上海佳實(shí)無線傳感器(水分溫讀濕度氣體電壓電流)的組成
傳感器初是從有線傳感器發(fā)展到今天的無線傳感器,無線傳感器是傳感器中常見的一類。
雖然無線傳感器的種類也多,但是它們絕大部分都包含以下模塊:
- 感知模塊:主要由熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等敏感元件組成,用于記錄被監(jiān)控目標(biāo)的一些物理學(xué)參數(shù)。
- 信息處理模塊:處理模塊由嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成,用于處理存儲(chǔ)感知模塊采集的數(shù)據(jù)以及其他節(jié)點(diǎn)發(fā)過來的數(shù)據(jù),并負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)傳感器節(jié)點(diǎn)各部分的工作,處理模塊還具有控制電源工作模式的功能,實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
- 無線通信模塊:(傳統(tǒng)有線傳感器和無線傳感器的本質(zhì)區(qū)別)無線通信模塊的基本功能是將處理器輸出的數(shù)據(jù)通過無線信道以及傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送給其他節(jié)點(diǎn)。
- 能量供應(yīng)模塊:為其他三個(gè)模塊的工作提供能量
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有以下特點(diǎn)
- 自組織方式組網(wǎng):組網(wǎng)不依賴任何固定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施,傳感器節(jié)點(diǎn)通過分布式網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形成自組織網(wǎng)絡(luò),能夠自動(dòng)調(diào)整來適應(yīng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)、加入和退出。因?yàn)閭鞲衅鞯木S護(hù)成本很,所以需要具備自我管理能力 (self-managed, including self-organizing, self-healing, self-optimizing, self-protecting, self-sustaining, self-diagnostic) 。
- 無結(jié)構(gòu):網(wǎng)絡(luò)中所有傳感器節(jié)點(diǎn)地位對(duì)等,并構(gòu)成一個(gè)對(duì)等式網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)可以加入和離開網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)中部分節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障不影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。
- 網(wǎng)絡(luò)有動(dòng)態(tài)拓?fù)洌簾o線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)可能由于電池能量耗盡或者故障而從網(wǎng)絡(luò)中退出,也可能是按照某種設(shè)定的程序從網(wǎng)絡(luò)中退出(比如說休眠);網(wǎng)絡(luò)外的節(jié)點(diǎn)可加入網(wǎng)絡(luò)中。
- 采用多跳路由通信:覆蓋同樣大小的區(qū)域單跳路由消耗的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了多跳路由,所以絕大部分傳感器網(wǎng)絡(luò)采用多跳路由,不過多跳路由也會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)延遲、復(fù)雜的路由計(jì)算等新問題產(chǎn)生。
- 冗余:由于傳感器節(jié)點(diǎn)容易出現(xiàn)故障,為了使受損的傳感器節(jié)點(diǎn)周圍的其他傳感器節(jié)點(diǎn)能夠代替受損的節(jié)點(diǎn)繼續(xù)工作,所以傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)一般比較密集,具有冗余的特點(diǎn)。
- 硬件資源及功能有限:無線傳感器節(jié)點(diǎn)由于受價(jià)格、體積和攜載能源的限制,其計(jì)算能力、數(shù)據(jù)處理能力、存儲(chǔ)空間有限,決定了在節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,協(xié)議層次內(nèi)容不能過于復(fù)雜。
- 電源續(xù)航能力較小:網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)有電池供電,電池續(xù)航能力小,在許多應(yīng)用場(chǎng)景中無法換電池。傳感器節(jié)點(diǎn)電能用完,該節(jié)點(diǎn)就失去了作用,所以在設(shè)計(jì)傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)需要考慮節(jié)能。