光纖傳感器網(wǎng)

傳感器網(wǎng)絡(luò)主要包括三個(gè)方面:感應(yīng)、通訊、計(jì)算(硬件、軟件、算法)。其中的關(guān)鍵技術(shù)主要有無(wú)線數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，比如使用在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的查詢，和用于和其它傳感器通訊的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是多次跳躍路由協(xié)議。例如摩托羅拉使用在家庭控制系統(tǒng)中的ZigBee無(wú)線協(xié)議。

傳感器網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)除配備了一個(gè)或多個(gè)傳感器之外，還裝備了一個(gè)無(wú)線電收發(fā)器、一個(gè)很小的微控制器和一個(gè)能源(通常為電池)。單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的尺寸大到一個(gè)鞋盒，小到一粒塵埃。傳感器節(jié)點(diǎn)的成本也是不定的，從幾百美元到幾美分，這取決于傳感器網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模以及單個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)所需的復(fù)雜度。傳感器節(jié)點(diǎn)尺寸與復(fù)雜度的限制決定了能量、存儲(chǔ)、計(jì)算速度與頻寬的受限。

在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)研究熱點(diǎn)，每年都會(huì)召開(kāi)很多的研討會(huì)和國(guó)際會(huì)議。

所謂傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量部署在作用區(qū)域內(nèi)的 、具有無(wú)線通信與計(jì)算能力的微小傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織方式構(gòu)成的能根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務(wù)的分布式智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)間距離很短，一般采用多跳(multi-hop)的無(wú)線通信方式進(jìn)行通信。傳感器網(wǎng)絡(luò)可以在獨(dú)立的環(huán)境下運(yùn)行，也可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)連接到Internet，使用戶可以遠(yuǎn)程訪問(wèn)。

傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，能夠通過(guò)各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，通過(guò)嵌入式系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行處理，并通過(guò)隨機(jī)自組織無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端。從而真正實(shí)現(xiàn)"無(wú)處不在的計(jì)算"理念。

傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的組成和功能包括如下四個(gè)基本單元:傳感單元(由傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換功能模塊組成)、處理單元(由嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成，包括CPU、存儲(chǔ)器、嵌入式操作系統(tǒng)等)、通信單元(由無(wú)線通信模塊組成)、以及電源部分。此外，可以選擇的其它功能單元包括:定位系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及發(fā)電裝置等。

在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)通過(guò)各種方式大量部署在被感知對(duì)象內(nèi)部或者附近。這些節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織方式構(gòu)成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，以協(xié)作的方式感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中特定的信息，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)任意地點(diǎn)信息在任意時(shí)間的采集，處理和分析。一個(gè)典型的傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)包括分布式傳感器節(jié)點(diǎn)(群)、sink節(jié)點(diǎn)、互聯(lián)網(wǎng)和用戶界面等.

傳感節(jié)點(diǎn)之間可以相互通信，自己組織成網(wǎng)并通過(guò)多跳的方式連接至Sink(基站節(jié)點(diǎn))，Sink節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)后，通過(guò)網(wǎng)關(guān)(Gateway)完成和公用Internet網(wǎng)絡(luò)的連接。整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)任務(wù)管理器來(lái)管理和控制這個(gè)系統(tǒng)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的特性使得其有著非常廣泛的應(yīng)用前景，其無(wú)處不在的特點(diǎn)使其在不遠(yuǎn)的未來(lái)成為我們生活中不可缺少的一部分。