当前位置:主页 > 建站知识 > 软件开发 >

低功耗无线传感器网络设计方案

发布时间:2022-08-28 00:38   浏览次数:次   作者:金年会在线入口
本文摘要:近年来,无线技术的爆炸式发展促成了多种工业、科学及医疗(ISM)频带无线标准。由于有了这些新标准,各种无线应用于渗透到我们日常生活的方方面面。毫无疑问,无线传感器网络(WSN)乃是一种尤为获益于这些标准的最重要应用于。 我们可以设想有一位美国中西部的农民于是以面对着一个这样的挑战:如何对几千头牛的体温展开日常监控,以便避免诸如口蹄疫等严重威胁其牛群存活的动物疾病再次发生。

金年会在线入口

近年来,无线技术的爆炸式发展促成了多种工业、科学及医疗(ISM)频带无线标准。由于有了这些新标准,各种无线应用于渗透到我们日常生活的方方面面。毫无疑问,无线传感器网络(WSN)乃是一种尤为获益于这些标准的最重要应用于。

  我们可以设想有一位美国中西部的农民于是以面对着一个这样的挑战:如何对几千头牛的体温展开日常监控,以便避免诸如口蹄疫等严重威胁其牛群存活的动物疾病再次发生。利用无线技术,在每头牛的身上加装一个具有无线发射器的温度传感器,将其体温读取数据升空至一个主端子之后可以精彩地解决这些挑战。这是一个WSN的非常简单例子,其指出无线技术的用于可以节省大量的时间和成本。

本文将非常简单讲解ISM频带和WSN,以及反对它们的一些无线标准。  工业科学及医疗频带概况  ISM频带是须许可、任何人均可用于频谱的一部分。在ISM频带研发产品的唯一拒绝遵从这部分频谱的一些规定。这些规定因国家有所不同而各异。

在美国,联邦通信委员会(FCC)负责管理制订这些规定,而在欧洲欧洲电信标准研究所(ETSI)才是监管机构。FCC条例第15部分规定了美国的频带拒绝。图1说明了各种频率和频带,三大出有了适当的监管机构。

    图1工作在ISM频带的有所不同无线标准  2.4GHz频带和几种1GHz以下频带是今天最普遍用于的ISM频率空间。由于2.4GHz频带如此的纷繁杂乱,一些产品研发活动正在改向5GHz频带但由于不存在有效地通信距离问题这一趋势依然十分受限。2.4GHz是一种标准化频带,而分配给低功耗无线应用于的1GHz以下频带在有所不同国家不存在有所不同的情况。

在美国,最广泛的剩下频带为902~928MHz,而在欧洲大多数无线通信活动都集中于在868MHz频率范围内。  当必须与其他系统标准化,以及在有所不同地理空间中工作运营是一个关键问题时,我们引荐用于2.4GHz频带。

用于2.4GHz频带的主要缺点是其挤迫的空间,以及由于2.4GHz频率较好的传输特性所带给的受限通信距离。  自由选择在1GHz以下频带设计产品有助解决问题在2.4GHz频带面对的一些问题;然而,1GHz以下频带也不存在一些其自身的局限性:  1有限频率  2无法构建与其他系统的互操作性  3有所不同地理空间工作容许(例如,针对美国902~928MHz频带设计的无线仪表无法在欧洲长时间工作)  根据有所不同的频率、目标数据速率、距离,以及互操作性的理想水平,新的经常出现了几种工作在ISM频率空间中的标准。

图1表明了无线工程师展开产品开发时常用于的一些标准。  无线传感器网络概况  很显著,智能环境代表了建筑、公共事业、工业、家庭、交通运输和农业下一个演进发展阶段。

因此,人们对WSN的关注度正在急剧下降。一个WSN由许多产于于某个地理区域的传感器构成。

  WSN一般都还包括一台主机或者网关,其通过一个无线电通信链路与大量无线传感器展开通信。数据搜集工作在无线传感器节点已完成,被传输后,必要传输给网关,或者如果有拒绝,也可以利用其他无线传感器节点来将数据传送给网关。之后,网关确保该数据是系统的输出数据。

  每个无线传感器都被看做一个节点,享有无线通信能力,同时还具备一定的信号处理与网络数据的智能。根据应用于的类型,每个节点都可以有一个登录的地址。图2表明了某个节点的标准化结构图。它一般不会还包括一个传感装置、一个数据处理微控制器,以及一个无线连接RF模块。

根据有所不同的网络定义,RF模块可以起着一个非常简单发射器或者收发器(TX/RX)的起到。展开节点设计时,留意电流消耗和处置能力十分的最重要。微控制器的内存十分依赖所用于的软件栈。

    图2一个WSN节点的标准化结构图  图3表明了家庭环境中应用于的一个WSN。在这种网络中,我们可以仔细观察到有所不同类型的传感器,例如,运动检测器、散热器、温度监控,等等。


本文关键词:金年会在线入口,低,功耗,无线,传感器,网络,设计,方案,近年来

本文来源:金年会在线入口-www.gzshugu.com