天線傳感網(wǎng)絡(luò)測(cè)量系統(tǒng)

傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳感器是什么關(guān)系呢?它究竟是一種傳感器呢還是一種網(wǎng)絡(luò)呢?在回答這個(gè)問(wèn)題之前，我們先來(lái)看一下傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)組成吧。如圖1所示，一般可以將傳感節(jié)點(diǎn)分解為傳感模塊、微處理器最小系統(tǒng)、無(wú)線通信模塊、電源模塊和增強(qiáng)功能模塊5個(gè)組成部分，其中增強(qiáng)功能模塊為可選配置。

圖1 傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)組成

可以把傳感模塊和電源模塊看作傳統(tǒng)的傳感器，如果再加上微處理器最小系統(tǒng)就可對(duì)應(yīng)于智能傳感器，而無(wú)線通信模塊是為了實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信功能而比傳統(tǒng)傳感器新增加的功能模塊。增強(qiáng)功能模塊是可選配置，例如時(shí)間同步系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、用于移動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)等。

從傳感節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)組成上看，傳感器網(wǎng)絡(luò)可以看作是多個(gè)增加了無(wú)線通信模塊的智能傳感器組成的自組織網(wǎng)絡(luò)。而從功能上看，傳感器和傳感器網(wǎng)絡(luò)大致相同，都是用來(lái)感知監(jiān)測(cè)環(huán)境信息的，不過(guò)顯然傳感器網(wǎng)絡(luò)具備更高的可靠性。

所謂傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量部署在作用區(qū)域內(nèi)的 、具有無(wú)線通信與計(jì)算能力的微小傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織方式構(gòu)成的能根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務(wù)的分布式智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)間距離很短，一般采用多跳(multi-hop)的無(wú)線通信方式進(jìn)行通信。傳感器網(wǎng)絡(luò)可以在獨(dú)立的環(huán)境下運(yùn)行，也可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)連接到Internet，使用戶可以遠(yuǎn)程訪問(wèn)。

傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，能夠通過(guò)各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，通過(guò)嵌入式系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行處理，并通過(guò)隨機(jī)自組織無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端。從而真正實(shí)現(xiàn)"無(wú)處不在的計(jì)算"理念。

傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的組成和功能包括如下四個(gè)基本單元:傳感單元(由傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換功能模塊組成)、處理單元(由嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成，包括CPU、存儲(chǔ)器、嵌入式操作系統(tǒng)等)、通信單元(由無(wú)線通信模塊組成)、以及電源部分。此外，可以選擇的其它功能單元包括:定位系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)以及發(fā)電裝置等。

在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)通過(guò)各種方式大量部署在被感知對(duì)象內(nèi)部或者附近。這些節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織方式構(gòu)成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，以協(xié)作的方式感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中特定的信息，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)任意地點(diǎn)信息在任意時(shí)間的采集，處理和分析。一個(gè)典型的傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)包括分布式傳感器節(jié)點(diǎn)(群)、sink節(jié)點(diǎn)、互聯(lián)網(wǎng)和用戶界面等.

傳感節(jié)點(diǎn)之間可以相互通信，自己組織成網(wǎng)并通過(guò)多跳的方式連接至Sink(基站節(jié)點(diǎn))，Sink節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)后，通過(guò)網(wǎng)關(guān)(Gateway)完成和公用Internet網(wǎng)絡(luò)的連接。整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)任務(wù)管理器來(lái)管理和控制這個(gè)系統(tǒng)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的特性使得其有著非常廣泛的應(yīng)用前景，其無(wú)處不在的特點(diǎn)使其在不遠(yuǎn)的未來(lái)成為我們生活中不可缺少的一部分。