什麼是無線感測器網路?


無線感測器網路 (WSN) 具有分散式通訊、計算和感測功能。它們的特徵是基礎設施少、容錯和自組織網路,為各種應用在環境中提供低成本、易於應用、快速和靈活的安裝機會。

無線感測器和感測器節點架構在下圖中給出 -

WSN 的特點

WSN 的特點如下 -

  • 資源受限 - WSN 的節點尺寸較小,並由電池供電。這證明了節點提供的服務(如通訊和計算)記憶體量非常有限。

  • 通訊正規化 - WSN 的資料中心特徵解釋了其資料中心性質,並證明通訊僅限於節點。

  • 特定於應用程式的設計 - WSN 是特定於應用程式的,即 WSN 的架構基於應用程式。

  • 節點故障和不可靠的通訊 - 各種因素(如導致不穩定、不可預測性、節點移動性、環境干擾的惡劣操作條件)使典型的 WSN 節點容易出錯。

  • 可擴充套件性和密度 - 在各種應用中,WSN 中的節點數量可能很大,並且可以密集部署到更高的程度。

  • 動態拓撲 - 在某些應用中,節點可以自由地以不同的速度隨機移動,有時可能會無法操作、新增或替換。因此,可能存在不同的網路拓撲。

  • 通訊模型 - WSN 使用不同的通訊模型 - 平面/分層/分散式 WSN;或同構/異構 WSN。

操作環境

由於 WSN 能夠承受惡劣的環境條件,因此它們大多部署在遠端和危險地點進行無人值守操作。

WSN 的要求

WSN 的要求解釋如下

  • 靈活性 - WSN 的架構不是固定的。相反,它因應用而異,這證明了協議和演算法具有自組織特性。

  • 容錯性 - WSN 中的節點能夠在電池電量有限、外部干擾、節點故障率、惡劣環境條件等情況下維持網路中執行的功能。

  • 壽命 - 應考慮的兩個主要因素是負載均衡和節能。這兩個因素可以儘可能延長 WSN 架構的壽命。

  • 可擴充套件性 - WSN 網路中的節點數量可能很大。因此,應設計 WSN 架構和協議。

  • 即時性 - WSN 的各種功能(如感測、處理和通訊)用於各種現實世界的問題,因此應遵循嚴格的時間。

  • 安全性 - 例如在醫療保健資料和軍事資料中,WSN 網路提供的資料本質上是私有的且敏感的。因此,在這樣的架構中,安全性是顯而易見的。

  • 生產成本 - WSN 網路中節點的成本必須低,因為一旦節點耗盡能量,就必須用更新的節點替換。

  • 部署 - 在大型 WSN 中,節點的部署是隨機的,實際上無法進行維護和更換。因此,對重新配置和重新程式設計的需求很大。

  • 可靠性 - 人們可以依靠 WSN,因為架構設計穩健,從而導致安全的資料收集和可靠的交付,不會丟失。

更新於:2021 年 9 月 15 日

9K+ 次檢視

開啟您的 職業生涯

透過完成課程獲得認證

開始
廣告