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隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展和日益成熟，超低功耗的無(wú)線(xiàn)傳感器已成為物聯(lián)網(wǎng)的重要組成單元。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)通過(guò)將大量的傳感器節(jié)點(diǎn)部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)，使用無(wú)線(xiàn)電通信方式形成一個(gè)多跳的具有動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，目前已得到了廣泛應(yīng)用。

為了解決無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)通常運(yùn)行在人不能或不便接近的環(huán)境，能源無(wú)法替代的問(wèn)題，該設(shè)計(jì)采用了單片機(jī)MSP430F2370芯片和少量外圍電路等來(lái)構(gòu)成完整測(cè)量系統(tǒng)。

系統(tǒng)基于Contiki實(shí)現(xiàn)了一種有源RFID閱讀器節(jié)點(diǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了一種邊緣路由器，通過(guò)邊緣路由器與閱讀器節(jié)點(diǎn)可以組成無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)。用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制閱讀器節(jié)點(diǎn)收集和管理RFID標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的管理。本系統(tǒng)保持了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)部署范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)融合有源RFID技術(shù)減小了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性并降低了系統(tǒng)功耗。該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，適用于在較大范圍內(nèi)對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理。

隨著社會(huì)和現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)超然而至，得到了很多國(guó)家和人民的關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)是基于現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起來(lái)的，它除了融合網(wǎng)絡(luò)、RFID技術(shù)、信息技術(shù)之外，還引入了無(wú)線(xiàn)，使得M2M型物聯(lián)網(wǎng)有了更深的發(fā)展，而且無(wú)線(xiàn)傳感器技術(shù)結(jié)合了嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)以及無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，所以它本身也是一個(gè)熱點(diǎn)的研究領(lǐng)域。今天我們就來(lái)了解下無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)。

研究了物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下的家居室內(nèi)環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)基于ZigBee的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，由遠(yuǎn)程智能監(jiān)控平臺(tái)與主協(xié)調(diào)器通信接收傳感器感知數(shù)據(jù)并上傳至服務(wù)器集群的數(shù)據(jù)庫(kù)，經(jīng)過(guò)云服務(wù)層處理，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和室內(nèi)環(huán)境舒適度在Web應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示，并通過(guò)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控平臺(tái)實(shí)施遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備。實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)可有效地監(jiān)控室內(nèi)環(huán)境，高效地處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡闹悄芗揖討?yīng)用。

系統(tǒng)基于Contiki實(shí)現(xiàn)了一種有源RFID閱讀器節(jié)點(diǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了一種邊緣路由器，通過(guò)邊緣路由器與閱讀器節(jié)點(diǎn)可以組成無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)。用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制閱讀器節(jié)點(diǎn)收集和管理RFID標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的管理。本系統(tǒng)保持了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)部署范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)融合有源RFID技術(shù)減小了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性并降低了系統(tǒng)功耗。該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，適用于在較大范圍內(nèi)對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理。

了實(shí)現(xiàn)奶牛溯源信息高效采集與實(shí)時(shí)傳輸，在分析現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出一種將射頻識(shí)別技術(shù)與無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的無(wú)縫隙信息采集與傳輸方法，并對(duì)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)和通信協(xié)議轉(zhuǎn)換等主要內(nèi)容進(jìn)行研究， 實(shí)現(xiàn)并應(yīng)用于奶牛養(yǎng)殖信息溯源系統(tǒng)。試驗(yàn)結(jié)果表明，基于單點(diǎn)通信有障礙35m、無(wú)障礙 75m范圍所構(gòu)建的射頻傳感網(wǎng)絡(luò)， 手持終端采集的養(yǎng)殖信息，其數(shù)據(jù)傳輸丟包率在 5%以?xún)?nèi)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)、高效傳送到溯源數(shù)據(jù)中心。

節(jié)點(diǎn)定位是實(shí)現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的前提，控制節(jié)點(diǎn)定位誤差成為保證網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。采用基于測(cè)距的定位算法，可以達(dá)到良好的精度，但需要測(cè)量裝置，不適合能量受限的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)。本文分析了常用的非測(cè)距定位算法，并在此基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)的基于序列的非測(cè)距定位算法，以提高無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法的性能。

蔬菜工廠監(jiān)控系統(tǒng)基于ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，以CC2530單片機(jī)和STC12LE5204AD單片機(jī)為硬件平臺(tái)，基于ZigBee 2007協(xié)議棧，在IAR開(kāi)發(fā)環(huán)境下進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)具有良好的可靠性和穩(wěn)定性，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)蔬菜生長(zhǎng)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。

本文在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)和協(xié)議棧的研究基礎(chǔ)上，利用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件NS2進(jìn)行了研究和二次開(kāi)發(fā)，構(gòu)建了一個(gè)基于各種無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能的仿真界面。使得用戶(hù)可以通過(guò)仿真界面來(lái)自主配置網(wǎng)絡(luò)元素，搭建網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行并直觀地顯示各種關(guān)鍵性能，以對(duì)其研究起到一定的指導(dǎo)作用。

如果RFID 系統(tǒng)與WSN 相結(jié)合，則將會(huì)讓標(biāo)簽信息的采集更加方便和智能化，且借助WSN 強(qiáng)大的組網(wǎng)功能可擴(kuò)大RFID 系統(tǒng)識(shí)別信息的傳輸范圍; 從無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的角度講，它的研究?jī)?nèi)容側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)連接和傳感信息的收集，RFID 技術(shù)的加入，則使得傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用找到新的突破口，因此，RFID 系統(tǒng)與傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有一定的互補(bǔ)性，將它們結(jié)合具有重要意義。

本文針對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，在分析現(xiàn)有接入方式不足的基礎(chǔ)上提出了一種基于IPv6的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)邊界路由器的設(shè)計(jì)方案。方案主要闡述了邊界路由器的硬件和軟件設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，重點(diǎn)介紹了基于IPv6的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧適配層的設(shè)計(jì)。

本文基于ZigBee無(wú)線(xiàn)通訊組網(wǎng)技術(shù)，以iennIC5139為控制核心，構(gòu)建了適合油田信息采集的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)給出了傳感器節(jié)點(diǎn)與中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的硬軟件設(shè)計(jì)。提出了一種組網(wǎng)靈活、成本低、維護(hù)方便的方案設(shè)計(jì)。

本文提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多標(biāo)準(zhǔn)RFID設(shè)別設(shè)備，此設(shè)備可以實(shí)時(shí)自動(dòng)識(shí)別物品的RFID電子標(biāo)簽內(nèi)信息，具有識(shí)別可靠性高，信息處理能力強(qiáng)，功耗小，保密性強(qiáng)。

針對(duì)高等級(jí)生物安全實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)物品監(jiān)測(cè)中實(shí)際需求和遇到的各種問(wèn)題，提出了利用基于Zigbee RFID的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)物品相關(guān)信息獲取、識(shí)別與位置監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)物品所處的位置信息和環(huán)境信息的實(shí)時(shí)采集、監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)管理。

本文介紹了基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)的塔式起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分析了ZigBee技術(shù)和GPRS技術(shù)在當(dāng)前塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題，指出將ZigBee技術(shù)和GPRS技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用在塔機(jī)無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)，為塔機(jī)無(wú)線(xiàn)監(jiān)控指出發(fā)展趨勢(shì)和研究方向。

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN，Wireless Sensor Network)是由分布在有效區(qū)域內(nèi)具有通訊功能的大量傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式自組織形成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)采集信息并通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)逐級(jí)傳送到監(jiān)控中。

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)由部署在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量、廉價(jià)、微型、節(jié)能傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式自我形成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其主要目的是協(xié)同地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息，接收命令并與控制中心交換有關(guān)現(xiàn)實(shí)世界的信息。

我國(guó)是世界上最大的煤炭消費(fèi)國(guó)和生產(chǎn)國(guó)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，煤炭需求量的不斷攀升。近兩年來(lái)，煤炭供應(yīng)緊張，隨之而來(lái)的是各個(gè)煤礦生產(chǎn)的超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，高速發(fā)展的生產(chǎn)突顯出煤礦安全生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中對(duì)于生產(chǎn)隱患治理監(jiān)測(cè)技術(shù)水平的落后，相應(yīng)所導(dǎo)致的各級(jí)安全事故也不斷發(fā)生。由

隨著微電子技術(shù)，通信技術(shù)的迅速發(fā)展，將傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的智能傳感器以其比較高的精度、良好的可靠性、功能的多樣性等優(yōu)勢(shì)在過(guò)程控制以及信號(hào)監(jiān)測(cè)中越來(lái)越多地得到人們的關(guān)注，已成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外研究的一大熱點(diǎn)。

也許傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)于我們大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，還是很陌生，其實(shí)她己經(jīng)是二十多歲的“青年人”，只是一開(kāi)始她就在軍事與特種領(lǐng)域“服役”。但是現(xiàn)在她已經(jīng)“轉(zhuǎn)業(yè)”到地方，成為我們感知物理世界的網(wǎng)絡(luò)——一物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢。

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以隨機(jī)或特定地布置在目標(biāo)環(huán)境中，它們之間的通訊通過(guò)特定的協(xié)議自組織起來(lái)，能夠獲取周?chē)h(huán)境的信息，并且相互協(xié)同完成特定任務(wù)。本文基于nRF905設(shè)計(jì)了一款無(wú)線(xiàn)溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)將普通辦公樓室內(nèi)的溫度采集傳感器節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，實(shí)時(shí)采集房間內(nèi)的溫度信息，并傳送到遠(yuǎn)程控制中心進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

ZigBee無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)作為當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的代表在自動(dòng)抄表產(chǎn)品中已經(jīng)有初步的應(yīng)用，但是多以抄表器上傳通訊手段的方式在自動(dòng)抄表中應(yīng)用，隨著微電子技術(shù)和嵌入式技術(shù)的發(fā)展，抄表器的功能完全可以由智能電能表兼容，因此自動(dòng)抄表系統(tǒng)中的抄表器及其下層附屬的各個(gè)電表完全可以由一個(gè)采用ZigBee通訊方式的多用戶(hù)智能電表替代，文中設(shè)計(jì)的智能電表即采用這種技術(shù)方案。

近年來(lái)，無(wú)線(xiàn)技術(shù)的爆炸式發(fā)展催生了多種工業(yè)、科學(xué)及醫(yī)療（ISM）頻帶無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。由于有了這些新標(biāo)準(zhǔn)，各種無(wú)線(xiàn)應(yīng)用滲透到我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?。毫無(wú)疑問(wèn)，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）便是一種最為受益于這些標(biāo)準(zhǔn)的重要應(yīng)用。

提出一種基于蟻群算法的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)按需多路節(jié)能路由算法。該算法綜合了蟻群優(yōu)化算法和AODV路由協(xié)議的思想，通過(guò)螞蟻并行地在源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間建立多路徑路由，提高了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、延長(zhǎng)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命期。仿真結(jié)果表明，該算法與多種群蟻群優(yōu)化路由算法、基本蟻群算法相比，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命期和節(jié)能方面效果顯著。

針對(duì)當(dāng)前傳感器網(wǎng)絡(luò)普遍采用的有線(xiàn)連接方式的布線(xiàn)不便、靈活性不高的缺點(diǎn)，提出了一種基于ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。介紹了利用CC2430芯片搭建系統(tǒng)硬件平臺(tái)的方法和各節(jié)點(diǎn)協(xié)議棧的軟件設(shè)計(jì)過(guò)程，最后介紹了使用LabWindows/CVI制作上位機(jī)界面。最終實(shí)現(xiàn)了利用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對(duì)電源的監(jiān)控。該系統(tǒng)能夠采集ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的電源電壓即時(shí)數(shù)據(jù)。

目前有多種可供選擇的無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)方案，如ZigBee，其具有功耗低、傳輸速率高、體積小、協(xié)議成熟、節(jié)點(diǎn)能夠協(xié)同工作等特點(diǎn)。

基于TI公司的CC2530實(shí)現(xiàn)了IEEE 802.15.4(ZigBee)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)協(xié)議；在分析CSMA-CA算法的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)討論了片內(nèi)集成的命令選通/CSMA-CA處理器的工作機(jī)制，同時(shí)組建了一個(gè)小型星狀網(wǎng)絡(luò)。測(cè)試結(jié)果表明，在節(jié)點(diǎn)通信范圍內(nèi)，節(jié)點(diǎn)收發(fā)的成功率和正確率均達(dá)到了100%。

基于zigbee技術(shù)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)適用于網(wǎng)點(diǎn)多、體積小、數(shù)據(jù)量小，傳輸可靠、低功耗等場(chǎng)合，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、無(wú)線(xiàn)抄表、智能小區(qū)、工業(yè)控制等領(lǐng)域已取得一席之地。同時(shí)，zigbee規(guī)范與協(xié)議日臻完善[2]。從zigbee1.0、zigbee1.1到目前最新的zigbee2007/pro，zigbee協(xié)議規(guī)范的演進(jìn)對(duì)硬件系統(tǒng)提出了更高的要求。

主要闡述光伏發(fā)電和ZigBee協(xié)議在家庭智能防盜系統(tǒng)中的應(yīng)用。為達(dá)到報(bào)警目的，由紅外傳感器對(duì)人體體溫檢測(cè)，通過(guò)低功耗的2.4 GHz芯片JF24C將信號(hào)經(jīng)由無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)傳向主機(jī)，主機(jī)計(jì)算后發(fā)出報(bào)警信號(hào)并通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)通知戶(hù)主；采用光伏發(fā)電系統(tǒng)和家用電源的雙電源系統(tǒng)供應(yīng)能源的方法，不僅環(huán)保節(jié)能，而且使安全可靠性提高。

以CC2430芯片為核心設(shè)計(jì)一種用于溫濕度測(cè)量的無(wú)線(xiàn)傳感節(jié)點(diǎn)，為了降低節(jié)點(diǎn)功耗，在ZigBee協(xié)議棧的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，為傳感節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)了空閑、觸發(fā)和主動(dòng)等3種工作模式，使節(jié)點(diǎn)能夠按照實(shí)際需求控制采樣的時(shí)機(jī)和速率，以減少傳感節(jié)點(diǎn)用于無(wú)線(xiàn)通信的能量開(kāi)銷(xiāo)，從而滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)節(jié)點(diǎn)低功耗的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)根據(jù)已知參數(shù)預(yù)測(cè)傳感節(jié)點(diǎn)壽命，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。

本講座將以物聯(lián)網(wǎng)的泛在信息感知、泛在網(wǎng)絡(luò)融合以及智能信息服務(wù)3個(gè)層面為線(xiàn)索，分期對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行概要介紹：第1講介紹無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)及泛在感知體系架構(gòu)；第2講將介紹泛在網(wǎng)絡(luò)融合與協(xié)同技術(shù)；第3講將介紹物聯(lián)網(wǎng)的泛在智能業(yè)務(wù)等。