無線網感測器網路協議有哪些

1. 無線感測器網路的訪問控制協議有哪些

HTTP協議肯定有。

感測器網路用來感知客觀物理世界，獲取物理世界的信息量。客觀世界的物理量多種多樣，不可窮盡。不同的感測器網路應用關心不同的物理量，因此對感測器的應用系統也有多種多樣的要求。
無線感測器網路
不同的應用對感測器網路的要求不同，其硬體平台、軟體系統和網路協議必然會有很大差別。所以感測器網路不能像網際網路一樣，有統一的通信協議平台。對於不同的感測器網路應用雖然存在一些共性問題，但在開發感測器網路應用中，更關心感測器網路的差異。只有讓系統更貼近應用，才能做出最高效的目標系統。針對每一個具體應用來研究感測器網路技術，這是感測器網路設計不同於傳統網路的顯著特徵。
無線感測網路有著許多不同的應用。在工業界和商業界中，它用於監測數據，而如果使用有線感測器，則成本較高且實現起來困難。無線感測器可以長期放置在荒蕪的地區，用於監測環境變數，而不需要將他們重新充電再放回去。

2. 無線感測器網路MAC協議有哪些基本分類

沒有統一的MAC協議分類方式，但是大體依據標准分為三種，如根據網路拓撲結構方式(分布式和集中式控制)；使用單一或多信道方式；採用固定分配信道還是隨機訪問信道方式。
已有的參考文獻也將無線感測器網路MAC協議分為三類：確定性分配、競爭佔用和隨機訪問。前兩者不是感測器網路的理想選擇。因為TDMA固定時隙的發送模式功耗過大，為了節省功耗，空閑狀態應關閉發射機。競爭佔用方案需要實時監測信道狀態也不是一種合理的選擇。隨機介質訪問模式比較適合於無線感測網路的節能要求。
下面介紹根據信道分配使用方式，將無線感測器網路MAC協議分為基於無線信道隨機競爭方式和時分復用方式及基於時分和頻分復用等其他混合方式三種。
1) 無線信道隨機競爭接入方式(CSMA)

節點需要發送數據時採用隨機方式使用無線信道，典型的如採用載波監聽多路訪問(CSMA)的MAC協議，需要注意隱藏終端和暴露終端問題，盡量減少節點間的干擾。

2) 無線信道時分復用無競爭接入方式(TDMA)

採用時分復用(TDMA)方式給每個節點分配了一個固定的無線信道使用時段，可以有效避免節點間的干擾。

3) 無線信道時分／頻分／碼分等混合復用接入方式(TDMA／FDMA／CDMA)

通過混合採用時分和頻分或碼分等復用方式，實現節點間的無沖突信道分配策略。

3. 無線網路協議都包含哪些協議

比如現在常用的：802.11b協議、802.11a協議、802.11e協議、802.11g協議、802.11h協議802.11i協議、WEP協議、WEP2協議。

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4. 常見無線通信協議詳細介紹

本文主要是給大家梳理一下目前市面上常用的一些無線通訊協議標准，幫助大家了解一下不同的無線網路技術由來和各自特點。

首先說一下IEEE 802.15.4，IEEE 802.15.4是一種技術標准，目前常用的無線通訊協議大多數是在802.15.4標准規定的底層協議基礎上，開發的上層協議而演變出來的，它規定了低速率無線個域網 （LR-WPAN）的 物理層 和 媒體訪問控制 ，並由 IEEE 802.15 工作組維護，該工作組在2003年定義了該標准。它是 Zigbee 的基礎，另外像諸如 ISA100.11a ， WirelessHART ，WIA-PA ， 6LoWPAN 和 SNAP 規范，每個標准規范都是通過開發IEEE 802.15.4中未定義的上層進一步擴展了標准。類似於以上幾種協議標准，Lora是基於IEEE802.15.4g標准進行了上層標準的擴展定義，而IEEE802.15.4g是在IEEE802.15.4基礎上對物理層和MAC層做了調整。除此之外wifi是基於IEEE802.11b標准創建的一種無線區域網技術，通常使用2.4G UHF或者5G SHF ISM射頻頻段。IEEE 802.15.1是由 IEEE 制定的一種藍牙無線通信規范標准，應用於無線個人區域網（WPAN）。可以說原版IEEE802.15.1來源於藍牙規范並與藍牙1.1完全兼容使用。

接下來我們詳細說一下目前在工業物聯網和消費電子領域應用比較廣泛的幾種無線技術，有ZigBee、WirelessHart、WIA-PA、Lora、WiFi、藍牙bluetooth、NB-IOT、BeeLPW-T。

ZigBee是基於IEEE802.15.4標準的低功耗區域網協議。根據國際標准規定，ZigBee技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率。主要適合用於自動控制和遠程式控制制領域，可以嵌入各種設備。ZigBee協議從下到上分別為物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網路層(NWK)、應用層(APL)等。其中物理層和媒體訪問控制層遵循IEEE 802.15.4標準的規定。在工業領域的典型應用是中國油氣田生產物聯網自動化採集控制設備規范中明確物理層、鏈路層、網路層採用ZigBee通訊協議，應用層通訊採用A11-GRM通訊協議。

WirelessHART是第一個專門為過程工業而設計的開放的可互操作的無線通訊標准，滿足了工業工廠對於可靠、強勁、安全的無線通訊方式的迫切需求。作為HART7技術規范的一部分，除了保持現有HART設備、命令和工具的能力，它增加了HART協議的無線能力。國際電工委員會於2010年4月批准發布了完全國際化的WirelessHART標准IEC 62591（Ed.1.0），是第一個過程自動化領域的無線 感測器 網路國際標准。該網路同樣使用運行在2.4GHz頻段上的無線電IEEE802.15.4標准，採用直接序列擴頻（DSSS）、通信安全與可靠的信道跳頻、時分多址同步、網路上設備間延控通信等技術，WirelessHART標准協議主要應用於工廠自動化領域和過程自動化領域，彌補了高可靠、低功耗及低成本的工業無線通信市場的空缺。典型應用以Emerson為例，從2010年就已經開始供應WirelessHART兼容產品，從壓力、流量、液位、溫度、振動、pH測量等各類儀表變送器到網關節點等，逐漸有了品類齊全的無線類工業儀表產品系列。

WIA-PA標準是具有我國自主知識產權、符合我國工業應用國情的一種無線標准體系，2008年10月，該規范獲得了國際電工委員會（IEC）全體成員國96%的投票，成為與Wireless HART被同時承認的兩個國際標准化文件之一。WIA-PA同樣基於IEEE802.15.4標准，通訊速率250kbps，頻段2.4GHz，工業室內通訊距離200m，室外環境可達800m，數據可靠性大於99%，自適應跳頻技術，避免干擾，冗餘路由技術，自組織修復網路。同時支持HART命令，兼容WirelessHART標准。典型應用是中科院沈陽自動化研究所提供技術支持參與合作的在國內遼河油田、吉林油田、大慶油田、新疆油田等現場的遠程油井監測控制系統。

LoRa是semtech公司創建的低功耗區域網無線協議，基於IEEE 802.15.4g標准，它最大特點就是在同樣的功耗條件下比其他無線方式傳播的距離更遠，實現了低功耗和遠距離的統一，它在同樣的功耗下比傳統的無線射頻通信距離擴大3-5倍。Lora的工作頻率在ISM 頻段，包括433、868、915 MHz。

WiFi俗稱無線寬頻，又叫802.11b標准，工作在2.4GHz或者5GHz頻段，最高傳輸速率能達到11Mbps，網路覆蓋范圍最高可達300m，適合辦公室和樓內區域使用。由於WiFi技術在結構上與乙太網完全一致，所以能夠將WLAN集成到已有的寬頻網路中，也能夠將已有的寬頻業務集成到WLAN中，這樣，就可以利用已有的寬頻有線接入資源，迅速地部署WLAN網路，形成無縫覆蓋。

藍牙是一種短距離無線通信的技術規范，它最初的目標是取代現有的掌上電腦、行動電話等各種數字設備上的有線線纜連接。在制定藍牙規范之初，就建立了統一全球的目標，向全球公開發布工作頻段為全球統一開放的2.4GHz工業、科學和醫學（ISM）頻段。從目前的應用看，藍牙體積小、功率低，其應用早已不局限於計算機外設，可以集成到任何數字設備中，尤其是對數據傳輸速率要求不高的移動設備。藍牙有幾大特點，一是全球范圍適用，無需申請許可證，二是同時可傳輸語音和數據，三是可以建立臨時性對等連接，四是具有很好的抗干擾能力。

窄帶物聯網（NB-IOT）是國際移動通信標准化組織為了應對日漸強烈的物聯網需求，制訂的一個新的蜂窩物聯網的標准（CIOT），這個新標准要實現超強覆蓋、超低功耗、超低成本、超大連接。NB-IOT是一個空中介面標准，主要是用在終端與基站之間的約定，包括物理層和數據鏈路層的一些設計規定。NB-IoT構建於 蜂窩網路 ，只消耗大約180kHz的帶寬，可直接部署於GSM網路、UMTS網路或LTE網路，以降低部署成本、實現平滑升級。

BeeLPW-T是必創科技聚焦工業場景應用，基於IEEE802.15.4標准自主開發的一種無線通信協議，具有同步精度高、功耗低、網路自恢復等優點。大容量的同步網路節點數量和多跳能力，可為工業現場的網路覆蓋及節點架設提供強大的網路協議支撐。該協議具有的天然物聯網基因，能以更優的功耗將感測器的感知層數據傳輸至雲端，較往代產品效率提高近四倍。

1、更高速靈敏的反饋

基於高精度的網路同步性能，所有設備可以工作在最優的功耗狀態下，保持全網秒級的響應速度，可以滿足絕大多數尤其是具有邊緣計算能力低功耗設備的需求。

2、更豐富的應用方式

同步網路下的節點，真正實現協同工作，賦予數據在無線應用中時間的屬性，無論星型，樹狀等網路模式，均可滿足各種設備密度、覆蓋距離的應用要求。

3、更低的維護成本

協議可以隨意切換周期采樣及大數據採集狀態 ，針對不同工況及應用需要，兼容有線狀態分析系統的採集需求；時間同步及低功耗設計，在確保網路運行精準的同時，降低了設備的無效工作時間，使得設備整體更加簡練、高效。更低的功耗，可改善設備的維護周期，降低維護難度和平均維護成本，為客戶提供一個安心可靠並幾近無感的防護體驗。

最後附表總結一下幾種典型無線技術標準的特點區別：

 NB--TWIAPA

組網方式基於現有蜂窩組網基於LoRa網關基於Zigbee網關基於無線路由器基於藍牙Mesh網關基於BeeLPW-T網關基於WIA-PA網關

網路部署方式節點節點+網關

受現場遮擋影響

節點+網關節點+路由器節點-節點節點+中繼+網關節點+中繼+網關

傳輸距離遠距離，基站覆蓋10公里以上遠距離，可達十幾公里短距離

10-100m

短距離50米10米不含中繼200m不含中繼200m

單網接入節點容量約20萬理論約6萬，實際500-5000理論6萬，一般200-500個約50個理論6萬理論5000通道理論6萬，一般200-500個

電池續航理論10年/AA電池理論10年/AA電池理論約2年/AA電池數小時數天理論約2年/AA電池理論約2年/AA電池

成本30-70元30-40元5-15元模塊約7-8s小於10元  

頻段License頻段

運營商頻段

unLicense頻段

Sub-GHZ（433/868/915MHz）

unLicense頻段

2.4GHz

2.4G和5G2.4GunLicense頻段

2.4GHz

unLicense頻段

2.4GHz

傳輸速度理論160kbps-250kbps

實際小於100kbps

0.3-50kbps理論250kbps，實際小於100kbps2.4G：1-11Mbps

5G：1-500Mbps

1M理論250kbps理論250kbps

網路時延6-10sTBD＜1s＜1s＜1s＜1s＜1s

適合領域戶外戶外，工廠工廠，室內辦公室，工廠移動設備工廠，車間工廠，車間

聯網所需時間3 30ms3s10s3s3s

5. 常用的無線協議有哪些

無線技術，也叫做WIFI或是WLAN功能。WIFI全稱Wireless Fidelity，又稱802.11b標准，它的最大優點就是傳輸速度較高，可以達到11Mbps，另外它的有效距離也很長，同時也與已有的各種802.11DSSS設備兼容。Wi-Fi無線保真技術與藍牙技術一樣，同屬於在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術。該技術使用的是2.4GHz附近的頻段，該頻段目前尚屬沒用許可的無線頻段。其目前可使用的標准有兩個，分別是IEEE802.11a和IEEE802.11b。IEEE802.11g是802.11b的繼任者，在802.11b所使用的相同的2.4GHz頻段上提供了最高54Mbps的數據傳輸率。

無線區域網協議主要分為兩大陣營：IEEE 802.11系列標准和歐洲的HiperLAN。其中IEEE 802.11協議、藍牙標准和HomeRF工業標准等是無線區域網所有標准中最主要的協議標准。這些協議和標准各有優劣，各有自己擅長的應用領域，有的適合於辦公環境，有的適合於個人應用，有的則更適合家庭用戶。

IEEE 802.11協議

IEEE 802.11是美國電氣和電子工程師協會IEEE在1997年6月頒布的無線網路標准。它是第一代無線區域網標准之一。IEEE 802.11規定了無線區域網在2.4GHz波段進行操作，這一波段被全球無線電法規組織定義為擴頻使用波段。標準的802.11主要用於解決辦公室區域網和園區網中用戶與用戶終端的無線接入，速率最高只能達到 2Mbit/s。

IEEE 802.11標準定義物理層和媒體訪問控制規范，允許無線區域網及無線設備製造商建立互操作網路設備。IEEE 802.11體系結構如圖4-1所示。

WLAN家族成員

802.11a

高速WLAN協議，使用5G赫茲頻段。最高速率54Mbps，實際使用速率約為22-26Mbps。與802.11b不兼容，是其最大的缺點。

應用:802.11a協議憑借傳輸速度快,還因為使用了5GHz工作頻率,所以受干擾比較少的特點,也被應用於無線區域網.但是因為價格比較昂貴,且相下不兼容,所以目前市場上並不普及.

802.11b

目前最流行的WLAN協議，使用2.4G赫茲頻段。最高速率11Mbps，實際使用速率根據距離和信號強度可變 （150米內1-2Mbps，50米內可達到11Mbps）。802.11b的較低速率使得無線數據網的使用成本能夠被大眾接受。另外，通過統一的認證機構認證所有廠商的產品，802.11b設備之間的兼容性得到了保證。兼容性促進了競爭和用戶接受程度。

應用:目前,802.11b協議憑借其價格低廉、高開放性的特點被廣泛應用於無線區域網領域,是目前使用最多的無線區域網協議之一.在無線區域網中,802.11b協議主要支持Ad Hoc（點對點）和Infrastructure（基本結構）兩種工作模式,前者可以在無線網卡之間實現無線連接,後者可以藉助於無線AP,讓所有的無線網卡與之無線連接.

802.11e

基於WLAN的QoS協議，通過該協議802.11a,b,g能夠進行VoIP。也就是說，802.11e是通過無線數據網實現語音通話功能的協議。該協議將是無線數據網與傳統移動通信網路進行競爭的強有力武器。

802.11g

802.11g是802.11b在同一頻段上的擴展。支持達到54Mbps的最高速率。兼容802.11b。該標准已經戰勝了802.11a成為下一步無線數據網的標准。

應用:隨著人們對無線區域網數據傳輸的要求,802.11g協議也已經慢慢普及到無線區域網中,和802.11b協議的產品一起占據了無線區域網市場的大部分.而且,部分加強型的802.11g產品已經步入無線百兆時代.

802.11h

802.11h是802.11a的擴展，目的是兼容其他5G赫茲頻段的標准，如歐盟使用的HyperLAN2。

802.11i

802.11i是新的無線數據網安全協議，已經普及的WEP協議中的漏洞，將成為無線數據網路的一個安全隱患。802.11i提出了新的TKIP協議解決該安全問題。

WEP協議編輯

WEP協議全稱Wired Equivalent Protocol（有線等效協議）,是為了保證802.11b協議數據傳輸的安全性而推出的安全協議,該協議可以通過對傳輸的數據進行加密,這樣可以保證無線區域網中數據傳輸的安全性.目前,在市場上一般的無線網路產品支持64/128甚至256位WEP加密,未來還會慢慢普及WEP的改進版本——WEP2.

應用:在無線區域網中,要使用WEP協議,如果使用了無線AP首先要啟用WEP功能,並記下密鑰,然後在每個無線客戶端啟用WEP,並輸入該密鑰,這樣就可以保證安全連接.在無線客戶端啟用的方法如下:比如在Windows XP中,首先,右鍵單擊任務欄無線網路連接圖標,選擇"查看可用的無線連接",在打開的窗口中單擊"高級"按鈕;接著,在打開的屬性窗口中選擇"無線網路配置"選項卡,在"首選網路"中選擇搜索到的無線網路連接,單擊"屬性"按鈕.然後,在打開的屬性窗口中選中"數據加密（WEP啟用）"（如圖）,去掉"自動為我提供此密鑰",在"網路密鑰"中輸入在無線AP中創建的一個密鑰.最後,連續單擊兩次"確定"按鈕即可.

6. 無線感測器網路常見通信協議標準是什麼

無線感測器網路主要由三大部分組成，包括節點、感測網路和用戶這3部分。其中，節點一般是通過一定方式將節點覆蓋在一定的范圍，整個范圍按照一定要求能夠滿足監測的范圍；感測網路是最主要的部分，它是將所有的節點信息通過固定的渠道進行收集，然後對這些節點信息進行一定的分析計算，將分析後的結果匯總到一個基站，最後通過衛星通信傳輸到指定的用戶端，從而實現無線感測的要求