概覽 無線通信技術得益于其自由靈活、分布式能力、及低成本等優(yōu)勢，其應用無處不在。無線傳感器網(wǎng)絡（WSNs）逐漸成為下一波無線技術，支持在大面積的實體系統(tǒng)中實現(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，WSN系統(tǒng)還包括網(wǎng)關，用于收集數(shù)據(jù)并提供與PC或嵌入式控制器主機應用程序的連接。 為了有效使用這項潛力巨大的技術，首先必須克服相關問題所帶來的挑戰(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。工程師和科學家在過去20年內通過NILabVIEW應對上述挑戰(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還添加了實時系統(tǒng)編程，現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）、ARM微處理器等能力。現(xiàn)在，通過LabVIEW無線傳感器網(wǎng)絡（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NIWSN節(jié)點。最終獲得的嵌入式軟件能幫助用戶延長電池壽命，實現(xiàn)自定義分析，并通過嵌入式?jīng)Q策縮短響應時間。 目錄 使用圖形化編程快速開發(fā)的優(yōu)勢 延長電池壽命 實現(xiàn)自定義分析 通過嵌入式?jīng)Q策縮短響應時間 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)應用標準的圖形化編程方法來向NI無線傳感器節(jié)點添加智能

ABI Research的報告，無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)市場目前處于發(fā)展的初期階段，從2007年開始應該逐漸展現(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，也不需要進行廣泛的測試。無線傳感器網(wǎng)絡中的許多器件使用的正是符合IEEE 802.15.4物理射頻標準的芯片，包括ZIGBEE協(xié)議，以及類似的、與之構成競爭的Zensys公司的Z-Wave和SmartLabs公司的Insteon，這三種技術都爭相打入住宅無線傳感器網(wǎng)絡，爭奪對家庭自動化市場的控制權。 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技術可能是最佳選擇，ZigBee標準已經(jīng)定義了針對照明設備和電器的協(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用機會，在應用不斷擴大的同時，市場也對于ZigBee技術提出了更高的要求，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)點的網(wǎng)狀網(wǎng)絡支持、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)品能在全球各地運行在無需授權的頻帶，包括2.4GHZ(全球)、9

無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)由一些獨立、完全嵌入式操作的小體積低功耗節(jié)點組成，這些節(jié)點能夠檢測來自目標環(huán)境的數(shù)據(jù)或控制目標環(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程、或通過嵌入式應用程序進行管理。這些節(jié)點的數(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)點組成。 許多無線傳感器網(wǎng)絡采用私有標準實現(xiàn)無線組網(wǎng)，但最近的趨勢是逐漸向標準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準。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構建的ZigBee還提供網(wǎng)絡和應用層規(guī)范。 ZigBee具有許多優(yōu)點，包括可以實現(xiàn)多跳路由和數(shù)據(jù)發(fā)送的網(wǎng)格協(xié)議、安全規(guī)范和針對應用層互操作性的整套參數(shù)設置?？傊琙igBee向嵌入式應用開發(fā)人員提供了管理網(wǎng)絡以及連接其它節(jié)點的更高抽象層次。 雖然本文主要討論的是ZigBee，但其中許多觀點和結論同樣也適用于采用802.15.4 MAC和PHY的其它標準。為了避免出現(xiàn)混亂，后文假設我們的目標設計涉及的是使用網(wǎng)格路由協(xié)議、802.15.4兼容調制方案和介質訪問協(xié)議的多跳網(wǎng)絡。本文還假設讀者對ZigBee和802.15.4規(guī)范已有基本了解。 網(wǎng)絡組織和規(guī)模 網(wǎng)絡組織和規(guī)模也許是最重要的設計選項，它往往對接下來的設計過程起著告知和指導作用。它還有約束作用，因為大型網(wǎng)絡通常更難設計和維護。幸運的是，如今已經(jīng)有方法能輕松實現(xiàn)和維護非常大的網(wǎng)絡。 目前最先進的ZigBee網(wǎng)絡規(guī)模在300

無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)由一些獨立、完全嵌入式操作的小體積低功耗節(jié)點組成，這些節(jié)點能夠檢測來自目標環(huán)境的數(shù)據(jù)或控制目標環(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程、或通過嵌入式應用程序進行管理。這些節(jié)點的數(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)點組成。 許多無線傳感器網(wǎng)絡采用私有標準實現(xiàn)無線組網(wǎng)，但最近的趨勢是逐漸向標準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準。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構建的ZigBee還提供網(wǎng)絡和應用層規(guī)范。 ZigBee具有許多優(yōu)點，包括可以實現(xiàn)多跳路由和數(shù)據(jù)發(fā)送的網(wǎng)格協(xié)議、安全規(guī)范和針對應用層互操作性的整套參數(shù)設置?？傊?，ZigBee向嵌入式應用開發(fā)人員提供了管理網(wǎng)絡以及連接其它節(jié)點的更高抽象層次。 雖然本文主要討論的是ZigBee，但其中許多觀點和結論同樣也適用于采用802.15.4 MAC和PHY的其它標準。為了避免出現(xiàn)混亂，后文假設我們的目標設計涉及的是使用網(wǎng)格路由協(xié)議、802.15.4兼容調制方案和介質訪問協(xié)議的多跳網(wǎng)絡。本文還假設讀者對ZigBee和802.15.4規(guī)范已有基本了解。 網(wǎng)絡組織和規(guī)模 網(wǎng)絡組織和規(guī)模也許是最重要的設計選項，它往往對接下來的設計過程起著告知和指導作用。它還有約束作用，因為大型網(wǎng)絡通常更難設計和維護。幸運的是，如今已經(jīng)有方法能輕松實現(xiàn)和維護非常大的網(wǎng)絡。 目前最先進的ZigBee網(wǎng)絡規(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)絡解決方案，對系統(tǒng)的硬軟件組成及設計進行了仔細的說明。 ZigBee協(xié)議框架 ZigBee協(xié)議是一種低成本、低功耗、低速率嵌入式設備互相間及與外界網(wǎng)絡通信的組網(wǎng)解決方案，它是ZigBee聯(lián)盟基于IEEE 802.15.4技術標準物理層和媒體訪問控制層（MAC層）協(xié)議對網(wǎng)絡層協(xié)議和API進行標準化而制定的無線局域網(wǎng)組網(wǎng)、安全和應用軟件方面的技術標準。 ZigBee協(xié)議棧結構如圖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，使用直接序列擴頻技術，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)包的鏈路質量指示、空閑信道估、收發(fā)數(shù)據(jù)等。 圖1 ZigBee協(xié)議棧結構 ZigBee的MAC層負責設備間無線數(shù)據(jù)鏈路的建立、維護和結束，確認模式的數(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校驗值組成。 網(wǎng)絡層為ZigBee協(xié)議棧的核心部分，實現(xiàn)節(jié)點接入或離開網(wǎng)絡、路由查找及傳送數(shù)據(jù)等功能，支持星形、樹形、網(wǎng)絡三種拓撲結構，網(wǎng)絡拓撲結構根據(jù)具體的ZigBee應用來選擇節(jié)點按功能分為全功能設備(FFD)、簡化功能設備(RFD)、協(xié)調器(ZCRD)和路由器，

摘要 無線傳感器網(wǎng)絡通常采用電池供電，放置在沒有基礎結構的地方，節(jié)點的通信能力十分有限。這就要求傳感器節(jié)點具有自組織的能力，自動形成轉發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)的多跳無線網(wǎng)絡。本文提出一種簡單、易實現(xiàn)的自組織協(xié)議，選用MSP430F149單片機設計微型傳感器節(jié)點，并實現(xiàn)了一種低功耗無線網(wǎng)絡。 關鍵詞 無線傳感器網(wǎng)絡 自組織協(xié)議 低功耗 引言 無線傳感器網(wǎng)絡具有非常廣闊的應用前景[1]。文獻[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)點以廣播的形式發(fā)送消息，接收到消息的節(jié)點再以廣播形式轉發(fā)數(shù)據(jù)包給所有的鄰節(jié)點，這個過程重復執(zhí)行，直到數(shù)據(jù)包到達目的地或者達到預先設定的最大跳數(shù)。文獻 [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)絡設計的低功耗自適應聚類路由算法，主要通過隨機選擇聚類首領、平均分攤中繼通信業(yè)務來實現(xiàn)。文獻[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)送真實的數(shù)據(jù)之前，傳感器節(jié)點廣播采集數(shù)據(jù)的描述信息元數(shù)據(jù)，當有相應的請求時，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)絡的自組織算法上取得進展，但是，F(xiàn)looding存在消息“內爆”和“重疊” 的缺陷；LEACH的動態(tài)分簇帶來了拓撲變換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（Wireless Sensor 無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展得益于微機電系統(tǒng)以及處理器、存儲技術的發(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)點逐步成為現(xiàn)實。無線傳感器網(wǎng)絡綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、分布式信息處理技術和通信技術，各個節(jié)點能夠協(xié)同地實時監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡分布區(qū)域內的各種環(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)絡具有可快速部署、可自組織和高容錯性的特點，因此非常適合在軍事上應用。比如通過飛機將傳感器節(jié)點撒播在戰(zhàn)場上，可以組成網(wǎng)絡對戰(zhàn)場中化學武器的使用、敵方車輛和士兵的運動進行及時的監(jiān)測和報告。同時，無線傳感器網(wǎng)絡對于比較惡劣的環(huán)境和人不宜到達的場所也非常適用，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)域以及地震和火災等突發(fā)災難現(xiàn)場的監(jiān)控。另外，它還可用于城市的交通監(jiān)測，醫(yī)療機構的病員及環(huán)境監(jiān)測，大型車間原材料和倉庫貨物進出情況的監(jiān)測，以及機場、大型工業(yè)園區(qū)的安全監(jiān)測。無線傳感器網(wǎng)絡可以使人們在任何時間、地點和任何環(huán)境條件下獲取大量信息。因此，這種網(wǎng)絡系統(tǒng)可以被廣泛地應用于國防軍事、國家安全、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、反恐抗災等領域?？梢哉f無線傳感器網(wǎng)絡是信息感知和采集的一場革命，是21世紀最重要的技術之一。 2、無線傳感器網(wǎng)絡 在討論無線傳感器網(wǎng)絡之前，有必要了解無線傳感器網(wǎng)絡的組成和協(xié)議框架。典型的無線傳感器網(wǎng)絡如圖1所示。 圖1無線傳感器網(wǎng)絡的典型結構 無線傳感器網(wǎng)絡的協(xié)議框架如圖2所示，包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層

0 引言 基于IEEE802.15.4的無線傳感器網(wǎng)絡由于廉價、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)、科學和醫(yī)療）頻段的特點[1]，將在自動控制、環(huán)境監(jiān)測等領域得到廣泛應用，在對無線傳感器網(wǎng)絡深入研究的基礎上，我們選用了Helicomm公司新推出的IP-link1200模塊搭建了一個驗證系統(tǒng)，實現(xiàn)了對目標點溫度指標與濕度指標的實時監(jiān)測控制功能。 1 驗證系統(tǒng)總體方案設計 無線傳感器網(wǎng)絡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)絡與傳感器控制器連接，構成無線傳感器網(wǎng)絡，典型的網(wǎng)絡結構如圖1所示。 無線傳感器節(jié)點經(jīng)多跳轉發(fā)，通過網(wǎng)關接入網(wǎng)絡，在網(wǎng)絡的任務管理節(jié)點對傳感器信息進行管理、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)絡相比，無線傳感器網(wǎng)絡具有一些明顯特征： a）以數(shù)據(jù)為中心，以無連接方式傳輸數(shù)據(jù)； b）網(wǎng)絡的拓撲結構變化不大，主要是舊節(jié)點的離開和新節(jié)點的加入； c）網(wǎng)絡結點密度高，傳感器節(jié)點數(shù)量眾多，單位面積擁有的節(jié)點數(shù)遠遠大于傳統(tǒng)的Ad hoc網(wǎng)絡； d）傳感器節(jié)點由電池供電，節(jié)點能量有限； e）網(wǎng)絡還應該具有容錯能力[3]。 對于無線傳感器網(wǎng)絡協(xié)議，IEEE802.15.4滿足OSI-RM（開放系統(tǒng)互連參考模型）標準，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的有關組網(wǎng)、安全和應用軟件方面的技術標準，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)絡因其巨大的應用前景越來越受到學術界和工業(yè)界的廣泛關注。本文介紹了無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的體系結構，分析比較了國內外當前典型的硬件平臺，重點討論了目前無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點常用的處理器、射頻芯片、電源和傳感器各自的優(yōu)缺點，并詳細比較了目前應用于無線傳感器網(wǎng)絡的無線通信技術。 關鍵詞 無線傳感器網(wǎng)絡硬件平臺 低功耗 無線通信 引 言 無線傳感器網(wǎng)絡WSN(Wireless Sensol Network)是一種由傳感器節(jié)點構成的網(wǎng)絡，能夠實時地監(jiān)測、感知和采集節(jié)點部署區(qū)的觀察者感興趣的感知對象的各種信息(如光強、溫度、濕度、噪音和有害氣體濃度等物理現(xiàn)象)，并對這些信息進行處理后以無線的方式發(fā)送出去，通過無線網(wǎng)絡最終發(fā)送給觀察者。無線傳感器網(wǎng)絡在軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療護理、智能家居、工業(yè)生產(chǎn)控制以及商業(yè)等領域有著廣闊的應用前景。 在傳感器網(wǎng)絡中，傳感器節(jié)點具有端節(jié)點和路由的功能：一方面實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和處理；另一方面實現(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)點發(fā)送的數(shù)據(jù)進行綜合，轉發(fā)路由到網(wǎng)關節(jié)點。網(wǎng)關節(jié)點往往個數(shù)有限，而且常常能量能夠得到補充；網(wǎng)關通常使用多種方式(如Internet、衛(wèi)星或移動通信網(wǎng)絡等)與外界通信。而傳感器節(jié)點數(shù)目非常龐大，通常采用不能補充的電池提供能最；傳感器節(jié)點的能量一旦耗盡，那么該節(jié)點就不能進行數(shù)據(jù)采集和路由的功能，直接影響整個傳感器網(wǎng)絡的健壯性和生命周期。因此，傳感器網(wǎng)絡主要研究的是傳感器網(wǎng)絡節(jié)點。具體應用不同，傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的設計也不盡相同，但是其基本結構是一樣的。傳感器網(wǎng)絡節(jié)點一般由處理器單元、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)絡是工業(yè)過程控制領域新興的最具有吸引力的技術之一，因為這些網(wǎng)絡允許在信號場內布置計算能力，而以往這樣做會因成本而受限。 因為新傳感器節(jié)點價格低廉，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)設置內無法部署常規(guī)有線傳感器的領域。 由于這些新型低功率傳感器能隨處可用，工業(yè)工程師預想了它們的應用，早期使用者也開始了與ZigBee和其它無線協(xié)議有關的試運行項目。然而，隨著組織開始采用這些無線傳感器和控制網(wǎng)絡，兩大重要的障礙也隨之而來：部署無線傳感器網(wǎng)絡極度耗費時間，因為研制管理網(wǎng)絡和元件的軟件很復雜——尤其是工業(yè)設置內的應用，網(wǎng)絡需要執(zhí)行高級功能；而且領先的無線協(xié)議(如ZigBee/802.14.5、802.11g和802.11s等)不完全支持工業(yè)應用特定的技術需求。 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)絡技術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)絡難以部署而且耗費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)絡部署將原本設計不在一起工作的物體弄到了一塊： a)傳感器網(wǎng)絡內的設備(如專有的ZigBee設備) b)現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡 c)企業(yè)計算系統(tǒng)內現(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 隨著微機電技術、低功耗嵌入式技術和通信技術的飛速發(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用。這些由無線微型傳感器組成的傳感器網(wǎng)絡能夠協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡分布區(qū)域內的各種環(huán)境或檢測對象的信息，并對這些信息進行處理，傳送到需要這些信息的用戶。這便是被美國商業(yè)周刊認定的21世紀最具影響力的21項技術之一——無線傳感器網(wǎng)絡(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的“室內自動導航系統(tǒng)”——稱為“無線復眼系統(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，通過空中大量分布的無線節(jié)點對智能車提供行為控制，因此是一個采用無線傳感器網(wǎng)絡實現(xiàn)的機器人導航系統(tǒng)。 WiME涉及兩個路由問題：一個是在地理空間的機器人路徑規(guī)劃，另一個是在分散的通信節(jié)點之間的信息通信路由。復眼可以作為機器人導航過程中的電子燈塔；無線復眼網(wǎng)絡可以被認為是描述地理空間的一個拓撲圖、地理路徑規(guī)劃，也可以被簡化為一個網(wǎng)絡拓撲圖中的路徑規(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)點的語義定義為基礎。 為了在WiME這樣一個采用無線傳感器網(wǎng)絡技術的系統(tǒng)的節(jié)點上實現(xiàn)完整地圖的機器人導航，本設計使用一種單步方向查詢的路徑存儲和查詢系統(tǒng)。為了進一步減小資源有限的無線傳感器節(jié)點中的路徑信息

無線傳感器網(wǎng)絡的網(wǎng)絡拓撲結構是組織無線傳感器節(jié)點的組網(wǎng)技術，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)絡的集中式結構類似移動通信的蜂窩結構，集中管理；無線傳感器網(wǎng)絡的分布式結構，類似Ad Hoc網(wǎng)絡結構，可自組織網(wǎng)絡接人連接，分布管理；無線傳感器網(wǎng)絡的混合式結構包括集中式和分布式結構的組合。無線傳感器網(wǎng)絡的網(wǎng)狀式結構，類似Mesh網(wǎng)絡結構，網(wǎng)狀分布連接和管理。如果按照節(jié)點功能及結構層次來看，無線傳感器網(wǎng)絡通?？煞譃槠矫婢W(wǎng)絡結構、分級網(wǎng)絡結構、混合網(wǎng)絡結構，以及Mesh網(wǎng)絡結構。無線傳感器節(jié)點經(jīng)多跳轉發(fā)，通過基站或匯聚節(jié)點或網(wǎng)關接人網(wǎng)絡，在網(wǎng)絡的任務管理節(jié)點對感應信息進行管理、分類和處理，再把感應信息送給應用用戶使用。研究和開發(fā)有效、實用的無線傳感器網(wǎng)絡結構，為構建高性能的無線傳感器網(wǎng)絡十分重要，因為網(wǎng)絡的拓撲結構嚴重制約無線傳感器網(wǎng)絡通信協(xié)議（如MAC協(xié)議和路由協(xié)議）設計的復雜度和性能的發(fā)揮。下面根據(jù)節(jié)點功能及結構層次分別加以介紹。 （1）平面網(wǎng)絡結構 平面網(wǎng)絡結構是無線傳感器網(wǎng)絡中最簡單的一種拓撲結構，如圖1所示，所有節(jié)點為對等結構，具有完全一致的功能特性，也就是說每個節(jié)點均包含相同的MAC、路由、管理和安全等協(xié)議。這種網(wǎng)絡拓撲結構簡單，易維護，具有較好的健壯性，事實上就是一種Ad Hoc網(wǎng)絡結構形式。由于沒有中心管理節(jié)點，故采用自組織協(xié)同算法形成網(wǎng)絡，其組網(wǎng)算法比較復雜。 圖1 無線傳感器平面網(wǎng)絡結構 （2）分級網(wǎng)絡結構（也稱層次網(wǎng)絡結構） 分級網(wǎng)絡結構是無線傳感器網(wǎng)絡中平面網(wǎng)絡結構的一種擴展拓撲結構，如圖2所示，網(wǎng)絡分為上層和

由于大多數(shù)無線傳感器網(wǎng)絡應用都是由大量傳感器節(jié)點構成的，共同完成信息收集、目標監(jiān)視和感知環(huán)境的任務。因此，在信息采集的過程中，采用各個節(jié)點單獨傳輸數(shù)據(jù)到匯聚節(jié)點的方法顯然是不合適的。因為網(wǎng)絡存在大量冗余信息，這樣會浪費大量的通信帶寬和寶貴的能量資源。此外，還會降低信息的收集效率，影響信息采集的及時性。 為避免上述問題，人們采用了一種稱為數(shù)據(jù)融合（或稱為數(shù)據(jù)匯聚）的技術。所謂數(shù)據(jù)融合是指將多份數(shù)據(jù)或信息進行處理，組合出更高效、更符合用戶需求的數(shù)據(jù)的過程。在大多數(shù)無線傳感器網(wǎng)絡應用當中，許多時候只關心監(jiān)測結果，并不需要收到大量原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)融合是處理該類問題的有效手段。 1．數(shù)據(jù)融合技術的產(chǎn)生背景來自于數(shù)據(jù)融合的幾個重要作用 （1）節(jié)省能量 由于部署無線傳感器網(wǎng)絡時，考慮了整個網(wǎng)絡的可靠性和監(jiān)測信息的準確性（即保證一定的精度），需要進行節(jié)點的冗余配置。在這種冗余配置的情況下，監(jiān)測區(qū)域周圍的節(jié)點采集和報告的數(shù)據(jù)會非常接近或相似，即數(shù)據(jù)的冗余程度較高。如果把這些數(shù)據(jù)都發(fā)給匯聚節(jié)點，在已經(jīng)滿足數(shù)據(jù)精度的前提下，除了使網(wǎng)絡消耗更多的能量外，匯聚節(jié)點并不能獲得更多的信息。而采用數(shù)據(jù)融合技術，就能夠保證在向匯聚節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)之前，處理掉大量冗余的數(shù)據(jù)信息，從而節(jié)省了網(wǎng)內節(jié)點的能量資源。 （2）獲取更準確的信息 由于環(huán)境的影響，來自傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)存在著較高的不可靠性。通過對監(jiān)測同一區(qū)域的傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進行綜合，有效地提高獲取信息的精度和可信度。 （3）提高數(shù)據(jù)收集效率 網(wǎng)內進行數(shù)據(jù)融合，減少網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸量，降低傳輸擁塞，降低數(shù)據(jù)傳輸延遲，減少傳輸數(shù)據(jù)沖突碰撞現(xiàn)象，可在一定程度上提高網(wǎng)絡收集

在很多無線傳感器網(wǎng)絡應用中，沒有節(jié)點位置信息的監(jiān)測信息往往毫無意義。當監(jiān)測到事件發(fā)生時，關心的一個重要問題就是該事件發(fā)生的位置，如森林火災監(jiān)測，天然氣管道泄漏監(jiān)測等。這些事件的發(fā)生，首先需要知道的就是自身的地理位置信息。定位信息除了用來報告事件發(fā)生的地點外，還可用于目標跟蹤、目標軌跡預測、協(xié)助路由以及網(wǎng)絡拓撲管理等。 常見的定位技術如全球定位系統(tǒng)（globe position system，GPS）是目前應用最廣的、最成熟的定位系統(tǒng)，通過衛(wèi)星的授時和測距來對用戶節(jié)點進行定位，具有較高的定位精度，實時性較好，抗干擾能量強。但是，使用GPS技術定位只適合于視距通信的場合，即室外無遮擋的環(huán)境，用戶節(jié)點通常能耗高、體積大且成本也較高，還需要固定基礎設施等，這不太適合低成本自組織無線傳感器網(wǎng)絡。另外，機器人領域采用的定位技術也與無線傳感器網(wǎng)絡的定位技術不同，盡管二者非常相似，節(jié)點都具有自組織和移動特性，但是機器人節(jié)點數(shù)量少，節(jié)點能量充足且攜帶精確的測距設各，這在一般的能量受限的無線傳感器網(wǎng)絡中很難滿足類似的條件。由于資源和能量受限的無線傳感器網(wǎng)絡對定位的算法和定位技術都提出了較高的要求。因此，無線傳感器網(wǎng)絡的定位技術或定位算法通常需要具各以下重要特征：自組織特性，節(jié)點可能隨機分布或人工部署；能量高效特性，盡量采用低復雜度的定位算法，減少通信開銷，延遲網(wǎng)絡壽命；分布式計算特性，各個節(jié)點都計算自己的位置信息；魯棒性，可能監(jiān)測數(shù)據(jù)有誤差，要求定位算法具有良好的容錯性；節(jié)點位置計算的常用方法。 1．定位的基本方法 （1）三邊測量法（trilateration） 如圖1所示，已知A、B、C三個節(jié)點

智能交通系統(tǒng)(ITS)應用在城市交通中主要體現(xiàn)在微觀的交通信息采集、交通控制和誘導等方面，通過提高對交通信息的有效使用和管理來提高交通系統(tǒng)的效率，主要是由信息采集輸入、策略控制、輸出執(zhí)行、各子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳輸與通信等子系統(tǒng)組成。信息采集子系統(tǒng)通過傳感器采集車輛和路面信息，策略控制子系統(tǒng)根據(jù)設定的目標(如通行量最大、或平均候車時間最短等)運用計算方法(例如模糊控制、遺傳算法等)計算出最佳方案，并輸出控制信號給執(zhí)行子系統(tǒng)(一般是交通信號控制器)，以引導和控制車輛的通行，達到預設的目標。 無線傳感網(wǎng)促進智能交通的發(fā)展 智能交通系統(tǒng)(ITS)應用在城市交通中主要體現(xiàn)在微觀的交通信息采集、交通控制和誘導等方面，通過提高對交通信息的有效使用和管理來提高交通系統(tǒng)的效率，主要是由信息采集輸入、策略控制、輸出執(zhí)行、各子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳輸與通信等子系統(tǒng)組成。信息采集子系統(tǒng)通過傳感器采集車輛和路面信息，策略控制子系統(tǒng)根據(jù)設定的目標(如通行量最大、或平均候車時間最短等)運用計算方法(例如模糊控制、遺傳算法等)計算出最佳方案，并輸出控制信號給執(zhí)行子系統(tǒng)(一般是交通信號控制器)，以引導和控制車輛的通行，達到預設的目標。 無線傳感器網(wǎng)絡是一種融合短程無線通訊技術、微電子傳感器、嵌入式系統(tǒng)的新技術，逐漸被用于智能交通系統(tǒng)等需要數(shù)據(jù)采集與檢測的相關領域?；贗EEE802.15.4規(guī)范的ZigBee技術，具備以下良好特性：①功耗低，2節(jié)普通5號電池可支持一個節(jié)點工作6~24個月;②組網(wǎng)能力強，網(wǎng)絡最多可達個節(jié)點，并支持樹狀、星狀、網(wǎng)狀等多種組網(wǎng)方式;③傳輸距離遠，兩節(jié)點室外傳輸距離可達幾百米，在增加發(fā)射功率后可達幾千

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備，用于實時獲取、處理和傳輸各種環(huán)境數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡連接實現(xiàn)遠程監(jiān)測和控制的技術。面向IoT無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的增材制造模塊化平臺設計實現(xiàn)旨在為IoT應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)點的功能和性能。該模塊化平臺設計應包括以下關鍵方面：1. 硬件設計：設計支持不同類型傳感器接口的模塊化傳感器節(jié)點，包括CSNE151-104溫濕度傳感器、光照傳感器、加速計等，并提供靈活可擴展的硬件接口，以便用戶根據(jù)具體應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、藍牙、LoRa等，以實現(xiàn)與其他傳感器節(jié)點和基站的數(shù)據(jù)傳輸，保證數(shù)據(jù)的可靠性和實時性。同時考慮通信模塊的功耗優(yōu)化，延長傳感器節(jié)點的使用壽命。3. 電源管理：設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），并具備低功耗待機和休眠模式，以減小能耗并延長節(jié)點工作時間。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、身份驗證等措施，以確保傳感器網(wǎng)絡的安全性和隱私保護。綜上所述，面向IoT無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的增材制造模塊化平臺設計實現(xiàn)需要結合硬件、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)絡解決方案。

無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量分布在空間中的XC18V04VQ44C無線傳感器節(jié)點組成的網(wǎng)絡。每個節(jié)點都具有感知、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)絡的中心節(jié)點或其他節(jié)點。無線傳感器網(wǎng)絡具有以下幾個特點和挑戰(zhàn)。特點：1、分布式部署：無線傳感器節(jié)點是分布在空間中的，可以覆蓋較大的區(qū)域。節(jié)點之間的距離通常較近，可以形成密集的網(wǎng)絡覆蓋。2、自組織和自配置：無線傳感器節(jié)點可以自動組織成網(wǎng)絡，根據(jù)需要進行自配置，無需人工干預。節(jié)點之間可以進行自動的拓撲構建和路由選擇，以適應網(wǎng)絡的變化。3、資源受限：無線傳感器節(jié)點通常具有有限的計算能力、存儲能力和能量供應。節(jié)點的體積小、功耗低，資源有限，限制了節(jié)點的功能和性能。4、多跳通信：無線傳感器網(wǎng)絡中的節(jié)點通常通過多跳通信進行數(shù)據(jù)傳輸。節(jié)點之間的距離較近，可以通過多跳方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥繕斯?jié)點，從而實現(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)點可以進行自組織感知和處理。節(jié)點可以感知環(huán)境中的各種信息，如溫度、濕度、壓力等，然后進行本地處理和分析，以提取有用的信息。挑戰(zhàn)：1、能量管理：無線傳感器網(wǎng)絡中的節(jié)點通常由電池供電，能量是節(jié)點的重要資源。如何有效管理能量，延長節(jié)點的壽命，是無線傳感器網(wǎng)絡面臨的重要挑戰(zhàn)。2、網(wǎng)絡拓撲構建和路由選擇：無線傳感器網(wǎng)絡中的節(jié)點通常分布在空間中，網(wǎng)絡拓撲結構動態(tài)變化。如何構建有效的網(wǎng)絡拓撲結構，選擇合適的路由路徑，以實現(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)絡中的節(jié)點通過無線通信進行

無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Network，WSN）是一種由大量分布式傳感器節(jié)點組成的網(wǎng)絡系統(tǒng)，用于感知、采集和傳輸環(huán)境中的各種信息。為了實現(xiàn)低功耗和高效能的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設計，可以基于8位RISC（Reduced Instruction Set Computer）結構的低功耗MCU（MicroController Unit）進行設計。本文將從以下幾個方面介紹基于8位RISC結構低功耗MCU實現(xiàn)TCA6416APWR無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的設計。一、硬件設計1、MCU選擇：選擇具有8位RISC結構的低功耗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)實際應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，如低功耗藍牙模塊、ZigBee模塊等。二、軟件設計1、系統(tǒng)架構設計：設計無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的系統(tǒng)架構，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，并進行模數(shù)轉換。3、數(shù)據(jù)處理：對采集到的傳感器數(shù)據(jù)進行處理和分析，可以進行濾波、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)點或上位機。三、功耗優(yōu)化1、睡眠模式：利用MCU的睡眠模式來降低功耗，在無任務執(zhí)行時將MCU置于睡眠狀態(tài)，減少功耗。2、時鐘頻率調節(jié)：根據(jù)實際需求調節(jié)MCU的時鐘頻率，降低功耗

隨著信息技術的不斷發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Network，WSN）作為一種新型的網(wǎng)絡技術逐漸得到廣泛應用。無線傳感器網(wǎng)絡BAS16由大量的微型傳感器節(jié)點組成，這些節(jié)點可以感知、處理和傳輸環(huán)境信息，從而實現(xiàn)對環(huán)境的實時監(jiān)測和控制。然而，傳感器節(jié)點的能源有限，因此如何降低功耗成為無線傳感器網(wǎng)絡研究的重要問題。本文將著重介紹低功耗無線傳感器網(wǎng)絡技術。一、無線傳感器網(wǎng)絡的特點節(jié)點數(shù)量多：無線傳感器網(wǎng)絡由大量的傳感器節(jié)點組成，節(jié)點數(shù)量通常上千甚至上萬個。能源有限：傳感器節(jié)點通常使用電池供電，因此能源有限，節(jié)點的壽命受到限制。傳輸距離短：傳感器節(jié)點通常部署在相對密集的區(qū)域內，節(jié)點之間的距離較短，信號傳輸距離通常在幾十米到幾百米之間。自組織網(wǎng)絡：無線傳感器網(wǎng)絡通常是一種自組織網(wǎng)絡，節(jié)點之間可根據(jù)需要自動組成網(wǎng)絡。數(shù)據(jù)傳輸密集：無線傳感器網(wǎng)絡通常需要頻繁地進行數(shù)據(jù)傳輸，因此需要高效的數(shù)據(jù)傳輸機制。安全性要求高：無線傳感器網(wǎng)絡通常用于監(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)絡的實現(xiàn)為實現(xiàn)低功耗無線傳感器網(wǎng)絡，需要從節(jié)點設計、協(xié)議設計和網(wǎng)絡管理等方面入手。節(jié)點設計傳感器節(jié)點是無線傳感器網(wǎng)絡的基本組成單元，因此節(jié)點設計的功耗控制至關重要。（1）節(jié)能硬件設計：傳感器節(jié)點的硬件設計應具有低功耗、高性能的特點，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)點設計中，還需要采用一些功耗優(yōu)化算法，例如睡眠調度、數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)聚合等。協(xié)議設計協(xié)議設計是實現(xiàn)低功耗無線傳感器網(wǎng)絡的關鍵，主要包括網(wǎng)絡層、傳輸層和應用層協(xié)

傳感器節(jié)點是一種低價低功耗的微嵌入式設備，必然導致處理能力弱，存儲容量小。為完成各種任務，傳感器節(jié)點需要完成監(jiān)控數(shù)據(jù)的收集和轉換、數(shù)據(jù)的管理和處理、對聚集節(jié)點的任務請求和節(jié)點控制的響應。傳感器網(wǎng)絡設計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。節(jié)點初步處理和整合收集到的信息和其他節(jié)點轉發(fā)給它的信息，然后通過相鄰節(jié)點的接力傳輸?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)點是無線傳感器網(wǎng)絡的基本功能單元。傳感器節(jié)點的基本模塊包括：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)點的核心，負責整個節(jié)點的設備控制、任務分配和調度、數(shù)據(jù)集成和傳輸。傳感器節(jié)點的工作原理在傳感器節(jié)點中，電源模塊為節(jié)點提供能量，是整個無線傳感器節(jié)點的基本模塊。由于節(jié)點體積的限制，傳感器節(jié)點的能量非常有限。因此，在整個節(jié)點設計中，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)點的設計應該有很長的生命周期。

西蒙：無線傳感器網(wǎng)絡是一種先進的自然觀測解決方案，其自動化程度和數(shù)據(jù)質量肯定很好，因為我們將各種不同的功能結合起來，比如高分辨率的跟蹤技術，能夠跟蹤帶標簽的動物，并在小范圍內進行近距離感應。你為什么要為SiliconLabs選擇無線解決方案？這項創(chuàng)新的自然觀測技術允許直接近距離感應、高分辨率跟蹤和遠程數(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、覓食策略和生理學等科學知識開辟了一個新的領域。在本文中，兩位杰出的科學家還解釋了他們的研究成果，以及結合物聯(lián)網(wǎng)技術的優(yōu)點。如何收集無線傳感器網(wǎng)絡信息？西蒙：無線傳感器網(wǎng)絡是一種BQ2000TPN-B5先進的自然觀測解決方案，其自動化程度和數(shù)據(jù)質量肯定很好，因為我們將各種不同的功能結合起來，比如高分辨率的跟蹤技術，能夠跟蹤帶標簽的動物，并在小范圍內進行近距離感應?？蔁o線傳送的標簽可輕到1克，包括外殼和電池；具有遠距離下載能力的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，并且有大量的數(shù)據(jù)，那么這些標簽能夠互相交換信息，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。該標簽具有近距離記錄和定位功能，可在兩個不同頻率運行。我們必須使用三個獨立的IC來支持這些功能，然后才能使用SiliconLabs產(chǎn)品。但是，SiliconLabs的

IPC是目前實現(xiàn)方式中最典型的一種，制造商將各種接口模塊(卡)設計成模塊化，與通用主機模塊相結合，以達到通用計算機與特定通信系統(tǒng)連接的目的，用戶購買時可根據(jù)需要選擇接口模塊(卡)和通用主機滿足處理能力，從而構建出數(shù)據(jù)網(wǎng)關的硬件平臺，在此基礎上開發(fā)專用數(shù)據(jù)處理軟件，實現(xiàn)強大的數(shù)據(jù)分析、存儲、轉發(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，其中最常用的是現(xiàn)場總線協(xié)議；而在企業(yè)的管理運行系統(tǒng)中，主要節(jié)點采用TCP/IP協(xié)議作為通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)不同應用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信，打通不同應用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通道，實現(xiàn)生產(chǎn)指令的快速下達和生產(chǎn)狀態(tài)的快速發(fā)布等數(shù)據(jù)分析、存儲、轉發(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)關技術出現(xiàn)和發(fā)展的客觀要求。數(shù)據(jù)網(wǎng)關的作用是連接不同的通信系統(tǒng)，BB132實現(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)議所允許的接口進行軟件連接，通過數(shù)據(jù)的接收和處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉發(fā)。DataGateway需要兩個元素：接口和數(shù)據(jù)處理。隨著現(xiàn)代計算機技術的發(fā)展，界面選擇的豐富和操作能力的提高，使得具有相應界面的計算機，通過相應的數(shù)據(jù)處理軟件的安裝，成為一個數(shù)據(jù)入口。IPC是目前實現(xiàn)方式中最典型的一種，制造商將各種接口模塊(卡)設計成模塊化，與通用主機模塊相結合，以達到通用計算機與特定通信系統(tǒng)連接的目的，用戶購買時可根據(jù)需要選擇接口模塊(卡)和通用主機滿足處理能力，從而構建出數(shù)據(jù)網(wǎng)關的硬件平臺，在此基礎上開發(fā)專用數(shù)據(jù)處理軟件，實現(xiàn)強大的數(shù)據(jù)分析、存儲、轉發(fā)等功能。其基本功能是實現(xiàn)不同通信協(xié)議

我們知道，傳統(tǒng)工業(yè)的生產(chǎn)設備、產(chǎn)品的生產(chǎn)、檢修、追溯，大部分都是通過人工來操作，嚴重依賴老工人的經(jīng)驗判斷，而且傳承周期很長。因此可以預測，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)絡互聯(lián)為基礎，通過對工業(yè)數(shù)據(jù)的全面深度感知、實時傳輸交換、快速計算處理和高級建模分析，實現(xiàn)智能控制、運營優(yōu)化和生產(chǎn)組織方式變革的就是服務驅動型的新工業(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，通過建設以IP技術為基礎的網(wǎng)絡連接體系，實現(xiàn)工廠IT網(wǎng)絡與OT網(wǎng)絡的連接，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，實現(xiàn)產(chǎn)品、設備、原材料、產(chǎn)業(yè)鏈等詳細數(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?！すI(yè)互聯(lián)網(wǎng)3.0，通過人工智能、邊緣計算技術，實現(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，要確保物聯(lián)網(wǎng)的穩(wěn)定運行，離不開眾多感知技術的加持，其中最為關鍵的技術之一便是ADG506AKN傳感器。傳感器是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎和核心，是自動化智能設備的關鍵部件，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，將給傳感器企業(yè)帶來巨大的機會。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一方面給傳感器企業(yè)帶來了機會，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)絡技術講解，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)絡技術無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network, WSN)就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(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成了無線傳感器網(wǎng)絡的三個要素。無線傳感器網(wǎng)絡(wireless sensor network)簡稱WSN，是一種由大量小型傳感器所組成的網(wǎng)絡。這些小型傳感器一般稱作sensor node(傳感器節(jié)點)或者mote(灰塵)。此種網(wǎng)絡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)點是一種非常小型的計算機，一般由以下幾部分組成：1.處理器和內存(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.通訊設備(一般是無線電收發(fā)器或光學通信設備)。4.電池(一般是干電池，也有使用太陽能電池的)。5.其他設備，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)絡中的基站的作用是從各個傳感器節(jié)點收集數(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)絡是新一代的傳感器網(wǎng)絡。DL-WZXT無線傳感網(wǎng)絡綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現(xiàn)代網(wǎng)絡，是新一代的傳感器網(wǎng)絡,

在健康監(jiān)測環(huán)境下醫(yī)療監(jiān)測是一個由各個等級的醫(yī)療專業(yè)人士實施的嚴格的過程，但這些專業(yè)人士實施的過程中，仍然不能避免意外的人為錯誤。在健康監(jiān)測環(huán)境中，人為錯誤應該減少到零，但是這通常是達不到的。因此在過去的十年，針對減少醫(yī)療過程中的人為錯誤開展了很多研究工作。研究者已經(jīng)從信息通信技術（lank">ICT）入手來減少醫(yī)療過程中的人為錯誤。需要說明的是ICT所帶來的創(chuàng)新不僅僅是提高患者自動監(jiān)測過程的可實施性，更重要的是極大的提高了該過程可靠性。無線傳感器網(wǎng)絡技術是信息通信技術方面比較好的技術，最初是用于軍事方面戰(zhàn)場上的的監(jiān)測，無線AD537JD傳感器技術還有很多別的應用，例如環(huán)境學習、動物保護、生產(chǎn)線、樓宇安全，這樣便使無線傳感器網(wǎng)絡可以應用于醫(yī)療環(huán)境來提高病患監(jiān)視的可信度?；旧希瑹o線傳感器設備的尺寸非常小，這樣可以更好的應用于監(jiān)測病人的身體健康狀況，從而解決醫(yī)生或者護士難以全天隨時隨地守護病人的問題。同時肯定可以實現(xiàn)一個全球一體化的可能性，通過因特網(wǎng)發(fā)送該重要病人的身體健康信息到別的專家醫(yī)生的手持設備，因為現(xiàn)在任何一個醫(yī)生都有手持設備。所以考慮到這些方面，就得更多的提到無線拓撲網(wǎng)絡，它是LAN的擴展，同時在有限的布線數(shù)量的情況下有比較遠范圍的通信距離，這樣使重要的信息能通過處于無線傳感器拓撲網(wǎng)絡（WSMN）中的傳感器來傳送，無線傳感器拓撲網(wǎng)絡（WSMN）是無線傳感器和拓撲網(wǎng)絡的組合。當網(wǎng)絡部署好后，它同時提供了不同的機能來提高環(huán)境的監(jiān)測能力。另外一個ICT的革新是無線射頻識別（RFID），它不僅僅用于病患的監(jiān)測，還用于醫(yī)療設備醫(yī)療手術設備的管理、藥品的管理以及危險醫(yī)

日前有報道稱，英特爾正在聯(lián)合初創(chuàng)公司Ozmo力推WiFi方案以期取代藍牙成為無線個人局域網(wǎng)(PAN)行業(yè)標準，而WiFi的目標還不僅在于藍牙，ZigBee在無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)領域主流地位也面臨岌岌可危的局面，借助低功耗WiFi解決方案，初創(chuàng)公司GainSpan稱他們已經(jīng)擁有了在這場陣地戰(zhàn)中取得勝利的重量級武器，英特爾則再一次成為了幕后的推動者。創(chuàng)新之路“GainSpan為低功耗和低占空比的應用提供WiFi解決方案，我們針對WiFi無線傳感器網(wǎng)絡推出的產(chǎn)品GS1010能夠確保在一節(jié)AA電池供電下長達5～10年的使用時間(具體數(shù)字取決于不同應用中的采樣頻率)?！盙ainspan公司總裁兼首席執(zhí)行官VijayParmar對《國際電子商情》表示。在2006年帶隊成立GainSpan之前，Parmar曾在英特爾公司工作四年。GainSpan創(chuàng)新的種子來自于英特爾內部孵化器“新業(yè)務規(guī)劃小組”的一個項目?！霸谟⑻貭柟ぷ鞯臅r候，我所在的開發(fā)團隊被分配進行WSN的市場研究，”Parmar介紹道?！爱敃r我們首先想到的便是聲稱能夠滿足超低功耗需求的ZigBee，不過最終卻把研究對象轉向了WiFi。對于WiFi來說，要滿足無WSN要求最關鍵的就是功耗問題，因為人們印象中這是一種相當耗電的無線技術。好在2005年末，在得到來自英特爾內部的資金支持之前，我們就已經(jīng)完成了大約80%左右的工作。”盡管新業(yè)務規(guī)劃小組旗下的許多項目最終都會并入到英特爾的主要產(chǎn)品線中去，但是由于與主營業(yè)務相關度不是很大，英特爾最終決定將Parmar所在的團隊從公司拆分出去。于是2006年9月，在英特爾創(chuàng)投和其他三個投資公司1

2011年12月23日，全球領先的高性能模擬集成電路制造商凌力爾特公司宣布收購領先的低功率無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)技術供應商DustNetworks公司。DustNetworks位于加州海沃德(Hayward,CA)，此次收購將使凌力爾特能夠提供完整的高性能無線傳感器網(wǎng)絡解決方案。DustNetworks公司的低功耗無線電和軟件技術補充了凌力爾特在工業(yè)設備、電源管理和能量收集BA595E6393技術方面的優(yōu)勢。 DustNetworks業(yè)經(jīng)驗證的低功耗無線傳感器網(wǎng)絡技術可將凌力爾特的產(chǎn)品組合擴展至工業(yè)過程控制、數(shù)據(jù)采集和能量收集這些重點增長領域。DustNetworks的超低功耗無線系統(tǒng)可對凌力爾特的模擬與數(shù)字傳感器接口IC、能量收集和電源管理產(chǎn)品提供補充，在這些應用中，物理參數(shù)的測量在傳統(tǒng)上是不實際或不可能實現(xiàn)。 凌力爾特公司信號調理與高頻產(chǎn)品副總裁ErikSoule表示：“DustNetworks提供擁有最低功耗的無線電技術與最完整的網(wǎng)絡軟件，用以構建工業(yè)級無線傳感器網(wǎng)絡。通過將其與凌力爾特精準的低功耗傳感器接口產(chǎn)品和無電池的能量收集技術相結合，我們如今能夠提供業(yè)界最高性能的遠程監(jiān)測解決方案?！?隨著通過機器對機器溝通以實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集變得越來越重要，低功耗無線傳感正成為許多終端市場的新興解決方案，包括工業(yè)過程控制、建筑自動化和數(shù)據(jù)中心能源管理。DustNetworks公司總裁JoyWeiss表示：“DustNetworks與凌力爾特是完美的結合，我們已經(jīng)擁有非?；パa的產(chǎn)品與客戶，通過凌力爾特的全球銷售網(wǎng)絡，我們能夠走在前沿，讓傳感器網(wǎng)絡以更大的規(guī)模邁向無線?！?“Sma

引 言 隨著微機電技術、低功耗嵌入式技術和通信技術的飛速發(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用。這些由無線微型傳感器組成的傳感器網(wǎng)絡能夠協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡分布區(qū)域內的各種環(huán)境或檢測對象的信息，并對這些信息進行處理，傳送到需要這些信息的用戶。這便是被美國商業(yè)周刊認定的21世紀最具影響力的21項技術之一——無線傳感器網(wǎng)絡(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的“室內自動導航系統(tǒng)”——稱為“無線復眼系統(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，通過空中大量分布的無線節(jié)點對智能車提供行為控制，因此是一個采用無線傳感器網(wǎng)絡實現(xiàn)的機器人導航系統(tǒng)。 WiME涉及兩個路由問題：一個是在地理空間的機器人路徑規(guī)劃，另一個是在分散的通信節(jié)點之間的信息通信路由。復眼可以作為機器人導航過程中的電子燈塔；無線復眼網(wǎng)絡可以被認為是描述地理空間的一個拓撲圖、地理路徑規(guī)劃，也可以被簡化為一個網(wǎng)絡拓撲圖中的路徑規(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)點的語義定義為基礎。 為了在WiME這樣一個采用無線傳感器網(wǎng)絡技術的系統(tǒng)的節(jié)點上實現(xiàn)完整地圖的機器人導航，本設計使用一種單步方向查詢的路徑存儲和查詢系統(tǒng)。為了進一步減小資源有限的無線傳感器節(jié)點中的路徑信息

因缺乏利益驅動的殺手級應用，在商用市場中無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)并未得到完全的應用，這是Plextek為英國通信行業(yè)規(guī)則制定者主導的一份研究報告所得到的結論。 這項為期10個月的委托研究考察了無線傳感器網(wǎng)絡的技術發(fā)展、可能的市場增長遠景以及對頻譜分配將存在什么暗示。 位于英格蘭Great Chesterford的Plextek公司在這項研究上與St Andrews大學以及位于劍橋的一家獨立的研究和技術組織TWI合作，他們發(fā)現(xiàn)正是傳統(tǒng)的傳感應用目前在商業(yè)上發(fā)掘了無線網(wǎng)絡傳感器的優(yōu)勢。 該研究報告暗示，隨著各種系統(tǒng)持續(xù)不斷地采用現(xiàn)有的免許可頻段，包括13.56MHz、433MHz、868MHz以及2.4GHz頻段，WSN可能在未來3至5年內開始被更為廣泛地部署。對于WSN來說，主要問題在于頻段擁擠，特別是具有日益增長應用的2.4GHz Wi-Fi。 Ofcom委托的這項研究屬于它的“未來無線世界”研發(fā)項目的一個組成部分，它研究了未來的通信技術。 “我們的研究得到了一些非常有趣的結論，”Plextek公司的高級顧問Steve Methley表示，“之所以缺乏殺手級應用可能緣于若干限制因素，如現(xiàn)有的無線節(jié)點的成本高、最終用戶缺乏了解和體驗，特別是關于‘真實世界’的可靠性。” Methley補充說，還需要進一步改善各種電池以及能源凈化技術。 Methley表示，“走向殺手級應用的征兆之一可能就是要看看是否包含了主要的系統(tǒng)集成商。如果存在采取專業(yè)的方法來定義、安裝以及維護真實的無線傳感器網(wǎng)絡的需求，那么，這樣的玩家將越來越多地進入無線傳感器網(wǎng)絡領域?！? 該研究小組還表示，盡

日前，上海市科委在浦東國際機場公安分局主持召開了以中科院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所為總體單位，并聯(lián)合上海市多家高校、研究所共同承擔的“無線傳感器網(wǎng)絡關鍵技術攻關及其在道路交通中的應用示范研究”項目驗收會。 該項目組攻關研究了末梢微網(wǎng)、中層傳感網(wǎng)、接入網(wǎng)三級帶狀傳感網(wǎng)的體系構架；傳感網(wǎng)超輕量化IPV6協(xié)議棧；遠程高速傳輸?shù)膫鞲芯W(wǎng)端機、基站；交通傳感網(wǎng)的協(xié)同模式識別算法體系及多元數(shù)據(jù)源的交通綜合信息融合技術；傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)流特征和模型等無線傳感器網(wǎng)絡在交通信息領域應用的關鍵技術。并研制了一系列道路狀態(tài)信息檢測無線傳感器節(jié)點，如聲震無線傳感器網(wǎng)絡車輛檢測節(jié)點、車輛擾動檢測節(jié)點；日夜自動轉換視頻車輛檢測器；路面溫濕度、積水、結冰、光照度、煙霧、噪聲檢測器等多種節(jié)點。還結合科委已經(jīng)部署的微波雷達車輛檢測器、GPS浮動車檢測器等交通信息采集設備，開發(fā)了無線傳感網(wǎng)接口和網(wǎng)絡接入單元,具備完全整合第三方設備的能力。 該項目研發(fā)期間，建立了無線傳感網(wǎng)的仿真、測試、環(huán)模平臺和交通信息采集綜合測試實驗外場。完成了由市政局信息處和公路處養(yǎng)征辦協(xié)調，在滬寧高速路段進行的“嘉松公路A11-A9無線傳輸”中期演示。演示系統(tǒng)實現(xiàn)了國道和高速管理信息之間的聯(lián)網(wǎng)互通，傳輸距離大于10公里、傳輸速率大于10Mb/s，可以同時傳輸9路視頻、雙向語音、多路數(shù)據(jù)信息和控制指令，上海市政工程管理局信息處認為該成果對公路處選擇多元通訊系統(tǒng)具有廣泛良好的應用價值。項目組在上海浦東國際機場建立了高速、高架、地面主干道、次干道等典型道路段，上下匝道口、十字路口、丁字路口等六個斷面、覆蓋10平方公里范圍的交通信息采集、無線傳輸和控制中