WSN的应用及其标准发展
每个无线传感器都被看作一个节点,拥有无线通信能力,同时还具有一定的信号处理与网络数据的智能。根据应用的类型,每个节点都可以有一个指定的地址。图2显示了某个节点的通用结构图。它一般会包括一个传感装置、一个数据处理微控制器,以及一个无线连接RF模块。根据不同的网络定义,RF模块可以起到一个简单发射器或者收发器 (TX/RX)的作用。进行节点设计时,注意电流消耗和处理能力非常的重要。微控制器的内存非常依赖于所使用的软件栈。
图2 一个WSN节点的通用结构图
图3显示了家庭环境中应用的一个WSN。在这种网络中,我们可以观察到不同类型的传感器,例如,运动检测器、散热器、温度监控,等等。
2.1 WSN针对4种主要目标
(1) 读取给定位置的一些参数值,并将其发送给主处理中心。在农业应用环境中,例如,前面介绍的牛群等,读取每头牛的体温可帮助确定哪一头牛需要更密切的监控。
(2) 监控某些事件的发生,例如,在医疗应用中,对血压和脉搏以及心律峰值进行监控。
(3) 对具体物体的运动进行跟踪,广泛应用于军事领域中,以跟踪敌方车辆。
(4) 帮助分类探测对象,特别是在交通控制应用环境中。
2.2 WSN中使用的两种主要拓扑结构
A) 星状网络:如图4所示,星状网络由一个点对多点无线连接组成,其一台单主机以双向或者单向方式连接至几个节点。如果低功耗和低软件开销为关键参数,则这种拓扑结构非常值得关注。其存在的局限性是有效通信距离,因为每个节点都要在主机通信距离范围以内。有几种标准可以用于实现这种拓扑结构。蓝牙、IEEE 802.15.4或者专有系统为使用最为广泛的一些标准。注意,由于一些蓝牙协议的局限性,蓝牙平台并未获得广泛的接受。
图4 WSN 应用的星形网络拓扑结构
B) 网状网络:在网状网络拓扑结构中,如图5所示,节点与许多冗余互连连接在一起。如果某个节点故障,有许多其他方法让两个节点进行通信。这种拓扑具有较好的可靠性,但在电流消耗和软件开销方面付出代价非常大。这种拓扑结构可以通过所有权或者Zigbee标准来实现。

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