而无线传感器网络区别于互联网网络,它是一种任务型网络。在无线传感网络中,虽然节点也有编号,但是具体需要决定了编号是否在整个无线传感网络中统一。另外节点位置与节点编号之间的关系不大。
2.3 WSN应用存在的问题及研究热点
当我们进行无线传感器网络的设计应用时,支撑传感器网络完成任务的关键是多种基础性技术,保证网络用户功能正常运行必须解决这些关键技术。
1.网络协议
在我们所研究的无线传感器网络的网络协议中,研究的重点是MAC协议和路由协议。MAC协议通常有:T-MAC、及IEEE802.15.4、S-MAC协议等;路由主要有:GEM、LEACH、SPIN、DD等协议。
2.时间同步
在WSN中,复杂的检测和感知任务是由相互合作的传感器节点完成,时间上的一致性需要各节点保持,这样,与时间有关的操作处理起来就方便了;通过时间同步也能的实现实现WSN的一些节能方案。目前,TPSN、Tiny/mini-Sync以及RBS等是无线传感网络应用比较成熟的时间同步协议。
3.定位技术
在WSN中,来自传感器节点的检测数据一般都带有位置信息,收到的数据的位置信息是用户关心的;在一些应用中,实现测量功能需要通过协调空间不同位置的传感器。因此,目标定位和节点自身定位是无线传感网络中的两种定位技术。
借助于GPS等定位技术,根据无线传感网络自身特点一些适用有效的定位算法也可以采用,目前主要有DV2distance算法、位置分发算法、DV2hop算法等
4.数据融合
由于WSN的各种局限,在满足用户需求下,需要对监测数据进行融合处理,以节省通信带宽和能量,提高信息收集效率;从耗能角度看,各节点间的通信耗能远高于计算处理耗能。
目前数据融合的方法很多,常用的有综合平均法、卡尔曼滤波法、贝叶斯方法、神经网络法、统计决策理论、模糊逻辑法、产生式规则和D-S证据理论等。
5.能量管理
无线传感网络节点的电池充电困难和难于更换。研究无线传感网络中必须注重能量管理。
数据融合、休眠机制等主要应用在计算机、通信单元及存储单元部分是目前主要采用的能量管理策略。相应的硬件芯片、动态电压调度、动态电源管理及网络协议协调等多种措施实现休眠机制。
6.安全管理
无线传感网络中,在通信安全和信息安全两个方面体现安全管理。节点的安全、主动反击入侵、被动抵御入侵三方面问题是通信安全主要考虑的,数据的完整性和实效性、数据鉴别、机密性等方面问题是信息安全主要考虑的。
总结:目前,无线传感网络研究以一个快速的步伐发展,同时也引出了许多内容需要进一步深入研究。
3 ZigBee技术简介
3.1 ZigBee的由来
人们在使用蓝牙技术的过程中,发现尽管蓝牙技术有许多优点,但许多缺陷仍是存在的。对许多领域例如遥测遥控,家庭自动化控制和工业而言,蓝牙技术由于距离近,功耗大,组网规模太小等显得太复杂,而越来越强烈的工业自动化需求依赖于无线通信,使得Zigbee飞速发展。2003年Zigbee协议通过, 2004年Zigbee协议正式问世。
3.2 Zigbee 技术简介
Zigbee技术是一种低功耗、低成本、近距离、低数据速率的无线通信技术,建立一个到处都有的传感器网络是Zigbee的目标,在远程控制和自动控制领域非常适用。在各种设备都可以可以嵌入,地理定位功能也都支持。
3.3 Zigbee 技术的特点
省电:两节五号电池即可使用6个月到2年左右。