无线传感器网络笔记
目錄
一?無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介
二?無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
三?路由協(xié)議
四 MAC協(xié)議
五 拓?fù)淇刂?/p>
六 WSN定位技術(shù)
七?時(shí)間同步
八 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)
九 ZigBee硬件平臺(tái)
十 NesC語言
十一?TinyOS操作系統(tǒng)
一?無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介
二?無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
三?路由協(xié)議
| 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) | 平面路由協(xié)議 |
| 層次路由協(xié)議 | |
| 數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂綏l數(shù) | 單路徑路由協(xié)議 |
| 多路徑路由協(xié)議 | |
| 路由是否由源節(jié)點(diǎn)指定 | 基于源路徑路由協(xié)議 |
| 非基于源路徑路由協(xié)議 | |
| 路由建立是否與查詢相關(guān) | 查詢驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議 |
| 非查詢驅(qū)動(dòng)路由協(xié)議 | |
| 節(jié)點(diǎn)是否編制、是否以地址標(biāo)識(shí)目的地 | 基于地址路由協(xié)議 |
| 非基于地址路由協(xié)議 | |
| 是否以地理位置來標(biāo)識(shí)目的地 | 基于地址路由協(xié)議 |
| 非基于地址路由協(xié)議? | |
| 路由建立時(shí)機(jī)與數(shù)據(jù)發(fā)送的先后關(guān)系 | 主動(dòng)路由協(xié)議 |
| 按需路由協(xié)議 | |
| 混合路由協(xié)議 | |
| 路由選擇是否考慮QoS約束 | 保證QoS路由協(xié)議 |
| 非保證QoS路由協(xié)議 | |
| 是否以數(shù)據(jù)類型來尋找路徑 | 基于數(shù)據(jù)路由協(xié)議 |
| 非基于數(shù)據(jù)路由協(xié)議 |
優(yōu)點(diǎn):元數(shù)據(jù)的傳輸耗能相對(duì)較少;只廣播其他節(jié)點(diǎn)沒有的數(shù)據(jù),減少了能耗;不維護(hù)鄰居節(jié)點(diǎn)信息,適應(yīng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的情況。
缺點(diǎn):健壯性差,會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)盲點(diǎn),它的擴(kuò)展受限,如果sink對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)事件感興趣,sink周圍的節(jié)點(diǎn)能量會(huì)很快耗盡,不適用于高密度節(jié)點(diǎn)分部的情況。
缺點(diǎn):每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要通過GPS得到自己的地理信息,這大大的增加了節(jié)點(diǎn)的成本和復(fù)雜度,不適用于很多場(chǎng)合。
四 MAC協(xié)議
五 拓?fù)淇刂?/strong>
功率控制:為傳感器節(jié)點(diǎn)選擇合適的發(fā)射功率
睡眠調(diào)度:控制傳感器節(jié)點(diǎn)在工作狀態(tài)和睡眠狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換
六 WSN定位技術(shù)
不足:遮蓋或折射會(huì)引起接收端產(chǎn)生嚴(yán)重的測(cè)量誤差,因此精度較低。
缺點(diǎn):無線信號(hào)的傳輸速度快,時(shí)間測(cè)量上的很小誤差可導(dǎo)致很大的距離誤差值,另外要求傳感器節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力較強(qiáng)。
缺點(diǎn):僅在各向同性的密集網(wǎng)絡(luò)中,利用校正值才能合理地估算平均每跳距離。
七?時(shí)間同步
原理:利用無線鏈路層廣播信道特點(diǎn),一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送廣播消息,在同一個(gè)廣播域的其他節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收廣播消息,并記錄該點(diǎn)的時(shí)間戳。之后接收節(jié)點(diǎn)通過消息交換它們的時(shí)間戳,通過比較和計(jì)算達(dá)到時(shí)間同步。
優(yōu)缺點(diǎn):精度高,能廣泛應(yīng)用于商用硬件設(shè)備和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中已有的軟件,不需要訪問操作系統(tǒng)的底層。缺點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)間必須交換含有時(shí)間信息的附加消息,復(fù)雜度高。
分級(jí):目的是建立分級(jí)的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò),每個(gè)節(jié)點(diǎn)有個(gè)級(jí)別。只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)定為零級(jí),叫做根節(jié)點(diǎn)。
同步:i級(jí)節(jié)點(diǎn)與i-1級(jí)節(jié)點(diǎn)同步,最后所有的節(jié)點(diǎn)都與根節(jié)點(diǎn)同步,從而達(dá)到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步。
八 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)
缺點(diǎn):節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)路由只有唯一的一條路徑。
缺點(diǎn):信息只有唯一的路由通道,另外信息的路由是由協(xié)議棧層處理的,整個(gè)路由過程對(duì)于應(yīng)用層是完全透明的。
九 ZigBee硬件平臺(tái)
十 NesC語言
模塊:主要用C語言實(shí)現(xiàn)的組件規(guī)范,它是組件的功能實(shí)體,主要包括命令、事件、任務(wù)等具體實(shí)現(xiàn)。
配件:通過接口將不同組件連接起來,成為邏輯和功能的統(tǒng)一體。主要功能是用于組件的功能和相互間連接形式的描述。
作用:進(jìn)行功能描述。
十一?TinyOS操作系統(tǒng)
輕量線程在TinyOS以任務(wù)方式體現(xiàn),系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)會(huì)不斷地從任務(wù)隊(duì)列中提取任務(wù),完成任務(wù)后再提取下一任務(wù),直到任務(wù)隊(duì)列中沒有任務(wù)。如果沒有任務(wù),系統(tǒng)進(jìn)入節(jié)能狀態(tài)。
TinyOS中輕量線程的實(shí)現(xiàn):任務(wù)隊(duì)列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、TinyOS中任務(wù)調(diào)度機(jī)制。
優(yōu)點(diǎn):提高了程序的可移植性和簡(jiǎn)化程序開發(fā),隱藏特定平臺(tái)的硬件接口實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),為操作系統(tǒng)提供統(tǒng)一的虛擬硬件平臺(tái)接口,使其具有硬件無關(guān)性,可在多種平臺(tái)上進(jìn)行移植。
總結(jié)
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