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無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢

電子工程師 ? 來源:陳翠 ? 2019-05-01 20:03 ? 次閱讀
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無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被稱為21世紀(jì)最具影響的技術(shù)之一,是全球未來的四大高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一,它到底有什么優(yōu)勢創(chuàng)新,又該如何快速搭建WSN?

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò),由大量的靜止或移動(dòng)的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò),以協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)被感知對象的信息。

最終把這些信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)的所有者,整套方案包括現(xiàn)場無線傳感器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)關(guān)和監(jiān)控主機(jī)等必要環(huán)節(jié)。

圖2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

根據(jù)人類感知功能,無線傳感器大體可以分為包括無線氣體傳感器,無線壓力傳感器,無線溫度傳感器,無線溫濕度傳感器,無線液位傳感器,無線風(fēng)速傳感器,無線流量傳感器等。

而WSN并不是簡單的理解為利用無線通信方式多個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行組網(wǎng),傳輸采集數(shù)據(jù)等,WSN具有本身的特性及優(yōu)勢。

網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大(節(jié)點(diǎn)數(shù)量多)

例如:對森林、草原進(jìn)行防火監(jiān)控、野生動(dòng)物活動(dòng)情況監(jiān)測、壞境監(jiān)測往往要布置大量的無線傳感器節(jié)點(diǎn),布設(shè)范圍也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般的局域網(wǎng)范圍。

布置大量的無線傳感器節(jié)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn):

提高整體監(jiān)測的精確度;

降低對單個(gè)節(jié)點(diǎn)的精確要求;

大量冗余節(jié)點(diǎn)的存在使得系統(tǒng)有較強(qiáng)的容錯(cuò)性。

圖4致遠(yuǎn)電子ZM32系列支持Mesh高組網(wǎng)性能模塊

自組織網(wǎng)絡(luò)

與局部網(wǎng)的布設(shè)不同,無線傳感器節(jié)點(diǎn)位置布設(shè)前不能事先確定(人員隨機(jī)布設(shè)),節(jié)點(diǎn)之間的互相鄰居關(guān)系也不能事先確定,因此要求節(jié)點(diǎn)具有自組織能力,能夠自動(dòng)進(jìn)行配置管理。

致遠(yuǎn)電子ZM32系列模塊不僅具備星型網(wǎng)絡(luò)的簡潔與低功耗,而且兼?zhèn)銶esh網(wǎng)絡(luò)的超遠(yuǎn)距離傳輸能力和自修復(fù)能力,采用了即放即用的智能路由算法,當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離超出通信范圍時(shí),只要在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間加入路由設(shè)備,其它任何網(wǎng)絡(luò)參數(shù)都不要修改即可恢復(fù)通信,便于施工安裝。

在混合型網(wǎng)絡(luò)中,路由器組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),而終端則在其周圍呈現(xiàn)星型分布。路由中繼擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離,同時(shí)提供了容忍故障的能力,在某些路由出現(xiàn)問題或強(qiáng)干擾時(shí),通信路徑會(huì)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整,以確保信息到達(dá)。

圖6 ZM32系列模塊自組網(wǎng)拓?fù)鋱D

可靠性強(qiáng)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)于普通局域網(wǎng)P2P通訊穩(wěn)定性:

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可靠:自組織網(wǎng)、動(dòng)態(tài)性保證基本的信息傳輸正常;

軟件可靠,信息保密性強(qiáng)。

《img alt=“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)到底有什么優(yōu)勢?” “=”“ data-cke-saved-src=”http://design.eccn.com/uploads/article/201904/20190403145823189.jpg“ src=”http://design.eccn.com/uploads/article/201904/20190403145823189.jpg“ width=”554“ height=”324/p/P“ p=”“ align=”leftZM32系列ZigBee模塊支持AES128通信加密和新設(shè)備登錄加密,采用非法設(shè)備從空中抓包也無法獲取數(shù)據(jù),保障數(shù)據(jù)傳輸安全。BRBRSTRONG以數(shù)據(jù)為中心/STRONGBRBR在互聯(lián)網(wǎng)中終端、主機(jī)、路由器、服務(wù)器等設(shè)備都有自己的IP地址。想訪問互聯(lián)網(wǎng)中資源,必須先知道存放資源的服務(wù)器的IP地址。所以互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)以地址為中心的網(wǎng)絡(luò)。BRBR而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是任務(wù)型網(wǎng)絡(luò),在WSN中,節(jié)點(diǎn)雖然也有編號(hào)。但是編號(hào)是否在整個(gè)WSN中統(tǒng)一取決于具體需要。BRBR“ img=”“》

ZM32系列ZigBee模塊支持三種通信方式:短地址通信、可修改的MAC地址通信以及指定數(shù)據(jù)幀內(nèi)的某一部分作為地址通信,三種通信方式可通過AT指令動(dòng)態(tài)切換,滿足客戶不同應(yīng)用需求。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品相對于有線產(chǎn)品具有成本低、范圍大、布設(shè)靈活、移動(dòng)支持等特點(diǎn),工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在力學(xué)參數(shù)檢測、工業(yè)監(jiān)控、智能電力、礦山安全、醫(yī)療健康、環(huán)境監(jiān)測等行業(yè)的應(yīng)用一直廣受重視;與此同時(shí),工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品也面臨著延長節(jié)點(diǎn)工作時(shí)間、增加通信距離、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等技術(shù)挑戰(zhàn)和尋找應(yīng)用場景等市場挑戰(zhàn)。

致遠(yuǎn)電子基于Silicon Labs EFR32MG1B系列無線SoC開發(fā)的ZM32系列低功耗、高可靠性的ZigBee 模塊,提供一個(gè)完整的基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)ISM頻段的應(yīng)用集成方案。

集成快捷易用的自組網(wǎng)功能,提供多路可配置的AD、IO、PWM接口,化繁為簡,大幅簡化無線產(chǎn)品復(fù)雜的開發(fā)過程,使您的產(chǎn)品以更低的成本快速投入市場。

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