什么是无线传感器网络?


无线传感器网络 (WSN) 具有分布式通信、计算和传感功能。它们的特征是基础设施少、容错和自组织网络,为各种应用在环境中提供低成本、易于应用、快速和灵活的安装机会。

无线传感器和传感器节点架构在下图中给出 -

WSN 的特点

WSN 的特点如下 -

  • 资源受限 - WSN 的节点尺寸较小,并由电池供电。这证明了节点提供的服务(如通信和计算)内存量非常有限。

  • 通信范式 - WSN 的数据中心特征解释了其数据中心性质,并证明通信仅限于节点。

  • 特定于应用程序的设计 - WSN 是特定于应用程序的,即 WSN 的架构基于应用程序。

  • 节点故障和不可靠的通信 - 各种因素(如导致不稳定、不可预测性、节点移动性、环境干扰的恶劣操作条件)使典型的 WSN 节点容易出错。

  • 可扩展性和密度 - 在各种应用中,WSN 中的节点数量可能很大,并且可以密集部署到更高的程度。

  • 动态拓扑 - 在某些应用中,节点可以自由地以不同的速度随机移动,有时可能会无法操作、添加或替换。因此,可能存在不同的网络拓扑。

  • 通信模型 - WSN 使用不同的通信模型 - 平面/分层/分布式 WSN;或同构/异构 WSN。

操作环境

由于 WSN 能够承受恶劣的环境条件,因此它们大多部署在远程和危险地点进行无人值守操作。

WSN 的要求

WSN 的要求解释如下

  • 灵活性 - WSN 的架构不是固定的。相反,它因应用而异,这证明了协议和算法具有自组织特性。

  • 容错性 - WSN 中的节点能够在电池电量有限、外部干扰、节点故障率、恶劣环境条件等情况下维持网络中执行的功能。

  • 寿命 - 应考虑的两个主要因素是负载均衡和节能。这两个因素可以尽可能延长 WSN 架构的寿命。

  • 可扩展性 - WSN 网络中的节点数量可能很大。因此,应设计 WSN 架构和协议。

  • 实时性 - WSN 的各种功能(如传感、处理和通信)用于各种现实世界的问题,因此应遵循严格的时间。

  • 安全性 - 例如在医疗保健数据和军事数据中,WSN 网络提供的数据本质上是私有的且敏感的。因此,在这样的架构中,安全性是显而易见的。

  • 生产成本 - WSN 网络中节点的成本必须低,因为一旦节点耗尽能量,就必须用更新的节点替换。

  • 部署 - 在大型 WSN 中,节点的部署是随机的,实际上无法进行维护和更换。因此,对重新配置和重新编程的需求很大。

  • 可靠性 - 人们可以依靠 WSN,因为架构设计稳健,从而导致安全的数据收集和可靠的交付,不会丢失。

更新于:2021 年 9 月 15 日

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