什么是無線傳感網絡？ 無線傳感網絡是由部署在監測區域內的大量微型、低成本、低功耗的傳感器節點組成的多跳無線網絡網關

大規模、自組織、隨機部署、網絡拓撲經常變化、傳感器節點資源有限。1什么是無線傳感網絡？ 無線傳感網絡是由部署在監測區域內的大量數字世界傳感數據傳感數據傳感數據傳感數據傳感數據傳感數據物理世界無線傳感網絡連接物理世界和數字世界2數字世界傳感數據傳感數據傳感數據傳感數據傳感數據傳感數據物理無線傳感器網絡的特點傳感器網絡是集成了檢測、控制以及無線通信的網絡系統節點數目更為龐大（上千甚至上萬），節點分布更為密集由于環境影響和能量耗盡，節點更容易出現故障環境干擾和節點故障容易導致網絡拓撲結構的變化傳感器節點具有處理能力和存儲能力等都十分有限傳統無線網絡設計的首要目標是提供高服務質量和高效帶寬利用，其次才是考慮節約能源；而傳感器網絡的首要設計目標是能源的高效利用，這也是傳感器網絡與傳統網絡的最重要區別之一。3無線傳感器網絡的特點傳感器網絡是集成了檢測、控制以及無線通信技術框架嵌入式系統網絡MEMS監控探測物理世界各種層次任務的協調與調度緊密聯結物理世界小型或微型的運算，存儲，控制單元自組織,能效的通信低成本，低能耗的傳感器與執行器4技術框架嵌入式系統網絡MEMS監控探測物理世界各種層次任務的節點結構傳感器MCURF通信電池無線信號溫度濕度噪聲目標運動光照條件壓力土壤購成……節點之間采用無線通信感知環境或目標的特性5節點結構傳感器MCURF通信電池無線信號溫度節點之間感知環節點結構典型的傳感器網絡節點光學傳感器節點電路電源電路電池外殼光傳感器環境傳感器濕度、溫度、壓力6節點結構典型的傳感器網絡節點光學傳感器光傳感器6環境監測7環境監測7節點能量消耗節點能量消耗每個傳感器節點的能量有限節點通常不可充電耗能途徑傳感數據處理通信（主要耗能途徑）節點在不同工作狀態下的能耗05101520能量(mW)SensingCPUTXRXIDLESLEEP8節點能量消耗節點能量消耗節點在不同工作狀態下的能耗05101無線自組織網絡(MESH)節點移動9無線自組織網絡(MESH)節點移動9無線自組織網絡(MESH)10無線自組織網絡(MESH)10無線自組織網絡(MESH)11無線自組織網絡(MESH)11用戶終端和設備無線傳感器網絡發展的基本特征無線傳感網絡移動電話PDA標簽GPS無線傳感網絡無線傳感網絡無線傳感網絡異構互連低耗自組泛在協同12用戶終端和設備無線傳感器網絡發展的基本特征無線傳感網絡移動電異構互連低耗自組泛在協同如何對大規模低成本的無線傳感網絡節點供電；如何應對無線傳感網絡部署的隨機性，網絡拓撲結構在時間和空間上的復雜多變性無線傳感器網絡發展的基本特征13異構互連低耗自組泛在協同如何對大規模低成本的無異構互連低耗自組泛在協同如何應對無線傳感網絡內（即節點）的異構性和網絡間的異構性；如何應對無線傳感網絡的可擴展性無線傳感器網絡發展的基本特征14異構互連低耗自組泛在協同如何應對無線傳感網絡內異構互連低耗自組泛在協同如何建立多應用場景自適應模型以及多傳感數據協同處理方法；如何對多傳感數據進行協同處理，應對無線傳感網絡的泛在性無線傳感器網絡發展的基本特征15異構互連低耗自組泛在協同如何建立多應用場景自適無線傳感器網絡應用醫療監護智能交通智能家居環境監測國防軍事防災減災工業監控新一代網絡無線傳感網絡將在新一代網絡中起重要作用16無線傳感器網絡應用醫療監護智能交通智能家居環境監測國防軍事防挑戰有許多尚未解決的問題有許多尚待發現的問題有許多尚待拓展的應用具有安全性的操作系統自動地址分配方法精準的定位方法高效的MAC協議面向應用的可靠性路由協議多網關的優化配置問題自適應的狀態切換與節點調度高效協同的事件監測手段感知數據的查詢、分析及挖掘移動傳感器引發的問題

…17挑戰有許多尚未解決的問題具有安全性的操作系統17物聯網的概念2009年８月７日，溫總理在無錫調研時，對微納傳感器研發中心予以高度關注，提出了把“感知中國”中心設在無錫、輻射全國的想法。2009年9月14日?！秶抑虚L期科學與技術發展規劃（2006-2020年）》和“新一代寬帶移動無線通信網”重大專項中均將傳感網列入重點研究領域。定義：把所有物品通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理18物聯網的概念2009年８月７日，溫總理在無錫調研時，對微納傳19952004200520082009-62009-82009-9未來IBM向美國政府提出的“智慧的地球”戰略“下一代I-Hub”計劃U-Korea戰略U-Japan戰略物聯網概念提出通信展中近三分之一展品與物聯網概念有關通信展中首家以物聯網為宣傳語09年6月物聯網行動計劃

09年8月感知中國1995年，比爾?蓋茨在其《未來之路》一書中已提及物聯網概念。2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯盟（ITU）發布了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，報告指出，無所不在的“物聯網”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網主動進行交換。射頻識別技術（RFID）、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將到更加廣泛的應用。2009年1月，IBM首席執行官彭明盛提出“智慧地球”構想，其中物聯網為“智慧地球”不可或缺的一部分，而奧巴馬在就職演講后已對“智慧地球”構想提出積極回應，并提升到國家級發展戰略。物聯網的發展191995200420052互聯網計算機的網絡物聯網物品的網絡M2M物聯網的演進路徑演進技術進步社會發展應用范圍服務擴展定義：將通信模塊植入機器，將機器聯入網絡感知能力：條形碼+RFID+傳感器+攝像頭，信息的有限感知通信能力：移動通信技術為主，信息的有限傳送應用場景：受網絡覆蓋范圍、終端體積大小、終端供電能力強弱等因素，導致應用受限定義：將傳感設備植入物體，將物體聯入網絡感知能力：傳感器網絡+智能芯片+條形碼+RFID+傳感器+攝像頭，信息的全面和透徹感知通信能力：寬帶移動通信技術+傳感器網絡，信息的更自由傳送應用場景：受限范圍縮小，應用極大豐富物聯網M2M演進演進演進演進20互聯網計算機的網絡物聯網物品的網絡M2M物聯網的演進路徑演進物聯網的典型技術體系架構21物聯網的典型技術體系架構21水下傳感器網絡水下傳感器網絡具有以下特點:信道帶寬窄,受具體水環境影響較大,多跳長距離傳輸時誤碼率,沖突率較高節點位置易產生漂移,節點設備易損毀水下傳感器網絡在開發海洋,保護海洋環境,監測港口海底狀況以及海洋國防方面都突顯出重要的作用22水下傳感器網絡水下傳感器網絡具有以下特點:22物聯網應用案例

–港口物流監控系統BOSS系統涵蓋了計費、結算、營業、帳務和客戶服務等系統的功能，是一體化的、信息資源充分共享的支撐系統;H2000系統是實現全國海關信息共享和報關數據處理的通關作業信息化管理平臺。

公路運輸進關水路運輸

出關公路運輸堆場

應用系統海關內部移動物聯網應用GPSGISLBSRFID傳感器網絡RFID傳感器網絡視頻監控船舶監控RFID傳感器網絡GPSGISLBSRFID傳感器網絡視頻監控電子關鎖海關行業平臺海關H2000系統電子關鎖海事管理平臺堆場管理平臺海關行業平臺海關H2000系統BOSS支撐系統移動網絡（行業網關）位置平臺二維碼平臺M2M平臺RFID視頻監控平臺23物聯網應用案例–港口物流監控系統BOSS系統涵蓋了計費、結堆場無線應用網絡化,信息化是堆場管理的發展方向：快速的網絡和信息通信技術是提高物流業工作和管理效率的有效途徑。貨柜場,又稱堆場。如集裝箱堆場(CONTAINERYARD:CY)：指辦理集裝箱重箱或空箱裝卸，轉運，保管，交接的場所.24堆場無線應用網絡化,信息化是堆場管理的發展方向：快速的網絡和堆場無線應用堆場網絡信息化面臨的問題:在傳統的堆場管理中，管理員通過有線網絡的方式或者傳統無線網絡的方式來實施調度指令，某些惡劣環境下鋪設有線網絡困難或者成本太高；施工不能影響現有物流調度作業否則代價太大；視頻監控以及一些高速移動下的業務無法展開。在這樣的背景下希望能有一套在惡劣環境下能提供方便寬帶介入和應用的無線系統。25堆場無線應用堆場網絡信息化面臨的問題:25堆場無線應用需求無線視頻監控：堆場大范圍視頻監控,進行實時視頻監控并將數據傳輸到監控調度中心。進行貨物有效監管、降低災害的發生?？梢蕴峁└采w區域內的移動視頻實時監控,觀察貨物運輸情況。貨車調度、

ERP、貨物條形碼、RFID、貨運、裝卸無線融合：操作人員隨時接受監控中心的調度指令,提高工作效率；操作人員無需要花時間尋找貨物或手工輸入大量數據，降低勞動成本出入庫的貨物能及時出現在管理清單上，同一管理，消除過量庫存，保證安全庫存實時掌握訂單狀況、消除訂單延遲，提高客戶服務質量高效的及時統一管理消除了錯誤的發生機率26堆場無線應用需求無線視頻監控：堆場大范圍視頻監控,進行實時視堆場無線應用需求無線寬帶接入：在需要辦公的區域可以方便地寬帶上網、遠程辦公、信息傳輸?？梢詫⒍鄠€堆場通過無線連接到一起，進行數據和多媒體傳輸。無線車載系統：在叉車、貨車等常見的移動裝置上安裝通信終端，方便操作員在行程過程中更新貨物各項記錄，工作時間表、或及時的語音通信等。無線VoIP語音通信：在堆場各個區域、監控調度中心，通過普通支持Wi-Fi的終端，進行無線語音溝通（可多方通話），以滿足實時信息溝通需要，提高工作效率。27堆場無線應用需求無線寬帶接入：在需要辦公的區域可以方便地寬帶堆場無線應用組網示意圖監控中心28堆場無線應用組網示意圖監控中心28無線寬帶接入支持WIFI的終端（PC，手機）接入到無線MESH網絡，跳接至MESH網關，隨時隨地訪問Internet；室內、室外全區覆蓋：堆場的各個重要場所。A200e/A200iA200e/A200iA200e/A200iA200e/A200iA200e/A200iA200e/A200iA200e/A200i29無線寬帶接入支持WIFI的終端（PC，手機）接入到無線MES貨車定位調度可以通過在貨車上裝上帶GPS接收的WIFI設備.接入MESH網絡,監控中心通過貨車的位置和堆場的需求,通過MESH網絡,來發布語音或者文字調度信息.貨車司機通過接入MESH網絡的車載終端來接收并執行調度指令,大大提高了生產效率發送調度指令接收指令并返回信息30貨車定位調度可以通過在貨車上裝上帶GPS接收的WIFI設備.無線視頻監控在堆場的各重要場所布置無線攝像頭，采用有線或無線方式就近連接至MESH節點，由監控中心實時集中監控；被壓縮成流媒體格式的圖像信號從攝像機傳送到無線路由器（通過有線或無線方式），再由無線路由器接入到無線網絡中，傳送到監控中心。31無線視頻監控在堆場的各重要場所布置無線攝像頭，采用有線或無線ERP、RFID、貨運、裝卸無線融合搭建無線MESH網絡，使用各種終端（移動PC、RF手持條碼等各終端），管理人員可隨時隨地進行信息傳輸，根據手持終端機的提示進行各種操作。借助無線MESH網絡的靈活性、移動性和可靠性，可以充分利用已經存在的ERP信息資源，幫助實現信息標準化和提高物流管理質量。為條形碼技術的普及和使用提供平臺，提高系統的反應速度，為管理者提供實時準確的決策參考數據。入庫分檢包裝裝車堆場堆場倉庫流程示意圖收貨存放管理32ERP、RFID、貨運、裝卸無線融合搭建無線MESH網絡，使謝謝！敬請提問!33謝謝！敬請提問!33什么是無線傳感網絡？ 無線傳感網絡是由部署在監測區域內的大量微型、低成本、低功耗的傳感器節點組成的多跳無線網絡網關

大規模、自組織、隨機部署、網絡拓撲經常變化、傳感器節點資源有限。34什么是無線傳感網絡？ 無線傳感網絡是由部署在監測區域內的大量數字世界傳感數據傳感數據傳感數據傳感數據傳感數據傳感數據物理世界無線傳感網絡連接物理世界和數字世界35數字世界傳感數據傳感數據傳感數據傳感數據傳感數據傳感數據物理無線傳感器網絡的特點傳感器網絡是集成了檢測、控制以及無線通信的網絡系統節點數目更為龐大（上千甚至上萬），節點分布更為密集由于環境影響和能量耗盡，節點更容易出現故障環境干擾和節點故障容易導致網絡拓撲結構的變化傳感器節點具有處理能力和存儲能力等都十分有限傳統無線網絡設計的首要目標是提供高服務質量和高效帶寬利用，其次才是考慮節約能源；而傳感器網絡的首要設計目標是能源的高效利用，這也是傳感器網絡與傳統網絡的最重要區別之一。36無線傳感器網絡的特點傳感器網絡是集成了檢測、控制以及無線通信技術框架嵌入式系統網絡MEMS監控探測物理世界各種層次任務的協調與調度緊密聯結物理世界小型或微型的運算，存儲，控制單元自組織,能效的通信低成本，低能耗的傳感器與執行器37技術框架嵌入式系統網絡MEMS監控探測物理世界各種層次任務的節點結構傳感器MCURF通信電池無線信號溫度濕度噪聲目標運動光照條件壓力土壤購成……節點之間采用無線通信感知環境或目標的特性38節點結構傳感器MCURF通信電池無線信號溫度節點之間感知環節點結構典型的傳感器網絡節點光學傳感器節點電路電源電路電池外殼光傳感器環境傳感器濕度、溫度、壓力39節點結構典型的傳感器網絡節點光學傳感器光傳感器6環境監測40環境監測7節點能量消耗節點能量消耗每個傳感器節點的能量有限節點通常不可充電耗能途徑傳感數據處理通信（主要耗能途徑）節點在不同工作狀態下的能耗05101520能量(mW)SensingCPUTXRXIDLESLEEP41節點能量消耗節點能量消耗節點在不同工作狀態下的能耗05101無線自組織網絡(MESH)節點移動42無線自組織網絡(MESH)節點移動9無線自組織網絡(MESH)43無線自組織網絡(MESH)10無線自組織網絡(MESH)44無線自組織網絡(MESH)11用戶終端和設備無線傳感器網絡發展的基本特征無線傳感網絡移動電話PDA標簽GPS無線傳感網絡無線傳感網絡無線傳感網絡異構互連低耗自組泛在協同45用戶終端和設備無線傳感器網絡發展的基本特征無線傳感網絡移動電異構互連低耗自組泛在協同如何對大規模低成本的無線傳感網絡節點供電；如何應對無線傳感網絡部署的隨機性，網絡拓撲結構在時間和空間上的復雜多變性無線傳感器網絡發展的基本特征46異構互連低耗自組泛在協同如何對大規模低成本的無異構互連低耗自組泛在協同如何應對無線傳感網絡內（即節點）的異構性和網絡間的異構性；如何應對無線傳感網絡的可擴展性無線傳感器網絡發展的基本特征47異構互連低耗自組泛在協同如何應對無線傳感網絡內異構互連低耗自組泛在協同如何建立多應用場景自適應模型以及多傳感數據協同處理方法；如何對多傳感數據進行協同處理，應對無線傳感網絡的泛在性無線傳感器網絡發展的基本特征48異構互連低耗自組泛在協同如何建立多應用場景自適無線傳感器網絡應用醫療監護智能交通智能家居環境監測國防軍事防災減災工業監控新一代網絡無線傳感網絡將在新一代網絡中起重要作用49無線傳感器網絡應用醫療監護智能交通智能家居環境監測國防軍事防挑戰有許多尚未解決的問題有許多尚待發現的問題有許多尚待拓展的應用具有安全性的操作系統自動地址分配方法精準的定位方法高效的MAC協議面向應用的可靠性路由協議多網關的優化配置問題自適應的狀態切換與節點調度高效協同的事件監測手段感知數據的查詢、分析及挖掘移動傳感器引發的問題

…50挑戰有許多尚未解決的問題具有安全性的操作系統17物聯網的概念2009年８月７日，溫總理在無錫調研時，對微納傳感器研發中心予以高度關注，提出了把“感知中國”中心設在無錫、輻射全國的想法。2009年9月14日?！秶抑虚L期科學與技術發展規劃（2006-2020年）》和“新一代寬帶移動無線通信網”重大專項中均將傳感網列入重點研究領域。定義：把所有物品通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理51物聯網的概念2009年８月７日，溫總理在無錫調研時，對微納傳19952004200520082009-62009-82009-9未來IBM向美國政府提出的“智慧的地球”戰略“下一代I-Hub”計劃U-Korea戰略U-Japan戰略物聯網概念提出通信展中近三分之一展品與物聯網概念有關通信展中首家以物聯網為宣傳語09年6月物聯網行動計劃

09年8月感知中國1995年，比爾?蓋茨在其《未來之路》一書中已提及物聯網概念。2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯盟（ITU）發布了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，報告指出，無所不在的“物聯網”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網主動進行交換。射頻識別技術（RFID）、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將到更加廣泛的應用。2009年1月，IBM首席執行官彭明盛提出“智慧地球”構想，其中物聯網為“智慧地球”不可或缺的一部分，而奧巴馬在就職演講后已對“智慧地球”構想提出積極回應，并提升到國家級發展戰略。物聯網的發展521995200420052互聯網計算機的網絡物聯網物品的網絡M2M物聯網的演進路徑演進技術進步社會發展應用范圍服務擴展定義：將通信模塊植入機器，將機器聯入網絡感知能力：條形碼+RFID+傳感器+攝像頭，信息的有限感知通信能力：移動通信技術為主，信息的有限傳送應用場景：受網絡覆蓋范圍、終端體積大小、終端供電能力強弱等因素，導致應用受限定義：將傳感設備植入物體，將物體聯入網絡感知能力：傳感器網絡+智能芯片+條形碼+RFID+傳感器+攝像頭，信息的全面和透徹感知通信能力：寬帶移動通信技術+傳感器網絡，信息的更自由傳送應用場景：受限范圍縮小，應用極大豐富物聯網M2M演進演進演進演進53互聯網計算機的網絡物聯網物品的網絡M2M物聯網的演進路徑演進物聯網的典型技術體系架構54物聯網的典型技術體系架構21水下傳感器網絡水下傳感器網絡具有以下特點:信道帶寬窄,受具體水環境影響較大,多跳長距離傳輸時誤碼率,沖突率較高節點位置易產生漂移,節點設備易損毀水下傳感器網絡在開發海洋,保護海洋環境,監測港口海底狀況以及海洋國防方面都突顯出重要的作用55水下傳感器網絡水下傳感器網絡具有以下特點:22物聯網應用案例

–港口物流監控系統BOSS系統涵蓋了計費、結算、營業、帳務和客戶服務等系統的功能，是一體化的、信息資源充分共享的支撐系統;H2000系統是實現全國海關信息共享和報關數據處理的通關作業信息化管理平臺。

公路運輸進關水路運輸

出關公路運輸堆場

應用系統海關內部移動物聯網應用GPSGISLBSRFID傳感器網絡RFID傳感器網絡視頻監控船舶監控RFID傳感器網絡GPSGISLBSRFID傳感器網絡視頻監控電子關鎖海關行業平臺海關H2000系統電子關鎖海事管理平臺堆場管理平臺海關行業平臺海關H2000系統BOSS支撐系統移動網絡（行業網關）位置平臺二維碼平臺M2M平臺RFID視頻監控平臺56物聯網應用案例–港口物流監控系統BOSS系統涵蓋了計費、結堆場無線應用網絡化,信息化是堆場管理的發展方向：快速的網絡和信息通信技術是提高物流業工作和管理效率的有效途徑。貨柜場,又稱堆場。如集裝箱堆場(CONTAINERYARD:CY)：指辦理集裝箱重箱或空箱裝卸，轉運，保管，交接的場所.57堆場無線應用網絡化,信息化是堆場管理的發展方向：快速的網絡和堆場無線應用堆場網絡信息化面臨的問題:在傳統的堆場管理中，管理員通過有線網絡的方式或者傳統無線網絡的方式來實施調度指令，某些惡劣環境下鋪設有線網絡困難或者成本太高；施工不能影響現有物流調度作業否則代價太大；視頻監控以及一些高速移動下的業務無法展開。在這樣的背景下希望能有一套在惡劣環境下能提供方便寬帶介入和應用的無線系統。58堆場無線應用堆場網絡信息化面臨的問題:25堆場無線應用需求無線視頻監控：堆場大范圍視頻監控,進行實時視頻監控并將數據傳輸到監控調度中心。進行貨物有效監管、降低災害的發生。可以提供覆蓋區域內的移動視頻實時監控,觀察貨物運輸情況。貨車調度、

ERP、貨物條形碼、RFID、貨運、裝卸無線融合：操作人員隨時接受監控中心的調度指令,提高工作效率；操作人員無需要花時間尋找貨物或手工輸入大量數據，降低勞動成本出入庫的貨物能及時出現在管理清單上，同一管理，消除過量庫存，保證安全庫存實時掌握訂單狀況、消除訂單延遲，提高客戶服務質量高效的及時統一管理消除了錯誤的發生機率59堆場無線應用需求無線視頻監控：堆場大范圍視頻監控,進行實時視堆場無線應用需求無線寬帶接入：在需要辦公的區域可以方便地寬帶上網、遠程辦