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Reti di sensori wireless: Wireless Sensor Network |
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MEMS (Micro-Electro-Meccanismo di sistema, MEMS), sistemi su un chip (System on Chip, SoC), comunicazioni wireless e il rapido sviluppo della tecnologia embedded low-power, e realizza reti di sensori wireless (Wireless Sensor Networks, WSN), e le sue caratteristiche di bassa potenza, a basso costo, distribuiti e auto-organizzazione ha portato una rivoluzione nella percezione informazioni. Reti di sensori wireless sono dispiegati nella zona monitorata molto economici nodi sensori micro, un multi-hop reti ad hoc formate da comunicazione wireless.Breve introduzione Introduzione Reti di sensori di raccolta dei dati, l'elaborazione e la trasmissione delle tre funzioni. Si tratta di una comunicazione e il computer tecnologie insieme costituiscono i tre pilastri della tecnologia dell'informazione. Reti di sensori wireless (Wireless Sensor Network, WSN) è una rete wireless da un gran numero di sensori fissi o mobili di auto-organizzazione e di multi-hop modo costituito per cooperativo percezione, l'acquisizione, l'elaborazione e la rete di trasmissione nell'area geografica coperta dall'oggetto percepito informazioni, e infine invia il messaggio al proprietario della rete. Molti tipi di sensori ha la rete di sensori wireless possono includere il rilevamento di sismico, elettromagnetico, temperatura, umidità, rumore, luce, pressione, composizione del terreno, la dimensione dell'oggetto in movimento, la velocità e la direzione dell'ambiente circostante in una varietà di fenomeni. Potenziali aree di applicazione possono essere riassunti come: militare, l'aviazione, esplosione, in caso di catastrofe, ambientale, medico, salute, casa, industriale, commerciale e in altri campi. [1] Definizioni WSN è l'abbreviazione di reti di sensori wireless che reti di sensori wireless. Reti di sensori wireless vengono distribuiti da un gran numero di economici nodi micro-sensore nell'area monitorata, una rete multi-hop ad-hoc formata da sistemi di comunicazione wireless, l'obiettivo è di rilevamento cooperativo, la raccolta e l'elaborazione di copertura della rete percepita informazioni dell'oggetto, e inviare lo spettatore. Sensori, intuendo l'oggetto e l'osservatore costituiscono i tre elementi delle reti di sensori wireless [2]. Storia Sviluppo Unione networking cinese scuola-impresa ritiene che il processo di sviluppo della rete di sensori è suddiviso nelle seguenti tre fasi: Sensore → → reti di sensori wireless (senza fili gran numero di piccoli, a basso costo, nodi sensori a basso consumo multihop reti wireless) Prima fase: può essere fatta risalire a un tradizionale sistema di sensori utilizzati durante la guerra del Vietnam. Poi gli Stati Uniti e il Vietnam nella giungla coperto "Ho Chi Minh Trail", realizzato un concorso sanguinosa, "Ho Chi Minh Trail" è le truppe di Ho Chi Minh consegnare rifornimenti alla guerriglia del sud passaggio segreto, il bombardamento degli Stati Uniti è stata effettuata, ma con scarso effetto . Più tardi, l'esercito statunitense ha investito più di 20.000 sensori "Tropical Tree". "Tropical Tree" è in realtà un sistema di sensori di vibrazione e suono, che ha messo l'aereo dopo l'atterraggio inserito nel terreno, solo per rivelare una antenna radio travestito da rami degli alberi, che sono chiamati "albero tropicale." Finché l'altra squadra passa il sensore per rilevare la vibrazione e suono del target generato automaticamente inviata al centro di comando, il velivolo statunitense ha lanciato immediatamente uccidere, saltare o saltare un totale di 46.000 veicoli difettosi. La seconda fase: tra gli anni 1980 al 1990. Il principale esercito statunitense ha sviluppato un sistema distribuito sensore di rete, il sistema Capability Marina Cooperative Engagement, sistemi di sensori remoti del campo di battaglia. Questo moderno sensori miniaturizzati con capacità di capacità di rilevamento, calcolo e comunicazione. Pertanto, nel 1999, Business Week come una delle tecnologie di rete 21 sensori più influenti del 21 ° secolo. La terza fase: dall'inizio del 21 ° secolo, cioè dopo gli attacchi dell'11 settembre. Reti di sensori caratteristiche tecniche di questa fase è che la trasmissione di rete auto-organizzante, design nodo basso consumo energetico. Oltre alle attività anti-terrorismo al di fuori applicate in altri settori è quello di ottenere una buona applicazione, così nel 2002 la US National Laboratory - Oak Ridge Laboratory ha proposto la "rete è il sensore" tesi. Poiché la rete di sensori wireless viene considerato in ambito internazionale, la seconda più grande dopo la rete Internet, nel 2003 negli Stati Uniti, "Technology Review", la rivista ha nominato un profondo impatto sul futuro dell'umanità vive dieci tecnologie emergenti, reti di sensori sono elencati come il primo . Nel senso moderno del sensore di ricerca della rete wireless e la sua applicazione, la Cina ei paesi sviluppati iniziate quasi contemporaneamente, è diventato una delle poche aree della direzione del nostro paese tra le informazioni del mondo. Nella "Scienza e Tecnologia piano di sviluppo a lungo termine", pubblicato in Cina nel 2006, è all'avanguardia della tecnologia dell'informazione individuato tre direzioni in cui ci sono due direttamente connessi alla rete di sensori, che è intelligente e consapevole tecnologia di rete. Naturalmente, lo sviluppo della rete di sensori è coerente con l'evoluzione dei dispositivi informatici. Caratteristica Su larga scala Per ottenere informazioni accurate nella zona di monitoraggio è di solito un gran numero di nodi sensori distribuiti, potrebbe raggiungere centinaia di migliaia, o anche più. Reti di sensori su larga scala sono due significati: uno è nodi sensori distribuiti su una vasta area geografica, come nel fuoco foresta foresta originale utilizzando reti di sensori e monitoraggio ambientale, la necessità di implementare un gran numero di nodi sensori; altri , i nodi sensore vengono distribuiti densamente, nello spazio più piccolo, densamente schierato un gran numero di nodi sensori. La scala della rete di sensori presenta i seguenti vantaggi: informazioni ottenute attraverso differenti SNR maggiore prospettiva spaziale; elaborazione distribuita da una vasta raccolta di informazioni può aumentare la precisione del monitoraggio, ridurre i requisiti di precisione dei singoli nodi sensore; grande l'esistenza di nodi ridondanti, rendendo il sistema ha una forte tolleranza ai guasti; gran numero di nodi può essere aumentato monitoraggio della copertura regionale, riducendo la grotta o cieco. L'auto-organizzazione In applicazioni di rete di sensori, i nodi sensori sono di solito collocati nell'infrastruttura locale senza nodi sensore posizione non può essere impostato con precisione in anticipo, la relazione reciproca tra i nodi vicini non so in anticipo, come da un gran numero di nodi sensore di semina aeromobili la vasta area di foresta vergine, o posto casualmente nella zona, che non possono raggiungere o pericolosi. Ciò richiede che i nodi sensori hanno la capacità di auto-organizzazione, per configurare automaticamente e gestire, formare automaticamente un multi-hop sistema di rete wireless di monitoraggio meccanismi di inoltro dati di controllo della topologia di rete e protocolli. Nel corso di reti di sensori, alcuni nodi sensore a causa dei fattori di esaurimento dell'energia o ambientali che causano il fallimento, ci sono alcuni nodi al fine di compensare il nodo fallito, aumentare la precisione di monitoraggio e integrare alla rete, in modo che il numero di nodi in una rete di sensori aumenta dinamicamente o ridotto, in modo che le modifiche della topologia di rete seguono dinamicamente. Reti di sensori auto-organizzanti per essere in grado di adattarsi ai cambiamenti dinamici in tale topologia di rete. Dinamico Topologia di rete sensore potrebbe cambiare a causa dei seguenti fattori: ① fattori ambientali o sensore di esaurimento errore di nodo energetico o il fallimento causato; ② cambiamenti delle condizioni ambientali possono causare cambiamenti nella banda collegamento di comunicazione senza fili, o anche quando fuori attraverso; ③ Sensor Networks sensore, il bersaglio di rilevamento e l'osservatore può avere tre elementi di mobilità; ④ aggiunto nuovo nodo. Questo richiede che il sistema rete di sensori in grado di adattarsi a questo cambiamento, il sistema ha una riconfigurabilità dinamica. Affidabilità WSN è particolarmente adatto per la distribuzione in ambienti difficili o umano non dovrebbe raggiungere la zona, i nodi possono lavorare in ambiente all'aria aperta, sofferto sole, vento, pioggia, e anche la distruzione di una persona o animale. Nodi sensori utilizzano spesso le distribuzioni casuali, come la distribuzione da parte di aerei o fuoco di artiglieria a seminare l'area designata. Questi nodi sensori richiedono molto forte, difficile da danneggiare, di adattarsi a condizioni ambientali difficili. A causa del gran numero di restrizioni e di monitoraggio ambientale nodi sensori regionali, è impossibile artificiale "prendersi cura" di ogni nodo sensore, la manutenzione della rete è molto difficile o addirittura impossibile da mantenere. La riservatezza delle comunicazioni e delle reti di sensori di sicurezza è molto importante anche per impedire l'accesso ai dati di monitoraggio in corso rubati e contraffatti informazioni di monitoraggio. Pertanto, la rete hardware e software del sensore devono essere tolleranza robusto e guasti. Data-centric Internet è un sistema di terminale di computer prima, e sistema di terminale di rete interconnessa poi diventano può esistere indipendentemente dalla rete. In Internet, l'indirizzo IP di rete apparecchiature di rete identifica un posizionamento e la trasmissione delle risorse informative unico dipende l'indirizzo IP del terminale, router, server e altri dispositivi di rete. Se si desidera accedere alle risorse su Internet, dobbiamo prima conoscere l'indirizzo IP delle risorse di storage del server. Si può dire che Internet esistente è un indirizzo di rete per il centro. Reti di sensori sono reti basate su attività, nodi sensori della rete di sensori non ha alcun senso parlare di. Nodi di rete sensore utilizzando il numero di nodo identifica, se il numero intero nodo di rete dipende solo dalla progettazione del protocollo di comunicazione di rete. Dal momento che i nodi sensori sono distribuiti in modo casuale reti di sensori e relazioni formate tra il numero di nodo è la prestazione completamente dinamico del numero di nodo e la posizione del nodo non sono necessariamente collegati. Quando gli utenti interrogano la rete di sensori manifestazione, direttamente agli eventi di interesse per la comunicazione alla rete, piuttosto che un avviso per determinare il numero di nodi. Dopo aver ottenuto le informazioni di cui eventi di rete segnalati agli utenti. Come ad esempio una query per i dati stessi o trasmettere indizi scambiare idee più vicini alle abitudini del linguaggio naturale. Così spesso detta rete di sensori è a reti di dati-centric. Ad esempio, se applicato a indirizzare reti di sensori di monitoraggio, tracking obiettivi possono apparire ovunque sui target di utenti interessati interessati solo nella posizione e nel tempo del bersaglio appare, non importa quale nodo di monitorare il bersaglio. Infatti, durante il movimento del bersaglio, il bersaglio deve essere fornita da diversi nodi in un messaggio di posizione. [1] |
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