3.1.1 无线传感器技术
无线传感网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是由大量静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,在网络覆盖地理区域内协作地感知、采集、处理和传输被感知对象的信息,并最终把这些信息发送给网络的所有者。它是物联网的关键技术之一,处于物联网构架的感知层。
无线传感网络是一种全新的信息获取平台,能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息,并将这些信息发送到网关节点,以实现复杂的制定范围内的目标检测与跟踪,具有快速展开、抗毁性强等特点,有着广阔的应用前景。
无线传感网络所具有的众多类型的传感器,可探测包括地震、温度、湿度、噪声、光强、土壤成分、速度和方向等周边环境中各种各样的现象。
传感网依托网络和通信技术实现感知信息的传递和协同。在网络通信方面,IP互联网、2G/3G移动通信、卫星通信技术等实现了信息的远程传输。特别是以IPv6为核心的下一代互联网的发展,将为每个传感器分配IP地址创造可能,如图3.2所示。
图3.2 无线传感器网络构造
无线传感网络处于研究对象和检测系统的接口位置,是感知、获取、检测信息的窗口,主要提供物联网系统赖以进行决策和处理所必需的原始数据,并实现物联网互联互通的目的,其特点如表3.1所示。
表3.1 无线传感网络的特点
专家提醒
● 多跳:每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。
● 自组织:如果一个系统不存在外部指令,系统将按照相互默契的某种规则,各尽其责而又协调地、自动地形成有序结构。一个系统自组织功能越强,其保持和产生新功能的能力也就越强。
● 鲁棒性:是指控制系统在一定(结构,大小)的参数摄动下,维持其他某些性能的特性。根据对性能的不同定义,鲁棒性可分为稳定鲁棒性和性能鲁棒性。以闭环系统的鲁棒性作为目标设计,得到的固定控制器称为鲁棒控制器。