WSN特點物聯網技術及應用基礎通信能力有限而且經常變化節點通信覆蓋范圍只有幾十到幾百米8.1無線傳感器網絡概念胃腸道診斷的微型吞服攝像膠囊維C片大小由一個攝象機、LED、電池、特制芯片和天線組成膠囊經過食道、胃和小腸時就可將圖象廣播出來。覆蓋范圍小，位置變化2多源、多跳是主要通信方式多個傳感器節點向一個目標傳送信息一次多源信息傳輸需要多條由多個傳感器節點組成的路徑3節點移動、斷接頻繁在移動網絡中，節點移動頻繁節點間通信的斷接頻繁，導致通信失敗.經常受到高山、建筑物、障礙物等地勢地貌以及風雨雷電等自然環境的影響,因此傳感器可能會長時間脫離網絡,離線工作地震監測4電源能量有限傳感器的電源能量極其有限由于電源能量的原因經常失效或廢棄傳感器傳輸信息比執行計算更消耗電能傳感器傳輸1位信息需要的電能足以執行3000條計算指令5計算能力有限傳感器網絡中傳感器通常都具有嵌入式處理器和存儲器，具有計算能力但是，處理器性能、存儲器容量和能源都很有限，導致傳感器的計算能力十分有限6傳感器數量大、分布范圍廣傳感器網絡中傳感器節點密集，數量巨大，可能達到幾百、幾千萬，甚至更多傳感器網絡可以分布在很大區域，也可以分布在險惡環境下傳感器數量大、分布廣的特點使得網絡的維護十分困難甚至不可維護例如檢測火山數據時，在整個山體設置傳感器節點，數量巨大，環境險惡，不可維護7大規模分布式觸發器很多傳感器網絡需要對感知對象進行控制（如溫度控制）傳感器需要配備回控裝置和控制軟件回控裝置和控制軟件稱為觸發器將成千上萬個微型傳感器密集地分布在森林中，為傳感器節點配備溫度計，各傳感器通過無線網絡相互協作，共同執行分布式感知任務，并將準確的火源信息傳送給信息中心。森林火警系統8感知數據流無限傳感器網絡每個傳感器都產生無限的流式數據，并具有實時性每個傳感器僅具有有限的存儲器和計算資源，難以處理巨大的實時數據流9以數據為中心傳感器網絡不是通常的網絡用戶感興趣的是數據而不是網絡和傳感器硬件用戶很少詢問“A節點到B節點的連接是如何實現的？”用戶經常詢問“網絡覆蓋區域中那些地區出現毒氣？”傳感器網絡不是以地址為中心的用戶不會詢問“地址為27的傳感器的溫度是多少？”用戶感興趣是“某個地理位置的溫度是多少？”數據傳輸以聚集方式進行,而不是地址到地址的路由10無線傳感器網絡結構南京信息職業技術學院張園物聯網技術及應用基礎傳感器網絡是由一組傳感器以特定方式構成的無線網絡，其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋的地理區域中感知對象的信息，并發布給觀察者。三個基本要素：傳感器，感知對象，觀察者12任務管理中心Internet、衛星或移動通信網絡等匯聚節點監測區域傳感器節點大量傳感器節點隨機部署在監測區域內部或附近，通過自組織方式構成網絡傳感器節點監測的數據路由到匯聚節點通過互聯網或衛星到達管理節點。用戶通過管理節點對傳感器網絡進行配置，發布監測任并收集監測數據。13

傳感器接近感知對象傳感器僅產生數據流傳感器無計算能力14WSN應用南京信息職業技術學院張園物聯網技術及應用基礎傳感器網絡戰場評估生活習性監測地震監測深海監控醫療狀況監控目標跟蹤和檢測小區安全監控無線傳感器網絡的應用精細農業森林火災監控16精細農業精準農業是在現代信息技術、生物技術、工程技術基礎上發展起來的現代農業生產形式。其核心技術是農田地理信息系統、全球定位系統、遙感技術和計算機自動控制技術。17東海大橋工業在停車場智能引導停車泊位對列車鐵軌的狀態是否正常進行監測在物流系統中，監測物資的保存狀態和數量高速公路系統，輔助完成不停車收費功能18醫療在病房內部布置一定數量的傳感器節點，這些節點可以實時監測病房內的溫度、光度等環境信息，將采集的數據借助于傳感網絡的多跳路由，實時傳遞給監控中心或醫生的手持PDA。解決了傳統病房巡檢的不足：比如醫生護士定時查房，耗費人力資源；

需要人工測量病人的多個常規項目；

病人外出病房活動時，無法及時通知。

19智能家居監測節點在現代的家庭環境中，可以在墻壁、書桌、櫥柜等內側嵌入微型無線傳感器節點，節點之間將動態自組織成網絡。假設有這樣一個場景。在回家之前，打一個電話到家里，按不同的數字鍵，與電話相連的監測節點將根據不同的聲波信號向整個網絡發布不同的應用，如控制空調開關并調節室溫等。20檢測對珍貴的古老建筑進行保護，是文物保護單位長期以來的一個工作重點。將具有溫度、濕度、壓力、加速度、光照等傳感器的節點布放在重點保護對象當中，無需拉線鉆孔，便可有效地對建筑物進行長期的監測。此外，對于珍貴文物而言，在保存地點的墻角、天花板等位置，監測環境的溫度、濕度是否超過安全值，可以更妥善地保護展覽品的品質。21數據融合南京信息職業技術學院張園物聯網技術及應用基礎信息處理流程信息獲取－傳遞－計算/處理－智能/控制（利用角度）人對信息的獲取特點：自適應性：信息的多樣性高智能化處理：各種解決手段先驗知識：越豐富，信息處理能力越強數據融合:是對多種信息的獲取、表示及其內在聯系進行綜合處理和優化的技術。定義：將經過集成處理的多傳感器信息進行合成，形成一種對外部環境或被測對象某一特征的表達方式數據融合的時空性S個傳感器N時刻數據融合的時間性按時間先后對不同時間的觀測值進行融合即進行融合時要考慮時間的先后性數據融合的空間性對同一時刻的不同空間的數值進行融合要考慮空間性數據融合系統的主要結構形式1.集中式融合系統2、無反饋的分布式融合系統1）集中式處理結構

所有傳感器數據都送到中心處理器處理和融合。

主要優點：利用全部信息，系統的信息損失小。不足：把所有的原始信息全部送給處理中心，通信開銷太大，融合中心計算機的存儲容量要大。對計算機要求高及數據關聯困難。2）、無反饋的分布式融合系統各傳感器都進行預處理，然后把中間結果送到中心處理器進行融合處理分布式融合系統所要求的通信開銷小，融合中心計算機所需的存儲容量小，且其融合速度快，但其性能不如集中式融合系統。數據融合的層次1、數據層(像素級)融合

2、特征級融合

3、決策級融合1.像素級融合直接對傳感器的原始數據進行融合處理。盡可能多地保持了原始信息。局限性：(1)由于所要處理的傳感器信息量大，故處理代價高；(2)傳感器的原始數據的不確定性、不完全性和不穩定性，要求在融合時有較高的糾錯能力；(3)通信量大優點：

1)能保持盡可能多的現場數據

2)提供其他融合層次所不能提供的細微信息監測對象傳感器1特征提取傳感器2傳感器N數據融合識別決策…數據級融合(或像素級融合)2.特征級融合利用從各個傳感器原始數據中提取的特征信息，進行綜合分析和處理的中間層次過程。特征級融合分類：目標狀態融合目標特性融合。監測對象特征融合傳感器1傳感器2傳感器N…識別決策特征提取特征提取特征提取…3.決策級融合在信息表示的最高層次上進行的融合處理。決策級融合是直接針對具體決策目標，利用特征級融合所得出的目標各類特征信息，給出簡明而直觀的結果。決策級融合優點：實時性最好在一個或幾個傳感器失效時仍能給出最終決策，因此具有良好的容錯性。監測對象決策融合傳感器1傳感器2傳感器N…決策特征提取特征提取特征提取…識別識別識別…決策級融合通信發展歷史南京信息職業技術學院張園物聯網技術及應用基礎通信基本靠吼聞鼓而進，聞金而退旗語中繼烽火臺八百里加急1844年5月通信概念南京信息職業技術學院張園物聯網技術及應用基礎所謂通信是指通過某種媒質進行的信息傳遞。什么是信息？有意義的內容例:我屬-鼠的后面雞的前面不是牛不是虎不是兔不是龍不是蛇不是馬不是猴而是-羊有意義的內容只有"我屬羊",這是信息例:有人說"狗會咬人"-正常的,必然的,信息量小有人說"人咬狗了"-沒有預料的,信息量大什么又是媒質通信是指通過某種媒質進行的信息傳遞在通信中所指的媒質是能傳輸信息的渠道有線介質無線介質空氣信號分為模擬信號與數字信號兩類。1.模擬信號：是指在時間和幅值上都是連續變化的信號。如常見的正弦波信號。2.數字信號：是指在幅值和時間兩個方面都離散的信號電話機數字電視一個簡單的通信系統首先由發送和接收兩部分組成電話機計算機攝像機媒質模擬通信系統，只能傳輸語音數字通信系統信號調制解調模擬變數字按特定規律編碼加載高頻信號上調制南京信息職業技術學院張園物聯網技術及應用基礎載波高頻振蕩的正弦波信號在長距離通信中能夠比其他信號傳送得更遠。因此可以把這種正弦波信號作為攜帶信息的“載波”1、什么是信號調制？調制就是用一個信號（稱為調制信號）去控制另一個做為載體的信號（稱為載波信號），讓后者的某一特征參數按前者變化。調幅、調頻、調相3種調制方法(一個正弦信號有幅值、頻率、相位三個參數，可以對這三個參數進行調制)txOtOucusa)調制信號b)載波信號Otc)雙邊帶調幅信號調幅就是用調制信號x去控制高頻載波信號的幅值時分復用南京信息職業技術學院張園物聯網技術及應用基礎FDM,信道僅用來傳輸一路話音，有92%空閑時間，一塊收發機（載頻）被一個用戶霸占，浪費了，怎么辦？向春晚學習：一人一句歌時分復用Moto基站載頻tf12384567將一個載波（頻段）劃分成8個時段（時隙：時間間隔），每個用戶占一個，輪流打電話3個用戶輪流通話就像1個護士要照顧8個病人，她先照顧第1個病人，然后第2個….第8個，周而復始空分復用南京信息職業技術學院張園物聯網技術及應用基礎在空間上將使用同一頻率的不同終端分割開學生互相干擾嚴重分成若干小教室，則干擾會減少大功率基站覆蓋面積大，但只有12個頻道，只支持12個用戶12用戶12用戶12用戶12用戶12用戶相同覆蓋區域，將基站功率減小，增加基站個數，每個基站仍只有12個頻道，但總用戶數增多早期70年代將這個大區劃分成許多小區，每個小區設置一個基站，并控制發射機的功率——蜂窩技術每個基站覆蓋范圍構成一個圓形的小區去掉一些重疊部分，就成為六角形的組合碼分復用南京信息職業技術學院張園物聯網技術及應用基礎CDMA是3G的基礎技術，是碼分復用的應用，即依靠不同的擴頻碼來區分終端。舉例：參加大型聚會你和你的朋友在小包間聊天——FDM（房間代表頻段）房間不夠，你們聊完