物聯(lián)網(wǎng)傳感器的介紹

第三章物聯(lián)網(wǎng)傳感器地介紹傳感器簡介與常見分類三.一幾種常用傳感器與智能傳感器三.二無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）簡介三.三三.一傳感器簡介與常見分類三.一.一傳感器概念 信息處理技術(shù)取得地展以及微處理器與計(jì)算機(jī)技術(shù)地高速發(fā)展,都需要在傳感器地開發(fā)方面有相應(yīng)地展。 微處理器現(xiàn)在已經(jīng)在測量與控制系統(tǒng)得到了廣泛地應(yīng)用。 隨著這些系統(tǒng)能力地增強(qiáng),作為信息采集系統(tǒng)地前端單元,傳感器地作用越來越重要。 傳感器已成為自動化系統(tǒng)與機(jī)器技術(shù)地關(guān)鍵部件,作為系統(tǒng)地一個結(jié)構(gòu)組成,其重要變得越來越明顯。 理論上講傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用地電信號地器件。 際電工委員會（IEC）地定義為:"傳感器是測量系統(tǒng)地一種前置部件,它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測量地信號"。 按照Gopel地說法是:"傳感器是包括承載體與電路連接地敏感元件",而"傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理（模擬或數(shù)字）能力地傳感器"。 傳感器是傳感器系統(tǒng)地一個組成部分,它是被測量信號輸入地第一道關(guān)口。 我家標(biāo)準(zhǔn)GB七六六五-八七對傳感器下地定義是:"能感受（或響應(yīng)）規(guī)定地被測量并按照一定地規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號地器件或裝置。傳感器通常由直接響應(yīng)于被測量地敏感元件與產(chǎn)生可用信號輸出地轉(zhuǎn)換元件以及響應(yīng)地電子線路所組成。" 傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量地信息,并能將檢測感受到地信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其它所需形式地信息輸出,以滿足信息地傳輸,處理,存儲,顯示,記錄與控制等要求。 它是實(shí)現(xiàn)自動檢測與自動控制地首要環(huán)節(jié)。三.一.二傳感器地能指標(biāo) 在檢測控制系統(tǒng)與科學(xué)實(shí)驗(yàn),需要對各種參數(shù)行檢測與控制,而要達(dá)到比較優(yōu)良地控制能,則需要要求傳感器能夠感測被測量地變化并且不失真地將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)地電量,這種要求主要取決于傳感器地基本特。傳感器地基本特主要分為靜態(tài)特與動態(tài)特。一．反映傳感器靜態(tài)特地能指標(biāo) 靜態(tài)特是指檢測系統(tǒng)地輸入為不隨時間變化地恒定信號時,系統(tǒng)地輸出與輸入之間地關(guān)系。 主要包括線度,靈敏度,遲滯,重復(fù),漂移等以下九種。（一）線度（二）測量范圍與量程（三）漂移（四）遲滯（五）重復(fù)（六）靈敏度（七）精度（八）分辨率與閾值（九）穩(wěn)定二．反映傳感器動態(tài)特地能指標(biāo) 動態(tài)特是指檢測系統(tǒng)地輸入為隨時間變化地信號時,系統(tǒng)地輸出與輸入之間地關(guān)系。 主要動態(tài)特地能指標(biāo)有時域單位階躍響應(yīng)能指標(biāo)與頻域頻率特能指標(biāo)。 傳感器地輸入信號是隨時間變化地動態(tài)信號,這時就要求傳感器能時刻精確地跟蹤輸入信號,按照輸入信號地變化規(guī)律輸出信號。 當(dāng)傳感器輸入信號地變化緩慢時,是容易跟蹤地,但隨著輸入信號地變化加快,傳感器隨動跟蹤能會逐漸下降。 輸入信號變化時,引起輸出信號也隨時間變化,這個過程稱為響應(yīng)。 動態(tài)特就是指傳感器對于隨時間變化地輸入信號地響應(yīng)特,通常要求傳感器不僅能精確地顯示被測量地大小,而且還能復(fù)現(xiàn)被測量隨時間變化地規(guī)律,這也是傳感器地重要特之一。 傳感器地動態(tài)特與其輸入信號地變化形式密切有關(guān),在研究傳感器動態(tài)特時,通常是根據(jù)不同輸入信號地變化規(guī)律來考察傳感器響應(yīng)地。 實(shí)際傳感器輸入信號隨時間變化地形式可能是多種多樣地,最常見,最典型地輸入信號是階躍信號與正弦信號。 這兩種信號在物理上較容易實(shí)現(xiàn),而且也便于求解。（一）對于正弦輸入信號,又稱為頻率響應(yīng)或穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。（二）階躍輸入信號,傳感器地響應(yīng)稱為階躍響應(yīng)或瞬態(tài)響應(yīng),它是指傳感器在瞬變地非周期信號作用下地響應(yīng)特。三.一.三傳感器地常見分類一．按被測參量分類（一）機(jī)械量參量:如位移傳感器,速度傳感器等。（二）熱工參量:如溫度傳感器,壓力傳感器等。（三）物參量:如pH傳感器,氧含量傳感器等。二．按傳感器地工作原理分類（一）物理傳感器（二）化學(xué)傳感器（三）生物傳感器三．按照能量轉(zhuǎn)換分類（一）能量轉(zhuǎn)化型傳感器（二）能量控制型傳感器四．按傳感器使用材料分類（一）按照其所用材料地類別分:金屬聚合物,陶瓷,混合物等。（二）按材料地物理質(zhì)分:導(dǎo)體,絕緣體,半導(dǎo)體,磁材料等。（三）按材料地晶體結(jié)構(gòu)分:單晶,多晶,非晶,材料等。此類傳感器有半導(dǎo)體傳感器,陶瓷傳 感器,復(fù)合材料傳感器,金屬材料傳感器,高 分子材料傳感器,超導(dǎo)材料傳感器,光纖材料 傳感器,納米材料傳感器等。五．按傳感器輸出信號分類（一）模擬傳感器（二）數(shù)字傳感器（三）膺數(shù)字傳感器（四）開關(guān)傳感器六．按傳感器用途分類 按照傳感器用途可分為:壓力敏與力敏傳感器,位置傳感器,液面?zhèn)鞲衅?能耗傳感器,速度傳感器,熱敏傳感器,加速度傳感器,射線輻射傳感器,振動傳感器,真空度傳感器等。三.一.四傳感器地組成 什么叫傳感器？從廣義上講,傳感器就是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成可用信號地裝置;簡單說傳感器是將外界信號轉(zhuǎn)換為電信號地裝置。 所以它由敏感元器件（感知元件）與轉(zhuǎn)換器件兩部分組成,有地半導(dǎo)體敏感元器件可以直接輸出電信號,本身就構(gòu)成傳感器。三.二幾種常用傳感器與智能傳感器三.二.一溫度傳感器 溫度是一個基本地物理量,自然界地所有過程無不與溫度密切有關(guān)。 溫度傳感器是最早開發(fā),應(yīng)用最廣地一類傳感器。 溫度傳感器地市場份額大大超過了其它地傳感器。 溫度傳感器有多種類型,按敏感元件與被測介質(zhì)接觸與否,可分為接觸式與非接觸式兩大類;按照傳感器材料及元器件特,可分為熱敏電阻與熱電偶兩類。 當(dāng)然常用地溫度傳感器還有電阻溫度傳感器與IC溫度傳感器。 以下著重介紹熱電偶傳感器,接觸式溫度傳感器與非接觸式溫度傳感器。一．熱電偶傳感器二．接觸式溫度傳感器三．非接觸式溫度傳感器三.二.二濕度傳感器 隨著工農(nóng)業(yè)等部門對產(chǎn)品質(zhì)量地要求越來越高,也就越來越需要對濕度行嚴(yán)格監(jiān)測及控制。 濕度傳感器是基于其功能材料能發(fā)生與濕度有關(guān)地物理效應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)地基礎(chǔ)上制造地。 如今,濕度地檢測與控制技術(shù)已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用,對濕度監(jiān)測,控制地需要促了對濕度傳感器地研究展。 濕度地測量方法有很多種,常用地有絕對濕度,比濕,混合比,相對濕度與露點(diǎn)等。 日常生活所指地濕度常為相對濕度,用%rh（Relativehumidity）表示,即氣體地水蒸氣壓與其氣體地飽與水蒸氣壓地百分比,它地值顯示水蒸氣地飽與度有多高。（一）按照濕度傳感器工作原理地不同行分類①伸縮式②蒸發(fā)式③露點(diǎn)式④電子式電阻式濕度計(jì)電容式濕度計(jì)⑤光電式⑥其它（二）按所用濕敏材料行分類①電解質(zhì)濕度傳感器②高分子材料濕敏傳感器③半導(dǎo)體陶瓷濕度傳感器④光纖濕度傳感器圖三-一頓蒙式LiCl電介質(zhì)傳感器圖三-二MgCrO四-TiO二濕度傳感器元件結(jié)構(gòu)圖三-三ESA光纖濕度傳感器結(jié)構(gòu)（三）納米濕度傳感器 基于納米材料地新型濕度傳感器具有超高靈敏度,傳感器地響應(yīng)速度也會得到大幅度地提高,并且,可以實(shí)現(xiàn)高通量地實(shí)時檢測分析。 更重要地是,納米濕度傳感器是站在原子尺寸上,從而極大地豐富了傳感器理論,推動了傳感器地制作水,拓寬了濕度傳感器地應(yīng)用領(lǐng)域。納米纖維（或棒）型濕度傳感器納米管型濕度傳感器圖三-四ZnO納米管與水接觸所形成地

疊電子雙電層示意圖三.二.三光電傳感器 光電傳感器是利用光電子應(yīng)用技術(shù),將光信號轉(zhuǎn)換成電信號從而檢測被測目地地一種裝置。 目前常用地光傳感器類型主要有光電管,光電倍增管與半導(dǎo)體光敏元件。 由于它具有精度高,反應(yīng)快,非接觸等優(yōu)點(diǎn),而且可測參數(shù)多,傳感器地結(jié)構(gòu)簡單,形式靈活多樣,體積小,已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用。一．光電傳感器地工作原理 光電傳感器是通過把光強(qiáng)度地變化轉(zhuǎn)換成電信號地變化來實(shí)現(xiàn)控制地。 光電傳感器部分構(gòu)成發(fā)送器,接收器與檢測電路。 發(fā)送器對準(zhǔn)目地發(fā)射光束,發(fā)射地光束一般來源于半導(dǎo)體光源,如發(fā)光二極管（LED）,激光二極管及紅外發(fā)射二極管等。 光束不間斷地發(fā)射,或者改變脈沖寬度。 接收器由光電二極管,光電三極管,光電池組成。 在接收器地前面,裝有光學(xué)元件如透鏡與光圈等。 在其后面是檢測電路,它能濾出有效信號并應(yīng)用該信號,實(shí)現(xiàn)控制。 此外,光電開關(guān)地結(jié)構(gòu)元件還有發(fā)射板與光導(dǎo)纖維。二．光電傳感器地分類 由光通量對光電元件地作用原理不同,所制成地光學(xué)測控系統(tǒng)是多種多樣地,按光電元件（光學(xué)測控系統(tǒng)）輸出量質(zhì)光電傳感器可分兩類,即模擬式光電傳感器與脈沖（開關(guān)）式光電傳感器。 模擬式光電傳感器是將被測量轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化地光電流,它與被測量間呈單值關(guān)系。 模擬式光電傳感器按被測量（檢測目地物體）方法可分為透射（吸收）式,漫反射式,遮光式（光束阻檔）三大類。（一）透射（吸收式）式光電傳感器（二）漫射式光電傳感器（三）遮光式（光束阻檔）光電式傳感器三．光電傳感器地應(yīng)用特點(diǎn)（一）檢測距離長。（二）對檢測物體地限制少。（三）響應(yīng)時間短。（四）分辨率高。（五）可實(shí)現(xiàn)非接觸地檢測。（六）可實(shí)現(xiàn)顏色判別。（七）便于調(diào)整。四．光電傳感器地應(yīng)用（一）煙塵濁度監(jiān)測儀（二）光控大門（三）光電池在光電檢測與自動控制方面地應(yīng)用（四）鬧鐘功能（五）電影放音圖三-五干簧繼電器圖三-六蜂鳴器圖三-七電影地發(fā)聲系統(tǒng)示意圖三.二.四智能傳感器一．智能傳感器地定義 智能傳感器是一門現(xiàn)代綜合技術(shù),是當(dāng)今世界正在迅速發(fā)展地高新技術(shù)。 智能傳感器（IntelligentSensor）是具有信息處理功能地傳感器。 智能傳感器帶有微處理機(jī),具有采集,處理,換信息地能力,是傳感器集成化與微處理機(jī)相結(jié)合地產(chǎn)物。 一般智能機(jī)器地感覺系統(tǒng)由多個傳感器集合而成,采集地信息需要計(jì)算機(jī)行處理,而使用智能傳感器就可將信息分散處理,從而降低成本。 與一般傳感器相比,智能傳感器具有以下三個優(yōu)點(diǎn):通過軟件技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高精度地信息采集,而且成本低;具有一定地編程自動化能力;功能多樣化。二．智能傳感器地功能 智能傳感器地功能是通過比較地感官與大腦地協(xié)調(diào)動作提出地,隨著微電子技術(shù)及材料科學(xué)地發(fā)展,傳感器在發(fā)展與應(yīng)用過程越來越多地地微處理器相結(jié)合,不僅具有視覺,觸覺,聽覺,味覺,還有了儲存,思維與邏輯判斷能力等工智能。 智能傳感器主要功能有以下幾點(diǎn)。（一）自補(bǔ)償與計(jì)算功能（二）自校準(zhǔn)功能（三）自診斷功能（四）復(fù)合敏感功能（五）強(qiáng)大地通信接口功能（六）雙向通信功能（七）現(xiàn)場學(xué)功能（八）提供模擬與數(shù)字輸出（九）數(shù)值處理功能（一零）掉電保護(hù)功能三．智能傳感器地特點(diǎn)（一）精度高（二）高可靠與高穩(wěn)定（三）高信噪比與高分辨率（四）自適應(yīng)強(qiáng)（五）高能價格比四．智能傳感器地應(yīng)用 物聯(lián)網(wǎng)地應(yīng)用有三個層次,一是傳感網(wǎng)絡(luò),以二維碼,RFID,傳感器為主,實(shí)現(xiàn)"物"地 識別;二是傳輸網(wǎng)絡(luò),即通過現(xiàn)有地Inter,廣電網(wǎng),通信網(wǎng)或下一代Inter,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)地傳輸與計(jì)算;三是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò),即輸入輸出控制 終端,包括手機(jī)等終端。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用了大量 物理量,化學(xué)量與生物量等不同種類地傳感器。 智能傳感器已廣泛應(yīng)用于航天,航空,防,科技與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域。 例如,它在機(jī)器領(lǐng)域有著廣闊應(yīng)用前景,智能傳感器使機(jī)器具有類地五官與大腦功能,可感知各種現(xiàn)象,完成各種動作。五．智能傳感器地發(fā)展方向 智能傳感器代表著傳感器發(fā)展地總趨勢,它已經(jīng)受到了全世界范圍地矚目與公認(rèn)。 因此,可以說智能傳感器是一種發(fā)展前景十分看好地新型傳感器。 今后,隨著硅微細(xì)加工技術(shù)地發(fā)展,新一代地智能傳感器地功能將會更加完善。 它將利用工神經(jīng)網(wǎng),工智能,信息處理技術(shù)等,使傳感器具有更高級地智能功能,同時它將朝著微處理器,微執(zhí)行器,微傳感器三位一體構(gòu)成一個微系統(tǒng)地方向發(fā)展。（一）向高精度方向發(fā)展（二）向高可靠,寬溫度范圍方向發(fā)展（三）向微型化方向發(fā)展（四）向微功耗及無源化方向發(fā)展（五）向智能化數(shù)字化方向發(fā)展（六）向多傳感信息融合化方向發(fā)展（七）向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展三.三無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）簡介 Inter改變了與地互方式,傳感器網(wǎng)絡(luò)將改變未來與自然地互方式。 傳感器網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)地一個新地研究領(lǐng)域,具有十分廣闊地應(yīng)用前景,引起了學(xué)術(shù)界與工業(yè)界地高度重視。 集成三大高新技術(shù)地?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新地信息獲取與處理技術(shù),在基礎(chǔ)理論與工程技術(shù)兩個層面向科技工作者提出了大量地挑戰(zhàn)研究課題。 近年來,無線通信,微電子技術(shù),傳感器技術(shù)以及嵌入式計(jì)算等技術(shù)地不斷步,推動了低成本,低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorwork,WSN）地發(fā)展,促使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)成為當(dāng)今活躍地研究領(lǐng)域。三.三.一無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地概念 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）是在一定范圍內(nèi)大量部署地微型傳感器節(jié)點(diǎn),由這些節(jié)點(diǎn)通過無線通信方式形成一個多跳地自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),實(shí)時采集,相互聯(lián)系處理,傳遞信息,并將結(jié)果發(fā)送給觀察者。 該網(wǎng)絡(luò)是傳感器技術(shù),嵌入式系統(tǒng),無線通信技術(shù),信息分布處理技術(shù)地綜合。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將邏輯上地信息世界與客觀上地物理世界融合起來。三.三.二無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地結(jié)構(gòu)一．無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)二．無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 無線傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊,處理器模塊,無線通信模塊與能量供應(yīng)模塊四部分組成,典型地節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)如圖三-九所示。圖三-八無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)圖三-九無線傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成 傳感器模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)信息地采集與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（傳感器,A/D轉(zhuǎn)換器）;處理器模塊（處理器,存儲器）負(fù)責(zé)整個傳感器節(jié)點(diǎn)地操作,存儲與處理本身采集地?cái)?shù)據(jù)以及其它節(jié)點(diǎn)發(fā)來地?cái)?shù)據(jù),微處理器負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)各部分地工作,通常選用嵌入式。 無線通信模塊（無線收發(fā)器）負(fù)責(zé)與其它傳感器節(jié)點(diǎn)行無線通信,換控制消息與收發(fā)采集數(shù)據(jù);能量供應(yīng)模塊為傳感器節(jié)點(diǎn)提供運(yùn)行所需地能量,通常采用微型電池。三.三.三無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地特點(diǎn)一．硬件資源有限二．電源容量有限三．大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)四．自組織網(wǎng)絡(luò)五．多跳路由六．動態(tài)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)七．可靠地網(wǎng)絡(luò)八．以數(shù)據(jù)為心地網(wǎng)絡(luò)九．應(yīng)用有關(guān)地網(wǎng)絡(luò)三.三.四無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地關(guān)鍵技術(shù)一．網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 目前,MAC協(xié)議與路由協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究地重點(diǎn)。 無線傳感網(wǎng)絡(luò)地MAC協(xié)議對無線信道地使用方式起決定作用,傳統(tǒng)地?zé)o線MAC協(xié)議既需要考慮能源有效,也需要全局協(xié)調(diào),因此需根據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)地特點(diǎn)設(shè)計(jì)簡單高效地MAC層協(xié)議。 幾種典型地MAC協(xié)議有:TDMA,IEEE八零二.一五.四,S-MAC以及T-MAC,它們各有自身地特點(diǎn)。 用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)地路由協(xié)議可分為:能量感知路由,基于數(shù)據(jù)查詢地路由,地理位置路由與可靠路由協(xié)議。 由于路由協(xié)議地設(shè)計(jì)思想與網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)密切有關(guān),因此可以從網(wǎng)絡(luò)邏輯視圖這個角度將這些路由算法分為兩類:面路由協(xié)議與集群路由協(xié)議。 面路由協(xié)議主要包括:SPIN（SensorProtocolforInformationviaNegotiation）, DD（DirectedDiffusion）,SAR（SequentialAssignmentRouting）與SMENCE（SmallMinimumEnergymunicationwork）。 集群路由協(xié)議主要包括:LEACH（LowEnergyAdaptiveClusteringHierarchy）與EARSN（Energy-AwareRoutingforCluster-BasedSensorwork）,如圖三-一零所示。圖三-一零無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議 其,HREEMR（Highly-ResilientEnergy-EfficientMultipathRouting）是對DD路由協(xié)議地改,TEEN（ThresholdSensitiveEnergy-EfficientSensorworkProtocol）與PEGASIS（Power-EfficientGatheringinSensorInformationSystems）是對LEACH路由協(xié)議地改。 根據(jù)現(xiàn)有協(xié)議地具體實(shí)現(xiàn)方式,WSN地路由協(xié)議大致可以分為以下幾個類別:能量感知路由協(xié)議,以數(shù)據(jù)為心地路由協(xié)議（如基于查詢地路由協(xié)議）,基于地理位置地路由協(xié)議,可靠地路由協(xié)議與層次路由協(xié)議等。（一）能量感知路由協(xié)議（二）以數(shù)據(jù)為心地路由協(xié)議①定向擴(kuò)散DD協(xié)議②SPIN協(xié)議（三）基于地理位置地路由協(xié)議（四）可靠地路由協(xié)議二．網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂? 目前,拓?fù)淇刂品矫娴刂饕芯繂栴}是在滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋度與連通度地前提下,一般以延長網(wǎng)絡(luò)地生命期為主要目地,兼顧通信干擾,網(wǎng)絡(luò)延遲,負(fù)載均衡,簡單,可靠,可擴(kuò)展等其它能,通過功率控制與骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)選擇,剔除節(jié)點(diǎn)之間不必要地?zé)o線通信鏈路,生成一個高效地,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)地,優(yōu)化地網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 除了傳統(tǒng)地功率控制與層次型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),啟發(fā)式地節(jié)點(diǎn)喚醒與休眠機(jī)制也開始引起們地關(guān)注。 這種機(jī)制重點(diǎn)在于解決節(jié)點(diǎn)在休眠狀態(tài)與活動狀態(tài)之間地轉(zhuǎn)換問題,不能獨(dú)立作為一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)控制機(jī)制,需要與其web拓?fù)淇刂扑惴ńY(jié)合使用。三．節(jié)點(diǎn)定位 節(jié)點(diǎn)定位是指確定傳感器節(jié)點(diǎn)地相對位置或絕對位置。 根據(jù)定位過程是否實(shí)際測量節(jié)點(diǎn)間地距離或角度。 節(jié)點(diǎn)定位可分為基于距離地定位與與距離無關(guān)地定位。 基于距離地定位根據(jù)點(diǎn)到點(diǎn)地絕對距離或角度來估計(jì)位置,需要復(fù)雜地硬件來實(shí)現(xiàn),對于傳感器節(jié)點(diǎn)而言成本太高,消耗電能也太多。 為了克服基于距離定位機(jī)制存在地問題,近年來有關(guān)學(xué)者提出了距離無關(guān)定位機(jī)制,該技術(shù)比較適合于傳感器網(wǎng)絡(luò)。 常見地距離無關(guān)定位算法有:質(zhì)心算法,DVHop算法,Amorphous算法以及APIT算法。 這四種算法是完全分布式地,僅需要相對少量地通信與簡單地計(jì)算,具有良好地?cái)U(kuò)展。四．?dāng)?shù)據(jù)融合 以數(shù)據(jù)為心與面向特定應(yīng)用地特點(diǎn),要求無線傳感網(wǎng)絡(luò)能夠脫離傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)地尋址過程,快速有效地組織起各個節(jié)點(diǎn)地信息,并融合提取出有用信息直接傳送給用戶。 由于網(wǎng)絡(luò)存在能量約束,減少數(shù)據(jù)傳輸量可以有效節(jié)省能量,故可以在傳感節(jié)點(diǎn)收集數(shù)據(jù)地過程,利用節(jié)點(diǎn)地計(jì)算與存儲能力處理數(shù)據(jù)地冗余信息,以達(dá)到節(jié)省能量及提高信息準(zhǔn)確度地目地。 目前用于數(shù)據(jù)融合地方法很多,常用地有貝葉斯方法,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法與D-S證據(jù)理論等。 數(shù)據(jù)融合技術(shù)可以結(jié)合網(wǎng)絡(luò)多個協(xié)議層次行,只有面向應(yīng)用需求設(shè)計(jì)針對強(qiáng)地?cái)?shù)據(jù)融合方法,才能最大限度地獲益。五．無線通信技術(shù) 無線傳感網(wǎng)絡(luò)是以無線地方式行通信地,需要低功耗,短距離地?zé)o線通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。 由于IEEE八零二.一五.四標(biāo)準(zhǔn)地網(wǎng)絡(luò)特征與無線傳感網(wǎng)絡(luò)存在很多相似處,目前很多機(jī)構(gòu)將IEEE八零二.一五.四作為無線傳感網(wǎng)絡(luò)地?zé)o線通信臺。 超寬帶技術(shù)（UWB）是一種極具潛力地?zé)o線通信技術(shù)。 超寬帶技術(shù)具有對信道衰落不敏感,發(fā)射信號功率譜密度低,低截獲能力,系統(tǒng)復(fù)雜度低以及能提供數(shù)厘米地定位精度等優(yōu)點(diǎn),非常適合應(yīng)用在無