无线传感器网络第一章(1)

无线传感器网络技术在智能电网中的应用第一章简介无线传感器网络技术（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量分布式的、微型的、可配置的无线传感器节点构成的网络。

在WSN中，每个节点都具有一定的感知能力、通讯能力和计算能力。

同时，这些节点还能够自组织，形成一个全局的网络结构。

WSN在国防、环境监测、智能建筑等领域中有着广泛的应用，而在智能电网中的应用也越来越受到关注。

第二章智能电网的概念及其特点智能电网是一种在电力生产、输电、配电和终端使用等环节中应用新技术、新设备、新管理方法，以提高电网运行效率、安全性、可靠性和灵活性为目的的高级电力供应系统。

具体来说，智能电网的特点包括：（1）单向供电转向双向供电；（2）包括分布式发电、储能和用电等多个方面；（3）细粒度调度，以达到最佳的能源利用效率；（4）网络化架构，使各个设备之间能够实现信息共享。

第三章无线传感器网络技术在智能电网中的应用3.1 监测和控制在智能电网中，将大量无线传感器节点部署在电力生产、输电、配电环节中，可以实时地对电力设备的状态进行监测，并采用自动控制方法，对设备进行故障诊断、预警和控制，从而提高电网运行的安全性和可靠性。

例如，在太阳能光伏电站和风力发电场中，可以通过WSN实现对发电效率、电量以及组件状态等方面的监测和控制。

3.2 能源管理WSN在智能电网中还可以用于能源管理。

通过部署大量的无线传感器节点，对能源消耗情况、能源生产情况以及能源分配情况进行实时监测和控制，从而实现对电力资源的高效利用。

此外，WSN还可以用于能源优化调度，在电力供需不平衡的情况下，通过对能源消耗和生产情况进行精细调度，保证电力供应的稳定性和可靠性。

3.3 市场化交易智能电网的发展不仅仅是一种技术革新，还伴随着能源市场的变革。

WSN在智能电网中的应用可以促进能源市场的有效运行。

通过WSN的实时监测和控制，能够更加准确地了解能源消费和生产情况，以便进行市场化交易，并从中获得更多的经济效益。

无线传感器网络复习资料第一章概述1、什么是无线传感器网络?无线传感器网络是大量的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，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。

2、传感器网络的终端探测结点由哪些部分组成?这些组成模块的功能分别是什么?（1）传感模块（传感器、数模转换）、计算模块、通信模块、存储模块、电源模块和嵌入式软件系统（2）传感模块负责探测目标的物理特征和现象，计算模块负责处理数据和系统管理，存储模块负责存放程序和数据，通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发送和接收。

另外，电源模块负责结点供电，结点由嵌入式软件系统支撑，运行网络的五层协议。

3、传感器网络的体系结构包括哪些部分？各部分的功能分别是什么？（1）网络通信协议：类似于传统Internet网络中的TCP/IP协议体系。

它由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。

（2）网络管理平台：主要是对传感器结点自身的管理和用户对传感器网络的管理。

包括拓扑控制、服务质量管理、能量管理、安全管理、移动管理、网络管理等。

这些管理平台使得传感器节点能够按照能源高效的方式协同工作，在节点移动的传感器网络中转发数据，并支持多任务和资源共享。

（3）应用支撑平台：建立在网络通信协议和网络管理技术的基础之上。

包括一系列基于监测任务的应用层软件，通过应用服务接口和网络管理接口来为终端用户提供各种具体应用的支持。

第二章微型传感器的基本知识1、传感器由哪些部分组成？各部分的功能是什么？传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。

敏感元件是传感器中能感受或响应被测量的部分。

转换元件是将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的信号（一般指电信号）部分。

基本转换电路可以对获得的微弱电信号进行放大、运算调制等。

另外，基本转换电路工作时必须有辅助电源。

2、集成传感器的特点是什么?体积小、重量轻、功能强、性能好。

第⼀章⽆线传感器⽹络概述知识点整理（⼀）第⼀章⽆线传感⽹络概述1.1 ⽆限传感器⽹络的基本感念⽆线传感器⽹络 Wireless Sdnsor Network定义：⼤量静⽌或移动的传感器节点以⾃组织和多跳的⽅式构成的⽆线⽹络。

⽬的：协作探测、处理和传输⽹络覆盖区域内感知对象的监测信息，并报告给⽤户。

传感器⽹络功能：实现数据采集、处理和传输基本要素：传感器、感知对象和⽤户Ad Hoc ⽹络：定义：是⼀种多跳的、⽆中⼼的、⾃组织⽆线⽹络，⼜称为多跳⽹，⽆基础设施⽹或⾃组织⽹。

1.2 ⽆线传感器⽹络的特征1.2.1与现有⽆线⽹络的区别（其他⽹络）（1）集成了监测、控制以及⽆线通信的⽹络系统（2）节点数⽬庞⼤（3）节点分布密集（4）节点容易出现故障（5）⽹络拓扑结构易发⽣变化（6）传感器节点具有的能量、处理能⼒、存储能⼒和通信能⼒等都⼗分有限（7）传统⽆线⽹络的⾸要设计⽬标是提供⾼服务质量和⾼效带宽利⽤，其次才考虑节约能源，⽽传感器⽹络的⾸要设计⽬标是能源的⾼效使⽤1.2.2与现场总线的区别（1）现场总线是应⽤在⽣产现场和微机化测量控制设备之间、实现双向串⾏多节点数字通信的系统（2）开放式、数字化、多点通信的底层控制⽹络（3）现场总线作为⼀种⽹络形式，专门为实现在严格的实时约束条件下⼯作⽽特别设计的（4）由于现场总线通过报告传感数据从⽽控制物理环境，与传感器⽹络⾮常相似（5）⽆线传感器⽹络关注的不是数⼗毫秒范围内的实时性，⽽是具体的业务应⽤，这些应⽤能够容许较长时间的延迟和抖动（6）传感器⽹络⾃适应协议在现场总线中并不需要，如多跳、⾃组织的特点，⽽且现场总线及其协议也不考虑节约能源问题较为流⾏的现场总线：（1）CAN（控制局域⽹络）（2）Lonworks（局部操作⽹络）（3）Profibus（过程现场总线）（4）HART（可寻址远程传感器数据通信）（5）FF（基⾦会现场总线）1.2.3传感器节点的限制1.电源能量限制（1）传感器节点体积微⼩（2）通常携带能量⼗分有限的电池（3）传感器节点消耗能量的模块包括传感器模块、处理器模块和⽆线通信模块（4）传感器节点的绝⼤部分能量消耗在⽆线通信模块⽆线通信模块存在发送、接收、空闲和睡眠4种状态空闲时监听⽆线信道的使⽤情况，检查是否有数据发送给⾃⼰睡眠时关闭通信模块在发送状态的能量消耗最⼤，接收和空闲时消耗接近，睡眠消耗最少。

无线传感器网络在环境监测与控制中的应用研究第一章：引言无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是一种由大量分布式无线传感器节点组成的自组织网络，具有广泛的应用领域。

在环境监测与控制中，无线传感器网络具有很高的实用价值和应用前景。

本文将深入探讨无线传感器网络在环境监测与控制领域的应用研究。

第二章：无线传感器网络概述2.1 无线传感器网络的基本概念2.2 无线传感器节点的组成和功能2.3 无线传感器网络的组网方式和通信协议第三章：环境监测与控制的需求和挑战3.1 环境监测与控制的背景和重要性3.2 环境监测与控制的技术需求和挑战3.3 无线传感器网络在环境监测与控制中的优势第四章：无线传感器网络在环境监测中的应用4.1 大气环境监测4.1.2 气象监测4.1.3 气候变化监测4.2 水环境监测4.2.1 水质监测4.2.2 水量监测4.2.3 水资源管理4.3 土壤环境监测4.3.1 土壤污染监测4.3.2 农田监测与管理4.3.3 林业资源管理4.4 生态环境监测4.4.1 生物多样性监测4.4.2 自然保护区监测4.4.3 灾害监测与预警第五章：无线传感器网络在环境控制中的应用5.1 智能能源管理5.1.2 能源利用优化5.1.3 能源系统调度5.2 智能交通控制5.2.1 交通流量监测5.2.2 路况监测与优化5.2.3 交通信号控制5.3 环境污染治理5.3.1 垃圾处理与回收5.3.2 污水处理与监测5.3.3 声、光、电污染控制第六章：无线传感器网络在环境监测与控制中的关键技术6.1 传感器节点设计与优化6.2 网络拓扑设计与构建6.3 节点定位与跟踪技术6.4 信号处理与数据融合算法6.5 安全与隐私保护技术第七章：研究现状与展望7.1 国内外研究现状回顾7.2 未来发展趋势与挑战7.3 技术创新与应用前景展望结论无线传感器网络在环境监测与控制中具有广泛的应用前景，能够实现对环境的全面监测和控制，为环境保护和资源管理提供了有效的技术手段。

无线传感器网络在智能制造中的应用第一章绪论随着信息技术的快速发展，无线传感器网络成为了现代信息技术领域的重要组成部分。

传感器网络可以将分散的传感器设备连接起来，将海量的信息采集和处理起来，广泛应用于智能制造等领域中，为制造业提供了更为智能化和高效化的解决方案。

本文将探讨无线传感器网络在智能制造中的应用，旨在帮助读者更好地理解和应用无线传感器网络。

第二章无线传感器网络技术概述无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量节点组成的、具有自组织、自适应、自愈合、自组织的无线传感网络，通常是由传感器节点、传感器网络管理器和数据处理中心组成的。

传感器节点通常由传感器、微控制器、无线通信模块和电池组成，通过自组织网络建立通信链路，协同完成环境监测、数据采集、信息传输和数据处理等任务。

WSN可以应用于环境监测、智能交通、安保监控、医疗卫生等多个领域。

第三章无线传感器网络在智能制造中的应用3.1 智能制造中的传感器网络应用在现代制造过程中，传感器节点可以实时地采集制造过程中的温度、压力、电流、电压等数据信息，将这些信息传送到信息处理中心，信息处理中心通过数据分析，可以及时发现和处理制造过程中的问题，有效的提高了生产效率和质量。

传感器节点可以广泛应用于机器人制造、流水线制造、自动化程度较高的制造等领域。

3.2 无线传感器网络在智能制造中的优势（1）实时性强：无线传感器网络可以实时地采集和传输制造过程中的各类数据信息，为制造过程的实时监测和调整提供了支持。

（2）高精度和高灵敏度：传感器节点可以非常敏锐地监测到机器运行状态和物料制造的状况，并及时反馈给数据处理中心，以便进行相关的调整。

（3）低成本和低能耗：传感器节点的制造成本低，而且其使用的电池寿命相对较长，甚至可以半永久使用，其低成本和低能耗使其可以广泛应用于制造业。

（4）智能化程度高：传感器网络可以自主组网，可以动态配置网络拓扑结构，使得其在制造过程中可以随时监测并处理相关数据。

第一章概述1.无线传感器的概念：一种由大量的微型传感器节点组成的面向任务的无线自组织网络系统。

2.与传统的无线自组织网络（特征）类似：自组织性、分布式控制、拓扑动态性；区别：网络规模大、节点能力受限、节点可靠性差、以数据为中心、多对一传输模式、冗余度高、面向任务。

3.开发用的硬件平台——嵌入式个人计算机：PDA；专用传感器节点：Berkeley Motes （广泛）、UCLA Medusa、MIT uAMP；片上系统节点：Smart Dust、BWRC PicoNode4.软件平台：TinyOS（最早）、nesC、TinyGALS、Mote等5.设计目标：体积小、成本低、功耗低、自组织、可扩展、自适应、可靠、安全、（带宽）资源利用率高、服务质量高。

第二章体系结构1.节点组成（4）：感知、处理、通信、电池模块2.汇聚节点的作用：（1）向传感器节点发送查询消息或命令（2）作为联接外部网络的网关3.多跳网络分为——平面结构：所有传感器节点地位相同、互为中继；分层结构：按簇组织，簇成员将数据发给簇头，簇头发给汇聚节点；好处：（1）降低通信能耗（2）平衡节点间的负载，并提高可拓展性（3）在簇头进行数据融合，减少数据发送量，提高能亮效率4.协议栈——应用层：负责提供各种无线传感器网络应用，包括查询发送、节点定位、时间同步、网络安全；传输层：负责节点间端到端的可靠、透明传输，包括拥塞控制和差错控制；网络层：为传感器节点向汇聚节点发数据提供路由；数据链路层：数据量的复用、数据帧的创建与检测、媒体接入、差错校验，提供点到点或多点的可靠传输，其中主要的是媒体访问控制（MAC）和差错控制（前向纠错FEC、自动重传请求ARQ）；物理层：将数据链路层形成的数据流转换成适合在传输媒体上传送的信号，并进行收发。

5.设计准则：可扩展、可互通、抗毁、可靠、安全、能量高效性。

第三章 MAC协议（数据链路层）1.作用：决定局部范围内无线信道的使用方式，用来在传感器节点之间分配信道频谱资源，建立数据传输所需的基础通信链路2.特点：尽量节省节点能量、可扩展性、公平性（均衡节点能量消耗）、传输效率高。