智能感測網路

『壹』 感測器網路的特點有哪些

感測器網路的特點有緊密性，敏感性，互通性 。

感測器網路，是由許多在空間上分布的自動裝置組成的一種計算機網路，這些裝置使用感測器協作地監控不同位置的物理或環境狀況（比如溫度、聲音、振動、壓力、運動或污染物）。

無線感測器網路的發展最初起源於戰場監測等軍事應用。而現今無線感測器網路被應用於很多民用領域，如環境與生態監測、健康監護、家庭自動化、以及交通控制等。

所謂感測器網路是由大量部署在作用區域內的、具有無線通信與計算能力的微小感測器節點通過自組織方式構成的能根據環境自主完成指定任務的分布式智能化網路系統。

感測器網路特點

感測網路的節點間距離很短，一般採用多跳的無線通信方式進行通信。感測器網路可以在獨立的環境下運行，也可以通過網關連接到Internet，使用戶可以遠程訪問。

感測器網路綜合了感測器技術、嵌入式計算技術、現代網路及無線通信技術、分布式信息處理技術等，能夠通過各類集成化的微型感測器協作地實時監測、感知和採集各種環境或監測對象的信息。

通過嵌入式系統對信息進行處理，並通過隨機自組織無線通信網路以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端。從而真正實現「無處不在的計算」理念。

以上內容參考：網路-感測器網路

『貳』 zigbee無線感測網中有哪些設備類型這些設備類型的功能分別是什麼

在Zigbee無線感測網中，主要存在三種設備類型：協調器（Coordinator）、路由器（Router）和終端設備（End Device）。

1. 協調器（Coordinator）：協調器是Zigbee網路的核心設備，負責網路的啟動、配置和維護。在網路形成階段，協調器會選擇一個信道和一個網路標識符（PAN ID），然後等待其他設備的加入。一旦網路形成，協調器還負責管理網路中的設備，包括設備的加入、離開和數據的路由。此外，協調器還充當信任中心的角色，負責安全管理和密鑰分發。需要注意的是，一個Zigbee網路中只能有一個協調器。

2. 路由器（Router）：路由器在Zigbee網路中充當中間節點的角色，負責數據的路由和轉發。路由器可以允許其他設備加入網路，並為其分配短地址。此外，路由器還具備擴展網路覆蓋范圍的能力，通過多跳（multi-hop）方式將數據從一個設備傳輸到另一個設備。在網路中，可以有多個路由器，它們共同維持網路的連通性和穩定性。

3. 終端設備（End Device）：終端設備是Zigbee網路中的葉節點設備，通常用於採集數據或執行特定的任務。終端設備可以是感測器、執行器或其他嵌入式設備。這些設備通過無線方式與網路中的其他設備進行通信，但通常不具備路由功能。終端設備可以根據需要進入休眠狀態以節省能源，因此在一些低功耗應用場景中非常適用。

舉例來說，在一個智能家居系統中，協調器可以是一個家庭網關設備，負責整個家庭網路的管理和維護；路由器可以是智能插座、智能開關等設備，負責擴展網路覆蓋范圍和提供額外的路由功能；而終端設備則可以包括溫度感測器、濕度感測器、煙霧報警器等設備，用於採集環境數據並執行相應的控制任務。這些設備通過Zigbee協議進行無線通信，共同構成一個穩定、高效的無線感測網路。

『叄』 感測器網路的作用

感測器網路主要包括三個方面：感應、通訊、計算（硬體、軟體、演算法）。其中的關鍵技術主要有無線資料庫技術，比如使用在無線感測器網路的查詢，和用於和其它感測器通訊的網路技術，特別是多次跳躍路由協議。例如摩托羅拉使用在家庭控制系統中的ZigBee無線協議。
感測器網路與感測器
感測器網路與感測器是什麼關系呢？它究竟是一種感測器呢還是一種網路呢？在回答這個問題之前，我們先來看一下感測器網路中感測節點的系統組成吧。如圖1所示，一般可以將感測節點分解為感測模塊、微處理器最小系統、無線通信模塊、電源模塊和增強功能模塊5個組成部分，其中增強功能模塊為可選配置。

圖1 感測器網路中感測節點的系統組成
可以把感測模塊和電源模塊看作傳統的感測器，如果再加上微處理器最小系統就可對應於智能感測器，而無線通信模塊是為了實現無線通信功能而比傳統感測器新增加的功能模塊。增強功能模塊是可選配置，例如時間同步系統、衛星定位系統、用於移動的機械繫統等。
從感測節點的系統組成上看，感測器網路可以看作是多個增加了無線通信模塊的智能感測器組成的自組織網路。而從功能上看，感測器和感測器網路大致相同，都是用來感知監測環境信息的，不過顯然感測器網路具備更高的可靠性。
感測器網路的發展
感測器網路是怎樣發展起來的呢？
最早的感測器網路可以追溯到上世紀70年代美軍在越戰中使用的「熱帶樹」感測器。為了遏制北越在胡志明小道的後勤補給，美軍在這條小道上沿途投放了上萬個「熱帶樹」感測器，這是一種振動和聲響感測器，當北越車隊經過時感測器探測到振動和聲響即向指揮中心發送感知信號，美軍收到信號後即組織轟炸，有資料顯示越戰期間美軍依靠「熱帶樹」的幫助總共炸壞了4萬多輛北越運輸卡車。
「熱帶樹」感測器之間沒有通信能力，所以實際上還稱不上網路的概念。20世紀80年代以來，美國軍方陸續與高校開展感測器網路方面的研究合作，旨在建立能夠用於軍事用途的自組織的無線感測器網路，這期間在硬體、軟體、標准化和產品化等方面取得了一系列的重大進展。
2000年，美國加州大學伯克利分校發布了感測器節點專用操作系統TinyOS，後續又推出專用程序設計語言nesC。2001年，伯克利分校又推出Mica系列感測器節點產品。TinyOS和Mica取得了巨大的成功，直到今天它們仍然得到了廣泛的應用。
2001年，ZigBee聯盟成立，並對無線感測器網路的通信協議進行了全面的標准化，後續多家公司發布了多款符合ZigBee協議標準的晶元和產品。
感測器網路未來的發展趨勢
感測器網路未來的發展趨勢又如何呢？
感測器網路技術誕生至今也不過幾十年的時間，最近更是得到了美國之外歐洲、中國和日韓等國的重視和關注，目前其發展前沿也在不斷延伸。總體說來，大致可以將其發展趨勢劃分為兩大類：其一是設計用於完成特殊任務的無線感測器網路，例如無線多媒體感測器網路和無線感測執行網路。其二是設計用於特殊應用環境下工作的無線感測器網路，例如水下環境和地下環境。
無線多媒體感測器網路（WMSN, Wireless Multimedia Sensor Network）在感測器節點上藉助多媒體感測單元將音頻、視頻、圖像等多媒體信息傳送到管理節點，能夠實現對復雜多變環境的監測。
無線感測執行網路（WSAN, Wireless Sensor and Actor Network）在WSN的基礎上加入了執行節點（Actor），執行節點根據收集到的監測信息做出決策並執行相關操作，從而在對環境監測的基礎上進一步實現對環境的控制。
水聲無線感測器網路（UW-ASN, Underwater Acoustic Sensor Network）採用水聲無線通信技術實現水下感測器節點之間的通信連接，能夠完成海洋采樣、環境監測、水下開采、輔助航行等任務。

『肆』 感測網路的感測網路的發展歷程

早在上世紀70年代，就出現了將傳統感測器採用點對點傳輸、連接感測控制器而構成感測器網路雛形，我們把它歸之為第一代感測器網路。
隨著相關學科的的不斷發展和進步，感測器網路同時還具有了獲取多種信息信號的綜合處理能力，並通過與感測控制器的相聯，組成了有信息綜合和處理 能力的感測器網路，這是第二代感測器網路。
從上世紀末開始，現場匯流排技術開始應用於感測器網路，人們用其組建智能化感測器網路，大量多功能感測器被運用，並使用無線技術連接，無線感測器 網路逐漸形成。無線感測器網路是新一代的感測器網路，具有非常廣泛的應用前景，其發展和應用，將會給人類的生活和生產的各個領域帶來深遠影響。發達國家如 美國，非常重視無線感測器網路的發展。
美國交通部1995年提出了「國家智能交通系統項目規劃」，預計到2025年全面投入使用。該計劃試圖有效集成先進的信息技術、數據通信技術、 感測器技術、控制技術及計算機處理技術並運用於整個地面交通管理，建立一個大范圍全方位的實時高效的綜合交通運輸管理系統。這種新型系統將有效地使用感測 器網路進行交通管理。
美國陸軍2001年就提出了「靈巧感測器網路通信」計劃，在2001-2005財政年度期間批准實施。其基本思想是：在戰場上布設大量的感測器 以收集和傳輸信息，並對相關原始數據進行過濾，然後再把那些重要的信息傳送到各數據融合中心，將大量的信息集成為一幅戰場全景圖。當參戰人員需要時可分發 給他們，使其對戰場態勢的感知能力大大提高。
2002年5月，美國Sandia國家實驗室與美國能源部合作，共同研究能夠盡早發現以地鐵、車站等場所為目標的生化武器襲擊，並及時採取防範 對策的系統。它屬於美國能源部恐怖對策項目的重要一環。該系統集檢測有毒氣體的化學感測器和網路技術於一體。
美國自然科學基金委員會2003年制定了無線感測器網路研究計劃，在加州大學洛杉磯分校成立了感測器網路研究中心，聯合周邊的加州大學伯克利分 校、南加州大學等，展開「嵌入式智能感測器」的研究項目。
英特爾公司在2002年10月24日發布了「基於微型感測器網路的新型計算發展規劃」。計劃宣稱，英特爾將致力於微型感測器網路在預防醫學、環 境監測、森林滅火乃至海底板塊調查、行星探查等領域的應用。
我國在國家「十一五」規劃和《國家中長期科技發展綱要》中將「感測器網路及信息處理」列入其中，國家863、973計劃中也將WSN列為支持項 目。

『伍』 感測網是幹啥的

感測網的定義為隨機分布的集成有感測器、數據處理單元和通信單元的微小節點，通過自組織的方式構成的無線網路。
微小節點，通過自組織的方式構成的無線網路。

目錄感測網功能中國感測網無線感測網感測網與物聯網展開感測網功能中國感測網無線感測網感測網與物聯網展開
編輯本段感測網功能藉助於節點中內置的感測器測量周邊環境中的熱、紅外、聲納、雷達和地震波信號,從而探測包括溫度、濕度、雜訊、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大
無線感測網節點狀態切換示意圖
小、速度和方向等物質現象。
以互聯網為代表的計算機網路技術是
二十世紀計算機科學的一項偉大成果，它給我們的生活帶來了深刻的變化，然而在目前，網路功能再強大，網路世界再豐富，也終究是虛擬的，它與我們所生活的現
實世界還是相隔的，在網路世界中，很難感知現實世界，很多事情還是不可能的，時代呼喚著新的網路技術。感測網路正是在這樣的背景下應運而生的全新網路技
術，它綜合了感測器、低功耗、通訊以及微機電等等技術，可以預見，在不久的將來，感測網路將給我們的生活方式帶來革命性的變化。
無線感測網起源無線感測網路技術是典型的具有交叉學科性質的軍民兩用戰略高技術，可以廣泛應用於國防軍事、國家安全、環境科學、交通管理、災害預測、醫療衛生、製造業、城市信息化建設等領域。無線感測器網路(WSNs)是由許許多多功能相同或不同的無線感測器節點組成，每一個感測器節點由數據採集模塊(感測器、A/D轉換器)、數據處理和控制模塊(微處理器、存儲器)、
通信模塊(無線收發器)和供電模塊(電池、DC/AC能量轉換器)等組成。近期微電子機械加工技術的發展為感測器的微型化提供了可能，微處理技術的發展促
進了感測器的智能化，通過MEMS技術和射頻(RF)通信技術的融合促進了無線感測器及其網路的誕生。傳統的感測器正逐步實現微型化、智能化、信息化、網
絡化，正經歷著一個從傳統感測器(Dumb Sensor)→智能感測器(Smart Sensor)→嵌入式Web感測器(Embedded Web
Sensor)的內涵不斷豐富的發展過程。分類國際上比較有代表性和影響力的無線感測網路實
用和研發項目有遙控戰場感測器系統(Remote Battlefield Sensor System，簡稱 REMBASS
--倫巴斯)、網路中心戰(NCW)及靈巧感測器網路(SSW))、智能塵(smart st)、Intel?Mote、Smart
-Its項目、SensIT、SeaWeb、行為習性監控(Habitat Monitoring)項目、英國國家網格等。尤其是今年最新試製成功的低成本美軍「狼群」地面無線感測器網路標志著電子戰領域技戰術的最新突破。俄亥俄州正在開發「沙地直線」(A Line in the Sand)無線感測器網路系統。這個系統能夠散射電子絆網(tripwires)到任何地方，以偵測運動的高金屬含量目標。民用方面，美日等發達國家在對該技術不斷研發的基礎上在多領域進行了應用。轉折點英特爾與加利福尼亞州大學伯克利分校正領導著微塵技術的研究工作。他們成功創建了瓶蓋大小的全功能感測器，可以執行計算、檢測與通信等功能。2002年，英特爾研究實驗室研究人員將處方葯瓶大小的32個感測器連進互聯網，以讀出緬因州「大
鴨島」上的氣候，評價一種海燕巢的條件。而2003年第二季度，他們換用150個安有D型微型電池的第二代感測器，來評估這些鳥巢的條件。他們的目的是讓
世界各國研究人員實現無入侵式及無破壞式的、對敏感野生動物及其棲居地的監測。該公司開發出了用於家庭護理的無線感測器網路系統。根據演示，試制系統通過
在鞋、傢具，以及家用電器中嵌入半導體感測器，幫助老年人、阿爾茨海默氏病患者，以及殘障人士的家庭生活。該系統利用無線通信將各感測器聯網，可高效傳遞必要的信息，從而方便病人接受護理，還可以減輕護理人員的負擔。該無線感測器網路系統是英特爾公司在阿爾茨海默氏病患者家庭的合作下，歷時一年研究完成的，2004年下半年開始試用。
日立製作所與YRP泛在網路化研究所2004年11月24日宣布開發出了全球體積最小的感測器網路終端。該終端為安裝電池的有源無線終端，可以搭載溫度、亮度、紅外線、加速度等各種感測器。設想應用於大樓與家庭的無線感測器以及安全管理方面。
三菱電機日前開發成功了一種設想用於感測器網路的小型低耗電無線模塊。能夠使用特定小功率無線構築對等(Ad-hoc)網路。目標是取代目前利用專線構築的家用安全網路，計劃2005年～2006年達到實用水平。具體而言，與紅外線感測器配合，檢測是否有人、與加速度感測器配合，檢測窗玻璃和傢具的振動、與磁感測器配合，檢測門的開關，等等。
在舊金山，200
個聯網微塵已被部署在金門大橋。這些微塵用於確定大橋從一邊到另一邊的擺動距離—可以精確到在強風中為幾英尺。當微塵檢測出移動距離時，它將把該信息通過
微型計算機網路傳遞出去。信息最後到達一台更強大的計算機進行數據分析。任何與當前天氣情況不吻合的異常讀數都可能預示著大橋存在隱患。驕傲我國現代意義的無線感測網及其應用研究幾乎與發達國家同步啟動，1999年首次正式出現於中國科學院《知識創新工程試點領域方向研究》的信息與自動化領域研究報告中，作為該領域提出的五個重大項目之一。隨著知識創新工程試點工作的深入，2001年中科院依託上海微
系統所成立微系統研究與發展中心，引領院內的相關工作，並通過該中心在無線感測網的方向上陸續部署了若乾重大研究項目和方向性項目，參加單位包括上海微系
統所、聲學所、微電子所、半導體所、電子所、軟體所、中科大等十餘個校所，初步建立感測網路系統研究平台，在無線智能感測網路通信技術、微型感測器、感測器節點、簇點和應用系統等方面取得很大的進展，2004年9月相關成果在北京進行了大規模外場演示，部分成果已在實際工程系統中使用。國內的許多高校也掀起了無線感測器網路的研究熱潮。清華大學、中國科技大學、浙江大學、華中科技大學、天津大學、南開大學、北京郵電大學、東北大學、西北工業大學、西南交通大學、沈陽理工大學和上海交通大學等單位紛紛開展了有關無線感測器網路方面的基礎研究工作。一些企業如中興通訊公司等單位也加入無線感測器網路研究的行列。應用感測網[1]在民用方面，涉及城市公共安全、公共衛生、安全生產、智能交通、智能家居、環境監控等領域。國內從事感測網應用的大企業目前為數不多，小企業呈現蓬勃發展的勢頭。北京鼎天軟體有限公司，主要從事城市公共安全應急指揮系統建設，已經承擔揚州電子政務和揚州應急指揮系統。上海電器科學研究院主要從事智能交通方面的工程，已經承擔上海市內、外環智能交通工程。嘉興中科無線感測網科技有限公司在數字航道、城市應急系統、機場監控等方面有較好的技術背景，相關項目工程正在進行中。沈陽東軟、北大青鳥、億陽信通等企業也在感測網應用方面有所涉足，目前主要在電子政務方面，正在向公共安全應急指揮系統進發。