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無線傳感器網絡應用的難題與研究方向

時間:2021-04-29 點擊次數:

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制約無線傳感器網絡應用的因素;

WSN技術在實際應用中,主要存在以下幾個方面的限制。

成本:傳感器網絡中節點的成本是制約其大規模廣泛應用的一個關鍵因素,需要根據具體應用的需求,在成本、數據精度和能量供給時間之間取得平衡。

能源消耗:大型應用領域要求網絡采用一次性獨立供電系統,網絡工作消耗低,延長網絡使用壽命是擴展網絡應用的重要因素。

定位性能:定位精度的高低與硬件資源、網絡規模、周邊環境、錨點數等因素有關。靶區定位技術是當前的一個研究熱點。

移動性:在一些特殊的應用中,節點和網關需要移動,網絡難以迅速地進行自組織,這也是影響其應用的一個主要問題。

硬件安全:適用于特殊環境,例如海洋、化學污染區、水流、動物等;要求高的結點硬件,需要防止外部損壞和腐蝕。

WSN實際應用中受多種因素影響,涉及各種應用場景。今后的研究需要克服這些因素,從而使網絡可以更廣泛地應用。

目前研究重點:

一、通訊協定。

物理通信協議:對傳輸介質、頻段選擇、調制方式等進行研究。

數據鏈路層協議:研究網絡擴展和信道接入問題,其中包括平面結構、層結構、混合物和Mesh結構,其中包括固定分配、隨機競爭或多個混合物。

網絡層協議:對路由協議的研究,分為平面路由協議和整體路由協議。平層協議節點地位平等,易于擴展,但缺乏管理,將路由劃分為集體和集體成員,便于管理和維護。

傳輸層協議:研究并提供可靠的數據傳輸和誤碼恢復機制。

二是網絡管理。

能量管理:在不影響網絡性能的前提下,對節點能耗進行研究,平衡網絡能耗,并動態調節RF功率和電壓。

安全管理:對無線傳感器網絡的安全問題進行研究,包括節點認證、干擾信息處理、攻擊信息處理等。

三、應用層技術支持。

時間同步:對網絡時間同步有較高要求的應用,如基于時分多址的MAC協議以及對時間監控特別敏感的應用,都需要進行時間同步。

定位技術:針對高定位要求的應用,研究了基于少數已知節點位置的硬件資源最小、成本最小和能量最小的定位技術。

四、硬件資源

微型化:根據具體應用要求,對微型節點進行研究。

成本低:不會影響節點性能,也不會降低節點硬件成本。

新型電源:研究大容量可再生能源,如太陽能電源,以解決限制傳感器網絡發展和應用的能源消耗問題。

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