支持星形、樹形、網(wǎng)絡(luò)三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)根據(jù)具體的ZigBee應(yīng)用來選擇節(jié)點(diǎn)按功能分為全功能設(shè)備(FFD)、簡化功能設(shè)備(RFD)、協(xié)調(diào)器(ZCRD)和路由器，

摘要 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常采用電池供電，放置在沒有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的地方，節(jié)點(diǎn)的通信能力十分有限。這就要求傳感器節(jié)點(diǎn)具有自組織的能力，自動形成轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)的多跳無線網(wǎng)絡(luò)。本文提出一種簡單、易實(shí)現(xiàn)的自組織協(xié)議，選用MSP430F149單片機(jī)設(shè)計微型傳感器節(jié)點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)了一種低功耗無線網(wǎng)絡(luò)。 關(guān)鍵詞 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 自組織協(xié)議 低功耗 引言 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有非常廣闊的應(yīng)用前景[1]。文獻(xiàn)[2]給出一種傳統(tǒng)的洪泛算法（Flooding），也是最早、最簡單的路由協(xié)議。節(jié)點(diǎn)以廣播的形式發(fā)送消息，接收到消息的節(jié)點(diǎn)再以廣播形式轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包給所有的鄰節(jié)點(diǎn)，這個過程重復(fù)執(zhí)行，直到數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地或者達(dá)到預(yù)先設(shè)定的最大跳數(shù)。文獻(xiàn) [3]提出了最具代表性的層次型自組織算法（LEACH，Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)。LEACH是MIT的Heinzelman等人為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的低功耗自適應(yīng)聚類路由算法，主要通過隨機(jī)選擇聚類首領(lǐng)、平均分?jǐn)傊欣^通信業(yè)務(wù)來實(shí)現(xiàn)。文獻(xiàn)[4]給出以數(shù)據(jù)為中心的自組織算法SPIN（Sensor Protocols for Information Via Negotiation）。它的主要思想是通過高層的描述方式——元數(shù)據(jù)來命名傳感數(shù)據(jù)。在發(fā)送真實(shí)的數(shù)據(jù)之前，傳感器節(jié)點(diǎn)廣播采集數(shù)據(jù)的描述信息元數(shù)據(jù)，當(dāng)有相應(yīng)的請求時，才有目的地發(fā)送數(shù)據(jù)信息。這些研究均在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自組織算法上取得進(jìn)展，但是，F(xiàn)looding存在消息“內(nèi)爆”和“重疊” 的缺陷；LEACH的動態(tài)分簇帶來了拓?fù)渥儞Q和大量廣播這樣的額外開銷；SPIN中的元數(shù)據(jù)沒有統(tǒng)一的形式

1、引言 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展得益于微機(jī)電系統(tǒng)以及處理器、存儲技術(shù)的發(fā)展，這些發(fā)展使得制造低功率、微體積、低成本的微傳感器節(jié)點(diǎn)逐步成為現(xiàn)實(shí)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和通信技術(shù)，各個節(jié)點(diǎn)能夠協(xié)同地實(shí)時監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并將處理后的信息傳送到需要這些信息的用戶（觀察者）。 由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有可快速部署、可自組織和高容錯性的特點(diǎn)，因此非常適合在軍事上應(yīng)用。比如通過飛機(jī)將傳感器節(jié)點(diǎn)撒播在戰(zhàn)場上，可以組成網(wǎng)絡(luò)對戰(zhàn)場中化學(xué)武器的使用、敵方車輛和士兵的運(yùn)動進(jìn)行及時的監(jiān)測和報告。同時，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對于比較惡劣的環(huán)境和人不宜到達(dá)的場所也非常適用，比如荒島上的環(huán)境和生態(tài)監(jiān)控，原始森林的防火和動物活動情況監(jiān)測，污染區(qū)域以及地震和火災(zāi)等突發(fā)災(zāi)難現(xiàn)場的監(jiān)控。另外，它還可用于城市的交通監(jiān)測，醫(yī)療機(jī)構(gòu)的病員及環(huán)境監(jiān)測，大型車間原材料和倉庫貨物進(jìn)出情況的監(jiān)測，以及機(jī)場、大型工業(yè)園區(qū)的安全監(jiān)測。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以使人們在任何時間、地點(diǎn)和任何環(huán)境條件下獲取大量信息。因此，這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以被廣泛地應(yīng)用于國防軍事、國家安全、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、反恐抗災(zāi)等領(lǐng)域?？梢哉f無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是信息感知和采集的一場革命，是21世紀(jì)最重要的技術(shù)之一。 2、無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 在討論無線傳感器網(wǎng)絡(luò)之前，有必要了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組成和協(xié)議框架。典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。 圖1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的典型結(jié)構(gòu) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議框架如圖2所示，包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層

0 引言 基于IEEE802.15.4的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于廉價、簡單、低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸速率（250Kbit/s）以及工作在免申請的ISM（工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療）頻段的特點(diǎn)[1]，將在自動控制、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，在對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)深入研究的基礎(chǔ)上，我們選用了Helicomm公司新推出的IP-link1200模塊搭建了一個驗(yàn)證系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對目標(biāo)點(diǎn)溫度指標(biāo)與濕度指標(biāo)的實(shí)時監(jiān)測控制功能。 1 驗(yàn)證系統(tǒng)總體方案設(shè)計 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用大量具有多功能多信息信號獲取能力的傳感器，利用自組織無線接入網(wǎng)絡(luò)與傳感器控制器連接，構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，典型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。 無線傳感器節(jié)點(diǎn)經(jīng)多跳轉(zhuǎn)發(fā)，通過網(wǎng)關(guān)接入網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)管理節(jié)點(diǎn)對傳感器信息進(jìn)行管理、分類、處理，再把傳感器信息送給終端用戶[2]。 與傳統(tǒng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)相比，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有一些明顯特征： a）以數(shù)據(jù)為中心，以無連接方式傳輸數(shù)據(jù)； b）網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化不大，主要是舊節(jié)點(diǎn)的離開和新節(jié)點(diǎn)的加入； c）網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)密度高，傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多，單位面積擁有的節(jié)點(diǎn)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)； d）傳感器節(jié)點(diǎn)由電池供電，節(jié)點(diǎn)能量有限； e）網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)該具有容錯能力[3]。 對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，IEEE802.15.4滿足OSI-RM（開放系統(tǒng)互連參考模型）標(biāo)準(zhǔn)，定義了MAC（媒體接入控制）層和PHY（物理）層協(xié)議]1]。Zigbee是全球許多家公司組成的一個產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，它定義了一組基于IEEE802.15.4的有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，我們搭建的系統(tǒng)符合Zigbee聯(lián)盟的規(guī)定，而Zigbee的MAC

摘要 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)因其巨大的應(yīng)用前景越來越受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。本文介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)，分析比較了國內(nèi)外當(dāng)前典型的硬件平臺，重點(diǎn)討論了目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)常用的處理器、射頻芯片、電源和傳感器各自的優(yōu)缺點(diǎn)，并詳細(xì)比較了目前應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線通信技術(shù)。 關(guān)鍵詞 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件平臺 低功耗 無線通信 引 言 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN(Wireless Sensol Network)是一種由傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崟r地監(jiān)測、感知和采集節(jié)點(diǎn)部署區(qū)的觀察者感興趣的感知對象的各種信息(如光強(qiáng)、溫度、濕度、噪音和有害氣體濃度等物理現(xiàn)象)，并對這些信息進(jìn)行處理后以無線的方式發(fā)送出去，通過無線網(wǎng)絡(luò)最終發(fā)送給觀察者。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療護(hù)理、智能家居、工業(yè)生產(chǎn)控制以及商業(yè)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，傳感器節(jié)點(diǎn)具有端節(jié)點(diǎn)和路由的功能：一方面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和處理；另一方面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的融合和路由，對本身采集的數(shù)據(jù)和收到的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，轉(zhuǎn)發(fā)路由到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)往往個數(shù)有限，而且常常能量能夠得到補(bǔ)充；網(wǎng)關(guān)通常使用多種方式(如Internet、衛(wèi)星或移動通信網(wǎng)絡(luò)等)與外界通信。而傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)目非常龐大，通常采用不能補(bǔ)充的電池提供能最；傳感器節(jié)點(diǎn)的能量一旦耗盡，那么該節(jié)點(diǎn)就不能進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和路由的功能，直接影響整個傳感器網(wǎng)絡(luò)的健壯性和生命周期。因此，傳感器網(wǎng)絡(luò)主要研究的是傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。具體應(yīng)用不同，傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計也不盡相同，但是其基本結(jié)構(gòu)是一樣的。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)一般由處理器單元、無線傳輸單元、傳感器單元和電源模塊

使用諸如ZigBee等協(xié)議的低功率無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)過程控制領(lǐng)域新興的最具有吸引力的技術(shù)之一，因?yàn)檫@些網(wǎng)絡(luò)允許在信號場內(nèi)布置計算能力，而以往這樣做會因成本而受限。 因?yàn)樾聜鞲衅鞴?jié)點(diǎn)價格低廉，只有以前的1/4，而且耗電很少(許多能用一節(jié)電池維持兩年或更長時間)，它們很自然地適合于工業(yè)設(shè)置內(nèi)無法部署常規(guī)有線傳感器的領(lǐng)域。 由于這些新型低功率傳感器能隨處可用，工業(yè)工程師預(yù)想了它們的應(yīng)用，早期使用者也開始了與ZigBee和其它無線協(xié)議有關(guān)的試運(yùn)行項(xiàng)目。然而，隨著組織開始采用這些無線傳感器和控制網(wǎng)絡(luò)，兩大重要的障礙也隨之而來：部署無線傳感器網(wǎng)絡(luò)極度耗費(fèi)時間，因?yàn)檠兄乒芾砭W(wǎng)絡(luò)和元件的軟件很復(fù)雜——尤其是工業(yè)設(shè)置內(nèi)的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)需要執(zhí)行高級功能；而且領(lǐng)先的無線協(xié)議(如ZigBee/802.14.5、802.11g和802.11s等)不完全支持工業(yè)應(yīng)用特定的技術(shù)需求。 這些挑戰(zhàn)如此重大，以至于拖慢了部署計劃，并且給最初無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興奮狂熱迎頭澆了一盆冷水。好消息是解決兩大挑戰(zhàn)的解決方案正在涌現(xiàn)——將這些令人沮喪的障礙物排除到部署上。本文接下來將花大量篇幅探討這些挑戰(zhàn)，并介紹組織如何利用最新的解決方案來克服這些攔路虎。 難以部署？為什么無線傳感器和控制網(wǎng)絡(luò)難以部署而且耗費(fèi)時日有兩大主要原因： “我怎么能得到講同一語言的所有東西？”問題——無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署將原本設(shè)計不在一起工作的物體弄到了一塊： a)傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備(如專有的ZigBee設(shè)備) b)現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò) c)企業(yè)計算系統(tǒng)內(nèi)現(xiàn)有的SCADA、OPC、MODBUS和其它系統(tǒng) “編程慢”問題——管理無線傳感器和控

引 言 隨著微機(jī)電技術(shù)、低功耗嵌入式技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，具有感知能力、計算能力和無線通信能力的微型傳感器得到了廣泛的應(yīng)用。這些由無線微型傳感器組成的傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠協(xié)作地實(shí)時監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或檢測對象的信息，并對這些信息進(jìn)行處理，傳送到需要這些信息的用戶。這便是被美國商業(yè)周刊認(rèn)定的21世紀(jì)最具影響力的21項(xiàng)技術(shù)之一——無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)。 在一個20層樓高、有著上千個房間的龐大醫(yī)院中，一位剛進(jìn)入大樓的坐在智能車中的老年人或殘障病人，如何可以輕松地到達(dá)自己要去的房間?我們正在嘗試為這樣的需求提供一種不需要外界干預(yù)的“室內(nèi)自動導(dǎo)航系統(tǒng)”——稱為“無線復(fù)眼系統(tǒng)(Wireless MOSaic Eyes，WiME)”。概括地講，它是一個基于生物行為啟發(fā)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過空中大量分布的無線節(jié)點(diǎn)對智能車提供行為控制，因此是一個采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)。 WiME涉及兩個路由問題：一個是在地理空間的機(jī)器人路徑規(guī)劃，另一個是在分散的通信節(jié)點(diǎn)之間的信息通信路由。復(fù)眼可以作為機(jī)器人導(dǎo)航過程中的電子燈塔；無線復(fù)眼網(wǎng)絡(luò)可以被認(rèn)為是描述地理空間的一個拓?fù)鋱D、地理路徑規(guī)劃，也可以被簡化為一個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中的路徑規(guī)劃。因此在WiME中，空間路徑規(guī)劃和信息通信路由可以以完全相同的方式工作，而路徑規(guī)劃將根據(jù)各分散節(jié)點(diǎn)的語義定義為基礎(chǔ)。 為了在WiME這樣一個采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)完整地圖的機(jī)器人導(dǎo)航，本設(shè)計使用一種單步方向查詢的路徑存儲和查詢系統(tǒng)。為了進(jìn)一步減小資源有限的無線傳感器節(jié)點(diǎn)中的路徑信息

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是組織無線傳感器節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)技術(shù)，有多種形態(tài)和組網(wǎng)方式。按照其組網(wǎng)形態(tài)和方式來看，有集中式、分布式和混合式。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的集中式結(jié)構(gòu)類似移動通信的蜂窩結(jié)構(gòu)，集中管理；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的分布式結(jié)構(gòu)，類似Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可自組織網(wǎng)絡(luò)接人連接，分布管理；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的混合式結(jié)構(gòu)包括集中式和分布式結(jié)構(gòu)的組合。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)狀式結(jié)構(gòu)，類似Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀分布連接和管理。如果按照節(jié)點(diǎn)功能及結(jié)構(gòu)層次來看，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通?？煞譃槠矫婢W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、分級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以及Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。無線傳感器節(jié)點(diǎn)經(jīng)多跳轉(zhuǎn)發(fā)，通過基站或匯聚節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)關(guān)接人網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)管理節(jié)點(diǎn)對感應(yīng)信息進(jìn)行管理、分類和處理，再把感應(yīng)信息送給應(yīng)用用戶使用。研究和開發(fā)有效、實(shí)用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為構(gòu)建高性能的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)十分重要，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)嚴(yán)重制約無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議（如MAC協(xié)議和路由協(xié)議）設(shè)計的復(fù)雜度和性能的發(fā)揮。下面根據(jù)節(jié)點(diǎn)功能及結(jié)構(gòu)層次分別加以介紹。 （1）平面網(wǎng)絡(luò)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)，如圖1所示，所有節(jié)點(diǎn)為對等結(jié)構(gòu)，具有完全一致的功能特性，也就是說每個節(jié)點(diǎn)均包含相同的MAC、路由、管理和安全等協(xié)議。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Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式。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。 圖1 無線傳感器平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) （2）分級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（也稱層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)） 分級網(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)，如圖2所示，網(wǎng)絡(luò)分為上層和

針對數(shù)據(jù)機(jī)密性、數(shù)據(jù)完整性、信息認(rèn)證以及數(shù)據(jù)新鮮性等安全特性，A.Perrig等提議了傳感器網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議SPINS，其中包含兩個子協(xié)議：SNEP和μTESLA。SNEP提供了基本的安全機(jī)制：數(shù)據(jù)機(jī)密性、雙方數(shù)據(jù)鑒別和數(shù)據(jù)新鮮度；μ TESLA是傳感器網(wǎng)絡(luò)廣播認(rèn)證協(xié)議。 SNEP是為傳感器網(wǎng)絡(luò)量身打造的，具有低通信開銷的，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)機(jī)密性、完整性、保證新鮮度的簡單高效的安全協(xié)議。 1．節(jié)點(diǎn)之間密鑰協(xié)商 SNEP采用共享主密鑰Kmaster的安全引導(dǎo)模型，其他密鑰都是從主密鑰中衍生出來的。節(jié)點(diǎn)A和B之間通過基站協(xié)商建立安全通道過程如下： SKAB，是基站S為節(jié)點(diǎn)A和B設(shè)定的臨時通信密鑰，NA和NB是隨機(jī)數(shù)nonee。 2．機(jī)密性和語義安全 SNEP使用計算器模式提供語義安全，具有抗已知明文攻擊的能力。假設(shè)通信雙方共享計數(shù)器值C，加密的數(shù)據(jù)遵循以下格式：E＝（D）（Ki,C），這里D為需要傳送的數(shù)據(jù)，Ki為加密密鑰。每次信息發(fā)送所使用的計數(shù)器均是不同的。 3．完整性和點(diǎn)到點(diǎn)的認(rèn)證 通過消息認(rèn)證碼，SNEP實(shí)現(xiàn)消息完整性和點(diǎn)到點(diǎn)認(rèn)證。節(jié)點(diǎn)B能夠認(rèn)證A發(fā)送信息：{D}(Ki,c)，MAC(Kmac,C|{D}(Ki,c))其中Κ1和Kmac是由主密鑰Kmaster，推演出來的。 4．?dāng)?shù)據(jù)新鮮性 使用nonce機(jī)制，SNEP具有強(qiáng)數(shù)據(jù)新鮮性，在每個安全通信的請求數(shù)據(jù)包中增加nonee段，唯一標(biāo)識請求包的身份。如：節(jié)點(diǎn)A和B之間的新鮮性驗(yàn)證的通信過程描述如下：

點(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議進(jìn)行攻擊，如：偽造路由信息、選擇性前轉(zhuǎn)、污水池等。受到這些攻擊的傳感器網(wǎng)絡(luò)無法正確、可靠的將信息及時傳遞到目的節(jié)點(diǎn)；另一方面、消耗大量的節(jié)點(diǎn)能量，縮短網(wǎng)絡(luò)壽命。因此研究傳感器網(wǎng)絡(luò)安全路由協(xié)議是非常重要的?，F(xiàn)有的傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議和容易受到的攻擊如表1所示。 表1 現(xiàn)有的傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議容易受到的攻擊 設(shè)計安全可靠的路由協(xié)議主要從兩個方面考慮：一是采用消息加密、身份認(rèn)證、路由信息廣播認(rèn)證、入侵檢測、信任管理等機(jī)制來保證信息傳輸?shù)耐暾院驼J(rèn)證。這個方式需要傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理機(jī)制的支撐。針對表1中的各種攻擊，采取相應(yīng)的對策如表2所示。二是利用傳感器節(jié)點(diǎn)的冗余性，提供多條路徑。即使在一些鏈路被敵人攻破而不能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，依然可以使用各用路徑。多路徑路由能夠保證通信的可靠性、可用性以及具有容忍入侵的能力。 表2 傳感器網(wǎng)絡(luò)攻擊和解決方案 多路徑路由研究的首要問題是如何建立數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的多條路徑。其基本思想是：首先建立從數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的主路徑，然后再建立多條各用路徑；數(shù)據(jù)通過主路徑進(jìn)行傳輸，同時利用備用路徑低速傳送數(shù)據(jù)來維護(hù)數(shù)據(jù)的有效性；當(dāng)主路徑失敗時，從各用路徑中選擇次優(yōu)路徑作為新的主路徑。對于多路徑建立方法，許多文獻(xiàn)提到了不相交多路徑和纏繞多路徑兩種方法。不相交多路徑是指從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)之間任意兩條路徑都沒有相交的節(jié)點(diǎn)。在不相交路徑中，各用路徑可能比主路徑長的多，為此引入纏繞路徑，同時解決主路徑上單個節(jié)點(diǎn)失敗問題。理想的纏繞路徑是由一組纏繞路徑形成的。主路徑上的每個節(jié)點(diǎn)都對應(yīng)一條纏繞路徑，這些纏繞路徑構(gòu)成從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的纏繞多路徑。Re

IoT無線傳感器是一種集成了傳感器、通信模塊和微控制器等功能于一體的智能設(shè)備，用于實(shí)時獲取、處理和傳輸各種環(huán)境數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制的技術(shù)。面向IoT無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增材制造模塊化平臺設(shè)計實(shí)現(xiàn)旨在為IoT應(yīng)用提供定制化的硬件支持，使用戶可以根據(jù)具體需求靈活配置傳感器節(jié)點(diǎn)的功能和性能。該模塊化平臺設(shè)計應(yīng)包括以下關(guān)鍵方面：1. 硬件設(shè)計：設(shè)計支持不同類型傳感器接口的模塊化傳感器節(jié)點(diǎn)，包括CSNE151-104溫濕度傳感器、光照傳感器、加速計等，并提供靈活可擴(kuò)展的硬件接口，以便用戶根據(jù)具體應(yīng)用需求選擇合適的傳感器組合。2. 通信模塊：集成無線通信模塊，如Wi-Fi、藍(lán)牙、LoRa等，以實(shí)現(xiàn)與其他傳感器節(jié)點(diǎn)和基站的數(shù)據(jù)傳輸，保證數(shù)據(jù)的可靠性和實(shí)時性。同時考慮通信模塊的功耗優(yōu)化，延長傳感器節(jié)點(diǎn)的使用壽命。3. 電源管理：設(shè)計高效的電源管理系統(tǒng)，支持多種電源接入方式（如電池、太陽能等），并具備低功耗待機(jī)和休眠模式，以減小能耗并延長節(jié)點(diǎn)工作時間。4. 軟件平臺：提供友好的軟件開發(fā)平臺，支持常見的IoT通信協(xié)議和數(shù)據(jù)處理算法，為用戶提供快速搭建和部署傳感器網(wǎng)絡(luò)的工具和支持。5. 安全性：考慮數(shù)據(jù)傳輸和存儲的安全性，包括數(shù)據(jù)加密、身份驗(yàn)證等措施，以確保傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性和隱私保護(hù)。綜上所述，面向IoT無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增材制造模塊化平臺設(shè)計實(shí)現(xiàn)需要結(jié)合硬件、通信、電源管理、軟件平臺和安全性等方面的要求，為用戶提供高度定制化、性能穩(wěn)定、安全可靠的傳感器網(wǎng)絡(luò)解決方案。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量分布在空間中的XC18V04VQ44C無線傳感器節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)。每個節(jié)點(diǎn)都具有感知、處理、存儲和通信能力，能夠收集環(huán)境中的各種數(shù)據(jù)，并通過無線通信將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)或其他節(jié)點(diǎn)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有以下幾個特點(diǎn)和挑戰(zhàn)。特點(diǎn)：1、分布式部署：無線傳感器節(jié)點(diǎn)是分布在空間中的，可以覆蓋較大的區(qū)域。節(jié)點(diǎn)之間的距離通常較近，可以形成密集的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。2、自組織和自配置：無線傳感器節(jié)點(diǎn)可以自動組織成網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)需要進(jìn)行自配置，無需人工干預(yù)。節(jié)點(diǎn)之間可以進(jìn)行自動的拓?fù)錁?gòu)建和路由選擇，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的變化。3、資源受限：無線傳感器節(jié)點(diǎn)通常具有有限的計算能力、存儲能力和能量供應(yīng)。節(jié)點(diǎn)的體積小、功耗低，資源有限，限制了節(jié)點(diǎn)的功能和性能。4、多跳通信：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通常通過多跳通信進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。節(jié)點(diǎn)之間的距離較近，可以通過多跳方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥繕?biāo)節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和匯聚。5、自組織感知和處理：無線傳感器節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)行自組織感知和處理。節(jié)點(diǎn)可以感知環(huán)境中的各種信息，如溫度、濕度、壓力等，然后進(jìn)行本地處理和分析，以提取有用的信息。挑戰(zhàn)：1、能量管理：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通常由電池供電，能量是節(jié)點(diǎn)的重要資源。如何有效管理能量，延長節(jié)點(diǎn)的壽命，是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的重要挑戰(zhàn)。2、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)建和路由選擇：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通常分布在空間中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動態(tài)變化。如何構(gòu)建有效的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選擇合適的路由路徑，以實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸和通信，是一個重要的挑戰(zhàn)。3、數(shù)據(jù)傳輸和傳輸可靠性：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通過無線通信進(jìn)行

如今，汽車已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡慕煌üぞ摺ｋS著自動駕駛技術(shù)的發(fā)展和智能汽車的普及，汽車圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性變得尤為重要。決勝汽車圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)安全賽道，就是為了保障駕駛體驗(yàn)的安全而設(shè)立的。汽車圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)是指由多個圖像傳感器組成的網(wǎng)絡(luò)，用于采集車輛周圍的圖像信息。這些傳感器可以是攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)等。這些傳感器通過實(shí)時采集車輛周圍的圖像信息，為自動駕駛系統(tǒng)提供支持。然而，由于傳感器網(wǎng)絡(luò)涉及到大量的數(shù)據(jù)傳輸和處理，存在一些安全隱患，如黑客攻擊、數(shù)據(jù)泄露等。首先，黑客攻擊是汽車圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)安全的主要威脅之一。黑客可以通過入侵EP1C20F324C8N傳感器網(wǎng)絡(luò)，控制車輛的行為，造成嚴(yán)重的交通事故。例如，黑客可以通過篡改傳感器數(shù)據(jù)，使自動駕駛系統(tǒng)誤判道路情況，導(dǎo)致車輛偏離正常行駛道路。為了防止黑客攻擊，需要加強(qiáng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性，采用加密技術(shù)、認(rèn)證技術(shù)等手段，確保傳感器數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。其次，數(shù)據(jù)泄露也是一個嚴(yán)重的安全問題。汽車圖像傳感器網(wǎng)絡(luò)涉及到大量的車輛和駕駛者的隱私信息，如車輛位置、駕駛行為等。如果這些信息被黑客獲取，可能導(dǎo)致個人隱私泄露、財產(chǎn)損失等問題。因此，需要在傳感器網(wǎng)絡(luò)中加入隱私保護(hù)機(jī)制，確保敏感信息的安全存儲和傳輸。為了保障駕駛體驗(yàn)的安全，還需要加強(qiáng)對傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和維護(hù)。傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具備自動檢測和修復(fù)的能力，及時發(fā)現(xiàn)并解決網(wǎng)絡(luò)故障和安全漏洞。同時，還需要建立完善的安全管理體系，對傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行定期的安全評估和漏洞修復(fù)，確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性。除了對傳感器網(wǎng)絡(luò)本身的安全性保護(hù)，還需要加強(qiáng)對傳感器數(shù)據(jù)的處理和使用的安全性保障。傳感器數(shù)據(jù)應(yīng)該

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）是一種由大量分布式傳感器節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用于感知、采集和傳輸環(huán)境中的各種信息。為了實(shí)現(xiàn)低功耗和高效能的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計，可以基于8位RISC（Reduced Instruction Set Computer）結(jié)構(gòu)的低功耗MCU（MicroController Unit）進(jìn)行設(shè)計。本文將從以下幾個方面介紹基于8位RISC結(jié)構(gòu)低功耗MCU實(shí)現(xiàn)TCA6416APWR無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計。一、硬件設(shè)計1、MCU選擇：選擇具有8位RISC結(jié)構(gòu)的低功耗MCU作為主控芯片，如Atmel AVR系列、Microchip PIC系列等。2、傳感器選擇：根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求選擇適宜的傳感器模塊，如溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器等。3、無線通信模塊選擇：選擇低功耗的無線通信模塊，如低功耗藍(lán)牙模塊、ZigBee模塊等。二、軟件設(shè)計1、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計：設(shè)計無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)架構(gòu)，包括傳感器數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和無線通信等功能模塊。2、傳感器數(shù)據(jù)采集：通過MCU的模擬輸入引腳連接傳感器模塊，采集環(huán)境中的各種信息，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。3、數(shù)據(jù)處理：對采集到的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，可以進(jìn)行濾波、數(shù)據(jù)壓縮等操作，以減少數(shù)據(jù)傳輸量和能耗。4、無線通信：通過MCU的串口或SPI接口與無線通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將處理后的傳感器數(shù)據(jù)通過無線通信模塊發(fā)送給其他節(jié)點(diǎn)或上位機(jī)。三、功耗優(yōu)化1、睡眠模式：利用MCU的睡眠模式來降低功耗，在無任務(wù)執(zhí)行時將MCU置于睡眠狀態(tài)，減少功耗。2、時鐘頻率調(diào)節(jié)：根據(jù)實(shí)際需求調(diào)節(jié)MCU的時鐘頻率，降低功耗

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸得到廣泛應(yīng)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)BAS16由大量的微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，這些節(jié)點(diǎn)可以感知、處理和傳輸環(huán)境信息，從而實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的實(shí)時監(jiān)測和控制。然而，傳感器節(jié)點(diǎn)的能源有限，因此如何降低功耗成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的重要問題。本文將著重介紹低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。一、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)節(jié)點(diǎn)數(shù)量多：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，節(jié)點(diǎn)數(shù)量通常上千甚至上萬個。能源有限：傳感器節(jié)點(diǎn)通常使用電池供電，因此能源有限，節(jié)點(diǎn)的壽命受到限制。傳輸距離短：傳感器節(jié)點(diǎn)通常部署在相對密集的區(qū)域內(nèi)，節(jié)點(diǎn)之間的距離較短，信號傳輸距離通常在幾十米到幾百米之間。自組織網(wǎng)絡(luò)：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常是一種自組織網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)之間可根據(jù)需要自動組成網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)傳輸密集：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常需要頻繁地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，因此需要高效的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制。安全性要求高：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常用于監(jiān)測和控制重要的物理環(huán)境，因此安全性要求比較高。二、低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，需要從節(jié)點(diǎn)設(shè)計、協(xié)議設(shè)計和網(wǎng)絡(luò)管理等方面入手。節(jié)點(diǎn)設(shè)計傳感器節(jié)點(diǎn)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本組成單元，因此節(jié)點(diǎn)設(shè)計的功耗控制至關(guān)重要。（1）節(jié)能硬件設(shè)計：傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計應(yīng)具有低功耗、高性能的特點(diǎn)，包括低功耗的處理器、低功耗的無線收發(fā)電路和低功耗的存儲器等。（2）功耗優(yōu)化算法：在節(jié)點(diǎn)設(shè)計中，還需要采用一些功耗優(yōu)化算法，例如睡眠調(diào)度、數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)聚合等。協(xié)議設(shè)計協(xié)議設(shè)計是實(shí)現(xiàn)低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵，主要包括網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層協(xié)

傳感器節(jié)點(diǎn)是一種低價低功耗的微嵌入式設(shè)備，必然導(dǎo)致處理能力弱，存儲容量小。為完成各種任務(wù)，傳感器節(jié)點(diǎn)需要完成監(jiān)控數(shù)據(jù)的收集和轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的管理和處理、對聚集節(jié)點(diǎn)的任務(wù)請求和節(jié)點(diǎn)控制的響應(yīng)。傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計BP5220A的挑戰(zhàn)之一就是如何利用有限的計算和存儲資源來完成許多合作任務(wù)。節(jié)點(diǎn)初步處理和整合收集到的信息和其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)給它的信息，然后通過相鄰節(jié)點(diǎn)的接力傳輸?shù)交荆偻ㄟ^互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星等方式傳輸?shù)阶罱K用戶。傳感器節(jié)點(diǎn)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能單元。傳感器節(jié)點(diǎn)的基本模塊包括：傳感器單元、處理單元、通訊單元和電源部分。處理模塊是傳感器節(jié)點(diǎn)的核心，負(fù)責(zé)整個節(jié)點(diǎn)的設(shè)備控制、任務(wù)分配和調(diào)度、數(shù)據(jù)集成和傳輸。傳感器節(jié)點(diǎn)的工作原理在傳感器節(jié)點(diǎn)中，電源模塊為節(jié)點(diǎn)提供能量，是整個無線傳感器節(jié)點(diǎn)的基本模塊。由于節(jié)點(diǎn)體積的限制，傳感器節(jié)點(diǎn)的能量非常有限。因此，在整個節(jié)點(diǎn)設(shè)計中，采取了一系列有效措施，以低功耗、高精度為主要要求，節(jié)約能源。此外，醫(yī)療傳感器節(jié)點(diǎn)不能頻繁更換電池，影響人們的正常生活。因此，醫(yī)療節(jié)點(diǎn)的設(shè)計應(yīng)該有很長的生命周期。

嵌入式系統(tǒng)技術(shù)BTS6510B的革命性發(fā)展和人工智能及機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用的突破正在經(jīng)歷一個轉(zhuǎn)型時期。根據(jù)設(shè)計，機(jī)器學(xué)習(xí)模型使用了大量的資源，需要強(qiáng)大的計算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施。因此，它們通常是資源較多的操作設(shè)備，如PC或者云服務(wù)器，其中數(shù)據(jù)處理效率很高。機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用程序，ML由于機(jī)器學(xué)習(xí)和先進(jìn)算法的最新發(fā)展，框架和處理器的計算能力現(xiàn)在可以直接部署在嵌入式設(shè)備上。這被稱為嵌入式機(jī)器學(xué)習(xí)（E-ML）。通過使用嵌入式機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)收集數(shù)據(jù)，處理過程被移動到更接近邊緣的地方。這有助于消除帶寬和連接問題，以及通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)和使用數(shù)據(jù)傳輸功率的安全漏洞。此外，它還支持使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和其他機(jī)器學(xué)習(xí)框架，以及信號處理服務(wù)、模型構(gòu)建、手勢識別等。根據(jù)最大化市場研究小組的報告，全球嵌入式公司將于2021年至2026年進(jìn)入AI預(yù)計復(fù)合年增長率將達(dá)到5.4%，達(dá)到38.7億美元左右。嵌入式機(jī)器學(xué)習(xí)的基本概念如今，物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式計算系統(tǒng)正從可穿戴健康監(jiān)測系統(tǒng)迅速擴(kuò)展到人類企業(yè)的各個領(lǐng)域（IoT）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、家用自動智能家電到汽車防抱死制動系統(tǒng)，都得到了實(shí)際應(yīng)用。嵌入式平臺常用ML技術(shù)包括SVM(支持向量機(jī))，CNN(卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))，DNN(深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))，k-NN（K最近的鄰居）和簡單的貝葉斯。使用這些技術(shù)進(jìn)行有效的培訓(xùn)和推理需要大量的處理和內(nèi)存資源。一般來說，即使有深度緩存結(jié)構(gòu)、多核改進(jìn)等，CPU不能滿足深度學(xué)習(xí)模型的高計算要求。這些限制可以通過使用來實(shí)現(xiàn)。GPU和TPU處理器和其他資源可以克服它們。這主要是由于矩陣和向量運(yùn)算等復(fù)雜的線性代數(shù)計算，這是非凡深度學(xué)習(xí)應(yīng)用的一部分。深度學(xué)習(xí)算法可以GPU和TPU頂部運(yùn)行非常

IHS據(jù)估計，2013年，超過1億個離散傳感器被運(yùn)送到工業(yè)自動化行業(yè)。這些傳感器可以通過網(wǎng)絡(luò)直接傳輸數(shù)據(jù)，一般都有一定程度的智能，可以減少PLC或者其他控制器的負(fù)載。無論是基于以太網(wǎng)還是基于現(xiàn)場總線，這些傳感器都與各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行通信。傳感器是工業(yè)應(yīng)用的重要組成部分。IHS據(jù)估計，2013年，超過1億個離散傳感器被運(yùn)送到工業(yè)自動化行業(yè)。這些傳感器在規(guī)格、用途和功能上有很大的不同。并不是所有的傳感器都是小而簡單的：一些傳感器提供了廣泛的功能，并可以連接到更廣泛的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)。這些更強(qiáng)大的AD7521LN傳感器對于從工業(yè)環(huán)境中收集數(shù)據(jù)變得尤為重要。他們正在幫助進(jìn)入工業(yè)自動化的下一個階段，這被稱為智能制造，“工業(yè)4.0”還有其他物品。作為一個簡短的描述，IHS將“工業(yè)4.0”這個詞被認(rèn)為是許多因素和趨勢的結(jié)合，包括工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、分布式智能、網(wǎng)絡(luò)安全、大數(shù)據(jù)和分析，并將它們結(jié)合起來創(chuàng)建一個智能工廠。傳感器帶來了從生產(chǎn)線和工廠收集大量數(shù)據(jù)的巨大潛力。這些數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)越來越多地分發(fā)和分析，然后用于做出更明智的決策。其好處包括安全性的提高、正常運(yùn)行時間的增加、能源成本的降低以及快速或更容易的維護(hù)。然而，存在潛在的安全問題。當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，它需要一個傳感器，可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)?；ヂ?lián)網(wǎng)傳感器仍然只占市場的一小部分，使用大量基本信號將信息傳輸?shù)娇删幊踢壿嬁刂破鳎≒LC）。這些傳感器可以通過網(wǎng)絡(luò)直接傳輸數(shù)據(jù)，一般都有一定程度的智能，可以減少PLC或者其他控制器的負(fù)載。無論是基于以太網(wǎng)還是基于現(xiàn)場總線，這些傳感器都與各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行通信。AS-i和IO-Link這些更面向傳感器的技術(shù)也得到了強(qiáng)

傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用不僅可以檢測整體自然環(huán)境信息內(nèi)容，還可以根據(jù)單個連接點(diǎn)磁感應(yīng)整體區(qū)域內(nèi)農(nóng)牧業(yè)和生產(chǎn)制造的自然環(huán)境數(shù)據(jù)信息，全面提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)本身的準(zhǔn)確性。感應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)時收集整體目標(biāo)檢測區(qū)域內(nèi)的氣體溫度濕度、土層溫度濕度、CO2濃度值、土層pH值、光照等農(nóng)牧業(yè)自然環(huán)境信息內(nèi)容，為智能農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測提供合理的解決方案，有利于農(nóng)業(yè)部門制定更合理的提高糧食作物產(chǎn)量的途徑。wifi網(wǎng)絡(luò)作為農(nóng)業(yè)信息化的重要組成部分，近年來其核心理念和技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和管理方法的幾個行業(yè)，成為融合農(nóng)牧業(yè)各種資源、改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、提高工作生產(chǎn)率的合理措施。加快發(fā)展趨勢，根據(jù)wifi網(wǎng)絡(luò)傳感器設(shè)備，有利于處理當(dāng)前農(nóng)業(yè)效率低下和農(nóng)業(yè)產(chǎn)品安全性等問題，提高我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。國務(wù)院于2015年發(fā)布的《關(guān)于加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的意見》曾指出：我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨農(nóng)產(chǎn)品價格“天花板”封頂、生產(chǎn)成本“地板”抬升、資源環(huán)境“硬約束”加劇等新挑戰(zhàn)，迫切需要加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式。一、傳感器網(wǎng)絡(luò)是什么？感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是當(dāng)代感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子信息技術(shù)、通信技術(shù)、嵌入式建筑科學(xué)和分布式系統(tǒng)信息資源管理技術(shù)等多門課程的綜合性。將感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入蔬菜大棚生產(chǎn)制造中，農(nóng)牧業(yè)將逐步從以人力資源為管理中心，依靠獨(dú)立的生產(chǎn)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐孕畔?nèi)容和手機(jī)軟件為管理中心的生產(chǎn)模式。從而完成溫室信息內(nèi)容.收集全自動布署、生態(tài)系統(tǒng)理論傳遞和智能控制系統(tǒng)，大大提高企業(yè)總面積的勞動效率和資源生產(chǎn)率，改善溫室等設(shè)備的辦公環(huán)境和工作標(biāo)準(zhǔn)，提高工作效率，保證農(nóng)民身心健康，提高農(nóng)民生活質(zhì)量，有利于解決三農(nóng)難題，對于完成溫室作物生產(chǎn)制造

傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以合理檢測交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的物理狀況，為城市交通提供進(jìn)一步分析管理決策的實(shí)時信息，提高道路網(wǎng)絡(luò)的商品流通效率。在檢測公路橋梁等交通出行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時，李慧東表示，現(xiàn)階段使用大量傳感器連接點(diǎn)構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)。安全、方便、快捷的交通自然環(huán)境是廣大群眾對道路運(yùn)輸領(lǐng)域的幸福希望。前不久，黨中央、國務(wù)院辦公廳發(fā)布了《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》(以下簡稱《綱要》)。為更好地全面提高交通安全設(shè)施的安全水平，《綱要》明確提出了加強(qiáng)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)保護(hù)性維護(hù)、安全風(fēng)險評估、長期特性觀察、完善數(shù)據(jù)收集、檢驗(yàn)診斷、維護(hù)外理技術(shù)管理體系、營銷推廣應(yīng)用新材料、新技術(shù)、新技術(shù)、新技術(shù)、新工藝、提高 交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)質(zhì)量和使用壽命...傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以合理檢測交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的物理狀況，為城市交通提供進(jìn)一步分析管理決策的實(shí)時信息，提高道路網(wǎng)絡(luò)的商品流通效率。IEEE高級vip會員、北京交通大學(xué)計算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)校副院長李東說。傳感器網(wǎng)絡(luò):從技術(shù)到互聯(lián)網(wǎng)。傳感器網(wǎng)絡(luò)機(jī)械設(shè)備也稱為傳感器網(wǎng)絡(luò)連接點(diǎn)，其基本組成控制模塊包括ADS5271IPFP傳感器模塊、控制部件、無線通信模塊及其開關(guān)電源模塊。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求，連接點(diǎn)還可以包括額外的存儲器和驅(qū)動模塊等附加輔助部件。李東東詳細(xì)介紹道。他進(jìn)一步表示，傳感器模塊可以 包含一個或多個傳感器，以獲取所需的物理變化數(shù)據(jù)信息，如溫度、環(huán)境濕度、工作壓力和瞬時速度；傳感器收集的脈沖信號根據(jù)脈沖調(diào)制模塊中的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，然后進(jìn)行進(jìn)一步分析和解決；控制部件是傳感器網(wǎng)絡(luò)連接點(diǎn)的主控制面板，部門管理傳感器模塊和無線通信模塊。一般來說， 由具有解決

西蒙：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種先進(jìn)的自然觀測解決方案，其自動化程度和數(shù)據(jù)質(zhì)量肯定很好，因?yàn)槲覀儗⒏鞣N不同的功能結(jié)合起來，比如高分辨率的跟蹤技術(shù)，能夠跟蹤帶標(biāo)簽的動物，并在小范圍內(nèi)進(jìn)行近距離感應(yīng)。你為什么要為SiliconLabs選擇無線解決方案？這項(xiàng)創(chuàng)新的自然觀測技術(shù)允許直接近距離感應(yīng)、高分辨率跟蹤和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)下載，這樣研究小組就可以收集更多的數(shù)據(jù)并觀察野生蝙蝠。WSN為傳染病傳播、野生動物資源、覓食策略和生理學(xué)等科學(xué)知識開辟了一個新的領(lǐng)域。在本文中，兩位杰出的科學(xué)家還解釋了他們的研究成果，以及結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。如何收集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信息？西蒙：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種BQ2000TPN-B5先進(jìn)的自然觀測解決方案，其自動化程度和數(shù)據(jù)質(zhì)量肯定很好，因?yàn)槲覀儗⒏鞣N不同的功能結(jié)合起來，比如高分辨率的跟蹤技術(shù)，能夠跟蹤帶標(biāo)簽的動物，并在小范圍內(nèi)進(jìn)行近距離感應(yīng)?？蔁o線傳送的標(biāo)簽可輕到1克，包括外殼和電池；具有遠(yuǎn)距離下載能力的GPS跟蹤系統(tǒng)可重到1克，而且非常耗電。對于我這位生物學(xué)家來說，最激動人心的事情就是近距離追蹤。如果你一直在研究動物的社會網(wǎng)絡(luò)，并且有大量的數(shù)據(jù)，那么這些標(biāo)簽?zāi)軌蚧ハ嘟粨Q信息，讓觀察者每隔幾秒鐘就能獲取一整群動物的社會網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，這將會帶來很大的幫助。你為什么要為SiliconLabs選擇無線解決方案？尼克拉斯：從2017年開始，我們在所有的研究中使用了SiliconLabsEFR32無線SoC系列的解決方案。該標(biāo)簽具有近距離記錄和定位功能，可在兩個不同頻率運(yùn)行。我們必須使用三個獨(dú)立的IC來支持這些功能，然后才能使用SiliconLabs產(chǎn)品。但是，SiliconLabs的

IPC是目前實(shí)現(xiàn)方式中最典型的一種，制造商將各種接口模塊(卡)設(shè)計成模塊化，與通用主機(jī)模塊相結(jié)合，以達(dá)到通用計算機(jī)與特定通信系統(tǒng)連接的目的，用戶購買時可根據(jù)需要選擇接口模塊(卡)和通用主機(jī)滿足處理能力，從而構(gòu)建出數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的硬件平臺，在此基礎(chǔ)上開發(fā)專用數(shù)據(jù)處理軟件，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)等功能。在現(xiàn)代企業(yè)中，生產(chǎn)線的自動化系統(tǒng)一般采用PLC作為控制、通信的主要節(jié)點(diǎn)，其中最常用的是現(xiàn)場總線協(xié)議；而在企業(yè)的管理運(yùn)行系統(tǒng)中，主要節(jié)點(diǎn)采用TCP/IP協(xié)議作為通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信，打通不同應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通道，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)指令的快速下達(dá)和生產(chǎn)狀態(tài)的快速發(fā)布等數(shù)據(jù)分析、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)等功能，從而提高企業(yè)管理生產(chǎn)的效率，是數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)技術(shù)出現(xiàn)和發(fā)展的客觀要求。數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的作用是連接不同的通信系統(tǒng)，BB132實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通，因此，首先，不同的系統(tǒng)必須有物理連接，在物理連接的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同系統(tǒng)的通信協(xié)議，利用該協(xié)議所允許的接口進(jìn)行軟件連接，通過數(shù)據(jù)的接收和處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。DataGateway需要兩個元素：接口和數(shù)據(jù)處理。隨著現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，界面選擇的豐富和操作能力的提高，使得具有相應(yīng)界面的計算機(jī)，通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件的安裝，成為一個數(shù)據(jù)入口。IPC是目前實(shí)現(xiàn)方式中最典型的一種，制造商將各種接口模塊(卡)設(shè)計成模塊化，與通用主機(jī)模塊相結(jié)合，以達(dá)到通用計算機(jī)與特定通信系統(tǒng)連接的目的，用戶購買時可根據(jù)需要選擇接口模塊(卡)和通用主機(jī)滿足處理能力，從而構(gòu)建出數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的硬件平臺，在此基礎(chǔ)上開發(fā)專用數(shù)據(jù)處理軟件，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)等功能。其基本功能是實(shí)現(xiàn)不同通信協(xié)議

智能建筑技術(shù)，尤其是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器網(wǎng)絡(luò)解決方案，使社區(qū)業(yè)主和運(yùn)營商能夠合理實(shí)施新的工程建設(shè)規(guī)則和協(xié)議，確保 最佳的自然通風(fēng)、環(huán)境衛(wèi)生、間距和租戶福祉。從降低維護(hù)成本和應(yīng)用新的業(yè)務(wù)流程到提高整體生產(chǎn)力，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為保持加工制造業(yè)核心競爭力的重要手段。自主創(chuàng)新和保持核心競爭力的關(guān)鍵是可靠和可瀏覽的數(shù)據(jù)信息。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使企業(yè)能夠從其財產(chǎn)、人員和步驟中獲取大量重要的數(shù)據(jù)和信息。這種數(shù)據(jù)信息是控制成本、提高工作效率、向工人展示更安全的自然環(huán)境的命運(yùn)線。雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不是一個新概念，但在一些領(lǐng)域部署大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)比以往任何時候都更加迫切。以下是2021年有望從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中獲得巨大利潤的五大領(lǐng)域。1.智能建筑即使在新冠肺炎爆發(fā)肺炎之前，近年來，商業(yè)服務(wù)地產(chǎn)行業(yè)也開始關(guān)心租戶的舒適和福利。意識到人是工程建筑自然環(huán)境中的較大財產(chǎn)，企業(yè)和社區(qū)業(yè)主紛紛轉(zhuǎn)向物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能建筑技術(shù)，以完成健康、舒適和令人興奮的自然環(huán)境。如今，這種傳染病在世界范圍內(nèi)迅速加快了發(fā)展趨勢。智能建筑技術(shù)，尤其是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器網(wǎng)絡(luò)解決方案，使社區(qū)業(yè)主和運(yùn)營商能夠合理實(shí)施新的工程建設(shè)規(guī)則和協(xié)議，確保 最佳的自然通風(fēng)、環(huán)境衛(wèi)生、間距和租戶福祉。例如，您將看到辦公室、零售和酒店行業(yè)占用傳感器的部署大幅增加，這些ADS7846E傳感器可以跟蹤進(jìn)入、離開和應(yīng)用特殊區(qū)域(如長隊(duì)、等候室、淋浴室、會議廳、公司辦公室、餐廳和廚房等)的總?cè)藬?shù)。).這種數(shù)據(jù)信息將用于找出應(yīng)用過度和應(yīng)用不足的區(qū)域，以簡化清潔服務(wù)，確保實(shí)際活動的安全間隔，并鼓勵及時的環(huán)境衛(wèi)生。2.保健世界上從來沒有在醫(yī)療保健領(lǐng)域經(jīng)歷過如此大的工作壓力。醫(yī)院門診患者提

我們知道，傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)品的生產(chǎn)、檢修、追溯，大部分都是通過人工來操作，嚴(yán)重依賴?yán)瞎と说慕?jīng)驗(yàn)判斷，而且傳承周期很長。因此可以預(yù)測，傳統(tǒng)工業(yè)逐漸會被新工業(yè)生態(tài)體系所替代。以機(jī)器、原材料、控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、產(chǎn)品以及人之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為基礎(chǔ)，通過對工業(yè)數(shù)據(jù)的全面深度感知、實(shí)時傳輸交換、快速計算處理和高級建模分析，實(shí)現(xiàn)智能控制、運(yùn)營優(yōu)化和生產(chǎn)組織方式變革的就是服務(wù)驅(qū)動型的新工業(yè)生態(tài)體系 —— 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。新工業(yè)生態(tài)體系工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的最早概念來自于美國，是GE公司率先提出來的。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以分為三個階段：·工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)1.0，通過建設(shè)以IP技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)連接體系，實(shí)現(xiàn)工廠IT網(wǎng)絡(luò)與OT網(wǎng)絡(luò)的連接，工廠外部企業(yè)與上下游、智能產(chǎn)品、用戶的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通?！すI(yè)互聯(lián)網(wǎng)2.0，通過工業(yè)數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品、設(shè)備、原材料、產(chǎn)業(yè)鏈等詳細(xì)數(shù)據(jù)的上傳和匯聚，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺和工業(yè)APP打下基礎(chǔ)。·工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)3.0，通過人工智能、邊緣計算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物理世界與數(shù)字世界的智能無縫連接。那么目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)走到哪一步了呢？很可惜，目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)的最高階段，但目前也僅走到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)階段。也就是未來還有很長的路要走。感知是物聯(lián)網(wǎng)的先行技術(shù)，要確保物聯(lián)網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，離不開眾多感知技術(shù)的加持，其中最為關(guān)鍵的技術(shù)之一便是ADG506AKN傳感器。傳感器是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)和核心，是自動化智能設(shè)備的關(guān)鍵部件，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，將給傳感器企業(yè)帶來巨大的機(jī)會。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一方面給傳感器企業(yè)帶來了機(jī)會，另一方面也對傳感器提出了新的要求，主要體現(xiàn)在對靈敏度、穩(wěn)定性、魯棒性等方面的要求會更高。同時，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的普及使得傳感器無

無線傳感器的使用日益廣泛，大家對無線傳感器也有了更多認(rèn)識。本文中，小編將基于兩大方面對無線傳感器予以介紹：1. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)講解，2.無線傳感器之無線溫度傳感器組成介紹。一、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。AD829JN傳感器、感知對象和觀察者構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個要素。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless sensor network)簡稱WSN，是一種由大量小型傳感器所組成的網(wǎng)絡(luò)。這些小型傳感器一般稱作sensor node(傳感器節(jié)點(diǎn))或者mote(灰塵)。此種網(wǎng)絡(luò)中一般也有一個或幾個基站(稱作sink)用來集中從小型傳感器收集的數(shù)據(jù)。傳感器節(jié)點(diǎn)是一種非常小型的計算機(jī)，一般由以下幾部分組成：1.處理器和內(nèi)存(一般能力都比較有限)。2.各類傳感器(溫度、濕度、聲音、加速度、全球定位等)。3.通訊設(shè)備(一般是無線電收發(fā)器或光學(xué)通信設(shè)備)。4.電池(一般是干電池，也有使用太陽能電池的)。5.其他設(shè)備，包括各種特定用途的芯片，串行并行接口等(USB，RS232)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的基站的作用是從各個傳感器節(jié)點(diǎn)收集數(shù)據(jù)，集中處理然后提交給用戶。因此，基站一般有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理和通訊能力以及更持久的電力。DL-WZXT無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是新一代的傳感器網(wǎng)絡(luò)。DL-WZXT無線傳感網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)，是新一代的傳感器網(wǎng)絡(luò),

動參考設(shè)計應(yīng)用電路通訊協(xié)議使用說明支持軟件數(shù)據(jù)查詢問題解答標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)圖書資料基礎(chǔ)知識 　　　　智能傳感器智能溫度傳感器智能溫度傳感器模塊智能濕度傳感器智能濕度傳感器模塊智能壓力傳感器智能壓力傳感器模塊智能氣壓傳感器智能氣壓傳感器模塊智能氣體傳感器智能氣體傳感器模塊智能稱重傳感器智能稱重傳感器模塊LED照明集成傳感器/智能傳感器集成溫度傳感器及控制器集成溫度補(bǔ)償器集成濕度傳感器集成轉(zhuǎn)速傳感器集成加速度傳感器集成電流傳感器及變送器集成磁場傳感器集成壓力傳感器集成液位傳感器集成煙霧傳感器集成混濁度傳感器集成偏航角速度傳感器集成可見光亮度傳感器集成指紋傳感器集成無線及紅外收發(fā)器傳感器信號調(diào)理器傳感器信號處理器圖像信號處理器單片數(shù)據(jù)采集單片電能計量系統(tǒng)單片相位差測量系統(tǒng)單片功率測量系統(tǒng)單片彩色掃描儀集成電場感應(yīng)傳感器集成安防傳感器集成防盜報警傳感器智能化傳感器/傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感器IC/傳感電路/配件傳感器軟件/傳感器系統(tǒng)ZMD傳感器信號處理芯片智能變送器模塊NSC集成傳感器ADI集成傳感器TI集成傳感器FRESCALE集成傳感器NXP集成傳感器ST集成傳感器MAXIM集成傳感器MICROCHIP集成傳感器TOSHIBA傳感器Panasonic電工傳感器SHARP傳感器SANYO傳感器TDK傳感器SONY傳感器三菱傳感器村田傳感器ROHM傳感器VISHAY傳感器SIMENS/EPCOS傳感器SEIKO/EPSON/NPC傳感器NEC-TOKIN傳感器FUJITSU傳感器AVAGO傳感器KIONIX傳感器英飛凌（infineon）GMT安森美ONSEMIINTERSILELMOS-傳感