1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)主講人：劉長(zhǎng)紅Email：參考書目u 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) ，孫利民等著，清華大學(xué)出版社，2006年。u無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，李曉維等著，北京理工大學(xué)出版社，2007年。u無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)：原理與實(shí)踐，美 胡飛（Fei Hu），美 曹小軍（Xiaojun Cao） 著；牛曉光 譯， 機(jī)械工業(yè)出版社，2015年。u無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)原理及方法，許毅等著，清華大學(xué)出版社，2012年。成績(jī)考核u平時(shí)（20%）+上機(jī)實(shí)驗(yàn)（30%）+期末考試（50%）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)第一章、概述什么是物聯(lián)網(wǎng)？如何“感知中國(guó)”？防災(zāi)減災(zāi)城市生命線節(jié)能減排Sensor Network危化品特種設(shè)備安全生產(chǎn)應(yīng)急管理食品衛(wèi)生準(zhǔn)運(yùn)

2、車輛城市部件環(huán)境保護(hù)什么是物聯(lián)網(wǎng)？The Internet of Things 將“物”聯(lián)到“網(wǎng)” ? 將什么樣的“物”聯(lián)到網(wǎng)？ qq? 需要監(jiān)控和管理的貨物、商品、物品、環(huán)境、動(dòng)植物以及人； qq? 家用電器、工業(yè)機(jī)器； qq? 生產(chǎn)制造和銷售的商品、百貨； qq? 自然環(huán)境：氣候、溫度、濕度及氣體含量 qq? 場(chǎng)所空間：KTV、廣場(chǎng)、道路、廠礦等 qq? 動(dòng)植物 qq? 人：病人、兒童等； ? 如何聯(lián)到 “網(wǎng)”？ qq? 將“物”智能化和電子化 qq? 變得可識(shí)別(Device)、可連接(Connect)和可管理(Manage) ? 聯(lián)到什么“網(wǎng)”？ qq? 傳感網(wǎng)； qq? 無(wú)線網(wǎng)； q

3、q? 局域網(wǎng)； qq? 互聯(lián)網(wǎng)； qq? 可以監(jiān)控和管理這些“物”的網(wǎng)Sensor Network第三次信息化產(chǎn)業(yè)浪潮身份、位置、圖像、狀態(tài)感知身份感知局域網(wǎng)絡(luò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)WiFi、WIMAC移動(dòng)、3G網(wǎng)絡(luò)閱讀器閱讀器閱讀器閱讀器定位標(biāo)簽智能標(biāo)簽車輛標(biāo)簽金屬標(biāo)簽定位標(biāo)簽位置感知GPS定位網(wǎng)絡(luò)車載定位RFID定位網(wǎng)絡(luò)區(qū)域定位WSN定位網(wǎng)絡(luò)精確定位圖像感知突發(fā)事件監(jiān)測(cè)突發(fā)事件監(jiān)測(cè)突發(fā)事件監(jiān)測(cè)突發(fā)事件監(jiān)測(cè)圖像感網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)視頻IP網(wǎng)絡(luò)3G網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)感知服務(wù)中心智能無(wú)線中繼智能無(wú)線中繼Internet智能無(wú)線中繼智能無(wú)線中繼無(wú)線網(wǎng)關(guān)WSN網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與管理互聯(lián)網(wǎng)電信網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系智能家居

4、EAISql ServerWindowsLANMeshRFID智能物流 WebsphereDB2LinuxMANM2M傳感器環(huán)境監(jiān)測(cè) CORBAOracleUnixWANGateway讀寫器應(yīng)用軟件 中間件 數(shù)據(jù)庫(kù) 操作系統(tǒng) 互聯(lián)網(wǎng)傳感網(wǎng) 感知層軟件工程師 系統(tǒng)架構(gòu)師 DBA 系統(tǒng)管理員 3G工程師 網(wǎng)絡(luò)工程師 硬件工程師 基本概念? 目前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可分為兩種 ：? 一種是有基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)；（如：手機(jī)）? 一種是無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)（無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)），結(jié)點(diǎn)是分布式的，沒(méi)有專門的固定基站。? 無(wú)線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)可分為兩類：? 一類是移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)，終端是快速移動(dòng)的;? 一類就是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

5、，結(jié)點(diǎn)是靜止的或者移動(dòng)很慢。 基本概念? 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)定義：? 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是大量的靜止或移動(dòng)的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，目的是協(xié)作地探測(cè)、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)感知對(duì)象的監(jiān)測(cè)信息，并報(bào)告給用戶。? 英文是Wireless Sensor Network，簡(jiǎn)稱WSN。? 目前傳感器網(wǎng)絡(luò)多指的是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。? 協(xié)作式的感知、采集、處理和發(fā)布感知信息是傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能。WSN與Ad hoc網(wǎng)絡(luò) 相同點(diǎn)：基本不需要人的干預(yù)，大部分工作是以自組織的方式完成的，二者統(tǒng)稱為自組織網(wǎng)絡(luò)。二者的研究都是追求低功耗的自組織網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。 不同點(diǎn)：（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作模式各不相同

6、。Ad hoc網(wǎng)絡(luò): 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化。WSN: 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是靜態(tài)的。（2）工作模式不同。WSN: 多對(duì)一(Many-to-One)通信，節(jié)點(diǎn)之間幾乎不會(huì)發(fā)生消息交換。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò) ：網(wǎng)絡(luò)中任意兩節(jié)點(diǎn)之間都有通信的可能。無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)(GSM,3G,WiFi,WiMax)帶寬優(yōu)化WSN三種網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系準(zhǔn)靜態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多對(duì)一模式網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)處理Ad Hoc動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)功耗優(yōu)化分組傳輸無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：1大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量可能達(dá)到成千上萬(wàn)，甚至更多。大規(guī)模性的優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)不同空間視角獲得的信息具有更大的信噪比；分布式地處理大量的采集信息，能夠提高監(jiān)測(cè)的精確度，

7、降低對(duì)單個(gè)節(jié)點(diǎn)傳感器的精度要求；大量冗余節(jié)點(diǎn)的存在，使得系統(tǒng)具有很強(qiáng)的容錯(cuò)性能。大量節(jié)點(diǎn)能增大覆蓋的監(jiān)測(cè)區(qū)域，減少探測(cè)遺漏地點(diǎn)或者盲區(qū)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：2自組織網(wǎng)絡(luò)自組織網(wǎng)絡(luò)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，所有節(jié)點(diǎn)的地位是平等的，沒(méi)有預(yù)先指定的中心，各節(jié)點(diǎn)通過(guò)分布式算法相互協(xié)調(diào)，在無(wú)人值守的情況下，節(jié)點(diǎn)能自動(dòng)組織成一個(gè)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)。3多跳路由多跳路由網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)通信距離有限（幾十到幾百米的范圍），節(jié)點(diǎn)只能與它的鄰居直接通信，如果要與射頻覆蓋范圍之外的節(jié)點(diǎn)通信，則需要通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由，而且無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多跳路由是由普通節(jié)點(diǎn)完成的。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：4.動(dòng)態(tài)性網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)

8、性網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以隨處移動(dòng)，也可能隨時(shí)退出或加入網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)處于變化的環(huán)境，狀態(tài)也不斷變換，而且這種變化無(wú)法預(yù)測(cè)。5.以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)任務(wù)型的網(wǎng)絡(luò)。用戶使用傳感器網(wǎng)絡(luò)查詢事件時(shí)，直接將所關(guān)心的事件通告給網(wǎng)絡(luò)，而不是通告某個(gè)節(jié)點(diǎn)。這種以數(shù)據(jù)本身作為查詢或傳輸線索的思想更接近于自然語(yǔ)言交流的習(xí)慣，所以通常說(shuō)傳感器是一個(gè)以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)。6兼容性應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)兼容性應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)傳感器網(wǎng)絡(luò)不能像Internet一樣，有統(tǒng)一的通信協(xié)議平臺(tái)，不同的應(yīng)用背景對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的要求不同，其硬件平臺(tái)、軟件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議存在很大差異。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征傳感器節(jié)點(diǎn)的限制1 1電源能量

9、有限電源能量有限 傳感器節(jié)點(diǎn)體積微小，通常攜帶能量十分有限的電池。傳感器節(jié)點(diǎn)消傳感器節(jié)點(diǎn)體積微小，通常攜帶能量十分有限的電池。傳感器節(jié)點(diǎn)消耗能量的模塊包括傳感器模塊、處理器模塊和無(wú)線通信模塊耗能量的模塊包括傳感器模塊、處理器模塊和無(wú)線通信模塊 圖圖1-11-1表示傳感器節(jié)點(diǎn)各部分能量消耗的情況，從圖中可知傳感器節(jié)點(diǎn)的絕表示傳感器節(jié)點(diǎn)各部分能量消耗的情況，從圖中可知傳感器節(jié)點(diǎn)的絕大部分能量消耗在無(wú)線通信模塊。大部分能量消耗在無(wú)線通信模塊。傳感器節(jié)點(diǎn)能量消耗情況傳感器節(jié)點(diǎn)能量消耗情況無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征傳感器節(jié)點(diǎn)的限制2 2通信能力有限通信能力有限無(wú)線通信的能量消耗與通信距離的關(guān)系為：無(wú)線通信的能

10、量消耗與通信距離的關(guān)系為： 其中其中k k是系數(shù)，參數(shù)是系數(shù)，參數(shù)n n滿足關(guān)系滿足關(guān)系22n n44，n n的取值與很多因素有關(guān)，例如傳感器的取值與很多因素有關(guān)，例如傳感器節(jié)點(diǎn)部署貼近地面時(shí)，障礙物多干擾大，節(jié)點(diǎn)部署貼近地面時(shí)，障礙物多干擾大，n n 的取值就大；天線質(zhì)量對(duì)信號(hào)發(fā)的取值就大；天線質(zhì)量對(duì)信號(hào)發(fā)射質(zhì)量的影響也很大。考慮諸多因素，通常取射質(zhì)量的影響也很大。考慮諸多因素，通常取n n為為3 3，即通信能耗與距離的三，即通信能耗與距離的三次方成正比。次方成正比。隨著通信距離的增加，能耗將急劇增加。因此，在滿足通信連通度的前提下應(yīng)隨著通信距離的增加，能耗將急劇增加。因此，在滿足通信連通度

11、的前提下應(yīng)盡量減少單跳通信距離。一般而言，傳感器節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信半徑在盡量減少單跳通信距離。一般而言，傳感器節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信半徑在100m100m以內(nèi)以內(nèi)比較合適。比較合適。傳感器節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信帶寬有限，通常僅有幾百傳感器節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信帶寬有限，通常僅有幾百kbpskbps的速率。的速率。nEkd無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征傳感器節(jié)點(diǎn)的限制 3 3計(jì)算和存儲(chǔ)能力有限計(jì)算和存儲(chǔ)能力有限 傳感器節(jié)點(diǎn)是一種微型嵌入式設(shè)備，要求它價(jià)格低功耗小，這些限制傳感器節(jié)點(diǎn)是一種微型嵌入式設(shè)備，要求它價(jià)格低功耗小，這些限制必然導(dǎo)致其攜帶的處理器能力比較弱，存儲(chǔ)器容量比較小。必然導(dǎo)致其攜帶的處理器能力比較弱，存儲(chǔ)器容量比較小。

12、除了降低處理器的絕對(duì)功耗以外，現(xiàn)代處理器還支持模塊化供電和動(dòng)除了降低處理器的絕對(duì)功耗以外，現(xiàn)代處理器還支持模塊化供電和動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)功能。利用這些處理器的特性，傳感器節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)頻率調(diào)節(jié)功能。利用這些處理器的特性，傳感器節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)能量管理和動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)模塊，可以更有效地利用節(jié)點(diǎn)的各種資源。態(tài)能量管理和動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)模塊，可以更有效地利用節(jié)點(diǎn)的各種資源。 動(dòng)態(tài)能量管理是當(dāng)節(jié)點(diǎn)周圍沒(méi)有感興趣的事件發(fā)生時(shí)，部分模塊處動(dòng)態(tài)能量管理是當(dāng)節(jié)點(diǎn)周圍沒(méi)有感興趣的事件發(fā)生時(shí)，部分模塊處于空閑狀態(tài)，把這些組件關(guān)掉或調(diào)到更低能耗的睡眠狀態(tài)。動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)于空閑狀態(tài)，把這些組件關(guān)掉或調(diào)到更低能耗的睡眠

13、狀態(tài)。動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)是當(dāng)計(jì)算負(fù)載較低時(shí)，通過(guò)降低微處理器的工作電壓和頻率來(lái)降低處理能是當(dāng)計(jì)算負(fù)載較低時(shí)，通過(guò)降低微處理器的工作電壓和頻率來(lái)降低處理能力，從而節(jié)約微處理器的能耗。力，從而節(jié)約微處理器的能耗。傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)u 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂苪 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議u 網(wǎng)絡(luò)安全u 時(shí)間同步u 定位技術(shù)u 數(shù)據(jù)融合u 數(shù)據(jù)管理u 無(wú)線通信技術(shù)u 嵌入式操作系統(tǒng)u 應(yīng)用層技術(shù)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用1軍事應(yīng)用2智能家居3環(huán)境監(jiān)測(cè)4空間探索5醫(yī)療健康6建筑物和大型設(shè)備安全狀態(tài)的監(jiān)控7緊急援救8. 其他商業(yè)應(yīng)用大鴨島海燕監(jiān)測(cè)項(xiàng)目開始時(shí)間：2002年參與者：英特爾研究實(shí)驗(yàn)室和加州大學(xué)伯克利分校http:/ 利用WSN監(jiān)測(cè)冰

14、河的變化情況，目的在于通過(guò)分析冰河環(huán)境的變化來(lái)推斷地球氣候的變化。醫(yī)療健康電子牧場(chǎng)火山觀測(cè)巨型機(jī)小型機(jī)工作站PCPDAWSN 節(jié)點(diǎn)等生物芯片無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究歷史1. 1. 計(jì)算設(shè)備的演化歷史計(jì)算設(shè)備的演化歷史無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究歷史2.2.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的三個(gè)階段無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的三個(gè)階段第一階段：傳統(tǒng)的傳感器系統(tǒng)第一階段：傳統(tǒng)的傳感器系統(tǒng)特征：傳感器節(jié)點(diǎn)只產(chǎn)生探測(cè)數(shù)據(jù)流，沒(méi)有計(jì)算能力，節(jié)點(diǎn)之間只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，一般采用分級(jí)處理結(jié)構(gòu)。第二階段：傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)集成化第二階段：傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)集成化特征：采用現(xiàn)代微型化的傳感器節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)同時(shí)具備感知、計(jì)算和通信能力。第三階段：多跳自

15、組網(wǎng)第三階段：多跳自組網(wǎng)特征：網(wǎng)絡(luò)傳輸自組織、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)低功耗。發(fā)展歷程（一） 二十世紀(jì)70年代。冷戰(zhàn)時(shí)期的聲音監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（Sound SurveillanceSystem-SOSUS）、空中預(yù)警與控制系統(tǒng)（Air borne Warning andControl System-AWACS） 1980年。DARPA的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目（Distributed SensorNetworks-DSN） 1994年 。加州大學(xué)洛杉磯分校的William J. Kaiser 向DARPA提交建議書“Low Power Wireless Integrated Microsensors” ，里程碑。 二十世

16、紀(jì)80年代至90年代之間。美國(guó)海軍研制的協(xié)同交戰(zhàn)能力系統(tǒng)（Cooperative Engagement Capability-CEC），用于反潛的確定性分布系統(tǒng)（Fixed Distributed System-FDS）和高級(jí)配置系統(tǒng)（Advanced Deployment System-ADS），以及遠(yuǎn)程戰(zhàn)場(chǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（Remote Battlefield Sensor System-REMBASS）和戰(zhàn)術(shù)遠(yuǎn)程傳感器系統(tǒng)（Tactical Remote Sensor System）等無(wú)人看管地面?zhèn)鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展歷程（二） 1998 年。Gregory. J. Pottie 闡釋了WSN

17、 的科學(xué)意義，DARPA巨資啟動(dòng)了SensIT項(xiàng)目，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)“超視距”戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。 1999年9月。商業(yè)周刊將其列位21世紀(jì)最重要的21項(xiàng)技術(shù)之一。橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Oak Ridge National Laboratory ,ORNL) 提出了“網(wǎng)絡(luò)就是傳感器”（Network is Sensor）的論斷。 2001年1月。MIT技術(shù)評(píng)論將WSN列于十種改變未來(lái)世界新興技術(shù)之首。 2003年8月。商業(yè)周刊預(yù)測(cè)：WSN和其他三項(xiàng)信息技術(shù)將會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)掀起新的產(chǎn)業(yè)浪潮。 2004年IEEE Spectrum雜志發(fā)表一期專集：傳感器的國(guó)度，論述WSN的發(fā)展和可能的廣泛應(yīng)用。 我們國(guó)家未來(lái)20年預(yù)

18、見(jiàn)技術(shù)的調(diào)查報(bào)告，信息領(lǐng)域157項(xiàng)技術(shù)課題中有7項(xiàng)與傳感器網(wǎng)絡(luò)直接相關(guān)。 2006年初發(fā)布的國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要為信息技術(shù)確定了三個(gè)前沿方向，其中兩個(gè)與WSN的研究直接相關(guān)，即智能感知技術(shù)和自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究歷史3.3.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)u 無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)u 泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)無(wú)線通信技術(shù)將朝著寬帶化、移動(dòng)化、異構(gòu)化及個(gè)性化等方面發(fā)展，已達(dá)到通信的“無(wú)所不在”的“泛在化”，傳感器節(jié)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)未來(lái)“泛在化”通信的一種有效手段。u 具有認(rèn)知功能的傳感器網(wǎng)絡(luò)具有認(rèn)知功能的傳感器網(wǎng)絡(luò)認(rèn)知無(wú)線電（Cognitive

19、 Radio,CR）被認(rèn)為是一種提高無(wú)線電電磁頻譜利用率的新方法同時(shí)也是一種智能的無(wú)線通信系統(tǒng)。最大限度地利用時(shí)域、頻域、空域等信息，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)和適應(yīng)無(wú)線通信頻譜的分配和使用。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究歷史3.3.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)u 基于超寬帶基于超寬帶(UWB)(UWB)技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種非傳統(tǒng)的、新穎的無(wú)線傳輸技術(shù)，通常采用極窄的脈沖或極寬的頻譜來(lái)傳輸信息。相對(duì)于傳統(tǒng)的正弦載波通信系統(tǒng)而言，超寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)具有高傳輸率、高頻譜速率、高頻譜效率、高測(cè)距精度、抗多徑干擾、低功耗、低成本等諸多優(yōu)點(diǎn)。使得基于超寬帶技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究和開發(fā)得

20、到越來(lái)越多的關(guān)注。u 基于協(xié)作通信技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于協(xié)作通信技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全路由數(shù)據(jù)聚合應(yīng)用協(xié)議網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)安 全協(xié)議機(jī)制主動(dòng)型響應(yīng)型混合型地理位置可靠傳輸不可靠傳輸端到端逐跳時(shí)間同步數(shù)據(jù)管理覆蓋與連通性查詢存儲(chǔ)MAC 協(xié)議路由協(xié)議拓?fù)淇刂苽鬏攨f(xié)議功率控制移動(dòng)控制擁塞控制密鑰分發(fā)安全防御安全傳輸DoS 攻擊耗電攻擊研究方向及分類（一）射頻編程通信短程無(wú)線通信藍(lán)牙嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)能耗管理構(gòu)件庫(kù)網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)化編程中間件信號(hào)處理應(yīng)用研究傳感器技術(shù)微機(jī)電系統(tǒng)定位與跟蹤校正波束形成數(shù)據(jù)融合自身定位目標(biāo)定位與跟蹤協(xié)同探測(cè)目標(biāo)辨識(shí)操作系統(tǒng)仿真節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)低功耗芯片紫蜂研究方向及分

21、類（二）Sink 鏈路操作系統(tǒng)TinyOS TinyOS是UC Berkeley的David Culler領(lǐng)導(dǎo)的研究小組為WSN量身定制的嵌入式操作系統(tǒng)。 WSN對(duì)操作系統(tǒng)的特殊要求主要表現(xiàn)在： （1）節(jié)點(diǎn)的計(jì)算資源有限，需要盡可能的減小系統(tǒng)開銷； （2）節(jié)點(diǎn)由電池供電，且要求較長(zhǎng)的工作周期，因此需要系統(tǒng)的能耗管理策略與方案，包括操作系統(tǒng)的支持； （3）節(jié)點(diǎn)的各模塊之間需要一定的調(diào)度協(xié)調(diào)機(jī)制，同時(shí)支持并發(fā)控制； （4）觀測(cè)任務(wù)需要操作系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)性。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)平臺(tái)目前市場(chǎng)上的無(wú)線傳感器的開發(fā)平臺(tái)較多，有代表性的包括Chipcon公司的CC2430/CC2431/CC2480A1，Jen

22、nic公司JN5121/JN5139/JN5148，F(xiàn)reescale公司的MC13191/MC13192/MC13201/MC13202以及Ember公司的EM250/EM260/EM351/EM357 ZigBee系列開發(fā)芯片。Chipcon:CC2430/CC2431平臺(tái)Jennic:JN5121/JN5139平臺(tái)Freescale:MC13191/MC13192平臺(tái)Ember:EM250/EM260平臺(tái)Crossbow: OEM2110CA平臺(tái)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)目前，比較典型的仿真平臺(tái)或基于現(xiàn)有平臺(tái)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型，包括NS-2，OPNET，GloMoSim，TOSSIM，PowerTOSSIM等。 NS-2仿真平臺(tái)