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无线传感网络节点定位

发布时间:2023-07-16 22:00:24

1. 如何对无线传感器网络的定位方法进行分类

1.第一阶段兄迅罩:传统的传感器系统 无线传感器网络的历史最早可追溯到 20世纪 70年代,这期间传感器节点只用于探测数据流,没有计算能力,传感器节点之间不能通信。
2.第二阶段:传感器节点集成化 第二阶段是20世纪80年代~90年代,这期间微型化的传感器节点具备感知能力羡闹、计算能力和通信能力。
3.第三阶段:多跳自由网 第三阶段是21世纪初至今,这一阶段网络传输自组织、多跳,节点设计低功耗。应用不昌岩仅局限于军事领域,在其他领域更是获得了很好的应用。

2. 无线传感器网络定位技术和全球定位系统的区别

区别是定位方式不同。全球定位系统GPS是目前应用得最为广泛的最成熟的定位系统,具有定位精度高、实时性好、抗干扰能力强等优点。无线传感器网络定位是为每个节点装载全球卫星定位系统GPS接收器,用以确定节点位置。

3. 无限传感器网络定位的作用是什么

在许多场合下,传感器节点被随机部署在某个区域,节点事先无法知道自身的位置,因此需要在部署后通过定位技术来获取自身的位置信息。目前最常见的定位技术就是GPS(Global Positioning System)了,它能够通过卫星对节点进行定位,并且能够达到比较高的精度。因此要想对传感器节点进行定位,最容易想到的方法就是给每个节点配备一个GPS接收器,但是这种方法不适用于传感器网络,主要原因有以下几点:

1)GPS接收器通常能耗高,而对于无线传感器网络中的节点来说,一般能耗很有限,给每个节点配备一个GPS接收器会大大缩短网络寿命;

2)GPS接收器成本比较高,给无线传感器网络中的每个节点配备一个GPS接收器,需要投入很大成本,尤其对于大规模的无线传感器网络来说不是很适合;

因此有必要研究适合无线传感器网络的定位技术。下面分两个部分来介绍节点定位的相关研究:1)节点定位的基本概念;2)节点定位的基本思路;3)常见算法。望采纳

4. 无线传感器网络移动节点定位算法有哪些比较新的理论方法

大致有这几种种算法:信号强度、收信角度、收信时间和收信时间差。还有特殊一点的位置指纹算法。
1、信号强度是指距离和信号强度之间有一定的函数关系,通过接收到的信号强度可以推算出距离。这种方法受到的干扰太大,误差非常大。
2、收信角度是指两个蜂窝状接收装置可以分辨出信号的来源,做两条射线,交点即为位置。精度一般。
3、收信时间法是指从发送到接收是有时间差的,发送的时候信号中包含时间信息,接收的时候对照接收时间,做差即可。由于电磁波速度快,所以对于时间校准的要求很高。
4、收信时间差法是指移动点接收来自两个基站的不同信号,可以测量前后两次接收到信号的时间差。根据双曲线定义:到两定点距离差为定值的点在双曲线上。那么再来两个基站,所做双曲线的交点,就是所求点的距离。这种方法是上述几种精度最高的。
5、位置指纹算法。是指在待测区域内布置指纹状一层层的节点,这样在这样的网中放置一个待测节点,那么待测节点的位置可以通过插值法计算出。精度也比较高,不过需要布置比较节点。(摘自中国物联网校企联盟第二十一期线上活动)
希望有所帮助! 求采纳~
-中国物联网校企联盟技术部

5. 什么是无线传感器网络

本教程操作环境:windows10系统、Dell G3电脑。
什么是无线传感器网络无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是一种分布式传感网络,它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。WSN中的传感器通过无线方式通信,因此网络设置灵活,设备位置可李戚以随时更改,还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。
基本信息

无线传感器网络是一项通过无线通信技术把数以万计的传感器节点以自由式进行组织与结合进而形成的网络形式。
构成传感器节点的单元分别为:数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元。
其中数据采集单元通常都是采集监测区域内的信息并加以转换,比如光强度跟大气压力与湿度等;数据传输单元则主要以无线通信和交流信息以及缓扒发送接收那些采集进来的数据信息为主;数据处理单元通常处理的是全部节点的路由协议和管理任务以及定位装置等;能量供应单元为缩减传感器节点占据的面积,会选择微型电池的构成形式。
无线传感器网络当中的节点分为两种,一个是汇聚节点,一个是传感器节点。
汇聚节点主要指的是网关能够在传感器节点当中将错误的报告数据剔除,并与相关的报告相结合将数据加以融合,对发生的事件进行判断。
汇聚节点与用户节点连接可借助广域网络或者卫星直接通信,并对收集到的数据进行处理。
相较于传统式的网络和其他传感器相比,无线传感器网络有以下特点:
(1)组建方式自由。无线网络传感器的组建不受任何外界条件的限制,组建者无论在何时何地,都可以快速地组建起一个功能完善的无线网络传感器网络,组建成功之后的维护管理工作也完全在网络内部进行。
(2)网络拓扑结构的不确定性。从网络层次的方向来看,无线传感器的网络拓扑结构是变化不定的,哪哪陵例如构成网络拓扑结构的传感器节点可以随时增加或者减少,网络拓扑结构图可以随时被分开或者合并。
(3)控制方式不集中。虽然无线传感器网络把基站和传感器的节点集中控制了起来,但是各个传感器节点之间的控制方式还是分散式的,路由和主机的功能由网络的终端实现各个主机独立运行,互不干涉,因此无线传感器网络的强度很高,很难被破坏。
(4)安全性不高。无线传感器网络采用无线方式传递信息,因此传感器节点在传递信息的过程中很容易被外界入侵,从而导致信息的泄露和无线传感器网络的损坏,大部分无线传感器网络的节点都是暴露在外的,这大大降低了无线传感器网络的安全性。
组成结构:

无线传感器网络主要由三大部分组成,包括节点、传感网络和用户这3部分。其中,节点一般是通过一定方式将节点覆盖在一定的范围,整个范围按照一定要求能够满足监测的范围;传感网络是最主要的部分,它是将所有的节点信息通过固定的渠道进行收集,然后对这些节点信息进行一定的分析计算,将分析后的结果汇总到一个基站,最后通过卫星通信传输到指定的用户端,从而实现无线传感的要求。

6. 无线传感器应用无线传感器特点


随着科技发展的脚步越来越快,人类已经置身于信息时代。而作为信息获取最重要和最基本的技术传感器技术,也得到了极大的发展。传感器信息获取技术已经从过去的单一化渐渐向集成化、微型化和网络化方向发展,并将会带来一场信息革命。那么,接下来小编为大家介绍无线传感器应用及无线传感器特点族拦。
无线传感器应用
1、军事领域的应用
在军事领域,由于WSN具有密集型、随机分布的特点,使其非常适合应用于恶劣的战场环境。利用WSN能够实现监测敌军区域内的兵力和装备、实时监视战场状况、定位目标、监测核攻击或者生物化学攻击等。
2、辅助农业生产
WSN特别适用于以下方面的生产和科学研究。例如,大棚种植室内及土壤的温度、湿度、光照监测、珍贵经济作物生长规律分析与测量、葡萄优质育种和生产等,可为农村发展与农民增收带来极大的帮助。采用WSN建设农业环境自动监测系统,用一套网络设备完成风、光、水、电、热和农药等的数据采集和环境控制,可有效提高农业集约化生产程度,提高农业生产种植的科学性。
3、生态监测与灾害预警
WSN可以广泛地应用于生态环境监测、生物种群研究、气象和地理研究、洪水、火灾监测。环境监测为环境保护提供科学的决策依据,是生态保护的基础。在野外地区或者不宜人工监测的区域布置WSN可以进行长期无人值守的不间断监测,为生态环境的保护和研究提供实时的数据资料。具体的应用包括:通过跟踪珍稀鸟类等动物的栖息、觅食习惯进行濒危种群的研究;在河流沿线区域布置传感器节点,随时监测水位及水资源被污染的情况;在泥石流、滑坡等自然灾害容易发生的地区布置节点,可提前发出灾害预警,及时采取相应抗灾措施;可在重点保护林区布置大量节点随时监控内部火险情况,一旦发现火情,可立刻发出警报,并给出具体位置及当前火势的大小;可将节点布置在发生地震、水灾等灾害的地区、边远山区或偏僻野外地区,用于临时应急通信。
4、基础设施状态监测系统
WSN技术对于大型工程的安全施工以及建筑物安全状况的监测有积极的帮助作用。通过布置传感器节点,可以及时准确地观察大楼、桥梁和其他建筑物的状况,及时发现险情,及时进行维修,避免造成严重后果。
5、工业领域的应用
在工业安全方面,传感器网络技术可用于危险的工作环境,例如在煤矿、石油钻井、核电厂和组装线布置传感器节点,可以随时监测工作环境的安全状况,为工作人员的安全提供保证。另外,传感器节点还可以代替部分工作人员到危险的环境中执行任务,不仅降低了危险程度,还提高了对险情的反应精度和速度。
无线传感器特点
1、电源能力局限性
节点通常由电池供电,每个节点的能源是有限的,一旦电池能量耗尽,节点就会停止正常工作。
2、节点数量多
为了获取精确信息,在监测区域通常部署大量传感器节点,通过分布式处理大量采集的信息能够提高监测的精确度,降低对单个节点传感器的精度要求;大量冗余节点的存在,使得系统具有很强的容错性能;大量节点能够增大覆盖的监测区域,减少洞穴或盲区。
3、动态拓扑
无线传感器网络是一个动态的网络,节点可以随处移动;某个节点可能会因为电池能量耗尽或其他故障,退出网络运行;也可能由于工作的需要而被添加到网络中。
4、自组织网络
在无线传感器网络应用中,通常情况下传感器节点的位置不能预先精确设定。节点之间的相互邻居关系也不能预先知道,如通过飞机撒播大量传感器节点到面积广阔的原始森林中,或随意放置到人不可到达或危险的区域。这样就要求传感器节点具有自组织的袭渗能力,能够自动进行配置和管理。无线传感器网络的自组织性还要求能够适应网络拓扑结构的动态变化。
5、多跳路由
网络中节点通信距离一般在几十到几百米范围内,节点只能与它的邻居直接通信。如果希望与其射频覆盖范围之外的节点进行通信,则需要通过中间节点进行路由。无线传感器网络中的多跳路由是由普通网络节点完成的,没有专门的路由设备。这样每个节点既可以是信息的发起者,也可以是信息的转发者。
6、以数据为中心
传感器网络中的节点采用编号标识,节点编号不需要全网唯一。由于传感器节点随机部署,节点编号与节点位置之间的关系是完全动态的,没有必然联系。用户查询事件时,直接将所关心的事件通告给网络,而不是通告给某个确定编号的节点。网络在获得指定事件的信息后汇报给用户。这是一种以数据本身作为查询或者传输线索的思想。所以通常说传感器网络是一个以数据为中心的网络拍穗脊。

7. 无线传感器网络中节点定位采用的方法主要有哪些

传感器网络系统通常包括传感器节点(sensor)、汇聚节点(sink
node)和管理节点。大量传感器节点随机部署在监测区域(sensor
field)内部或附近,能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输,在传输过程中监测数据可能被多个节点处理,经过多跳后路由到汇聚节点,最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理,发布监测任务以及收集监测数据。
传感器网络节点的组成和功能包括如下四个基本单元:传感单元(由传感器和模数转换功能模块组成)、处理单元(由嵌入式系统构成,包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等)、通信单元(由无线通信模块组成)、以及电源部分。此外,可以选择的其它功能单元包括:定位系统、运动系统以及发电装置等。

8. 衡量无线传感网络节点定位算法的性能指标有哪些

  1. 定位精准度:空间实体位置信息与真实位置之间的接近程度。

  2. 有效定位范围:定位系统所能定位的有效范围

  3. 节点密度:播撒的传感器节点的疏密程度

  4. 信标节点密度:信标节点在整个WSN中所占比例

  5. 容错性与自适应性

  6. 安全性:指系统对合法用户的响应以及对非法请求的抗拒

  7. 功耗:低

  8. 代价与成本:包括时间代价,空间代价,资金代价都要尽可能低

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