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物联网:无线传感器网络的关键技术(下)
发布时间:2020-08-06 11:07:51 TAGS:

4、时间同步 

分布式无线传感器网络中传感器节点都有本地时钟,节点的振频存在偏差,干扰会导致节点的时间偏差,无线传感器网络作为网络系统,各节点要配合,节点间时钟必须同步。
传感器节点间要并行协作完成监测任务。车辆跟踪系统中,节点记录位置和时间,传递给汇聚节点进行判断,时间不同步会判断错误。
节能方案也需要时间同步。传感器根据情况休眠,在需要时再唤醒,在这种模式下节点接收器不能在数据到来时关闭。

5、定位技术 

位置信息是采集数据中必要的部分,否则数据不具有任何意义。节点定位要确定传感器的相对位置和绝对位置,在侦察、环境检测、救援等情况中很重要。节点定位有两种,有一种是集中定位方式,另一种是分布定位方式。定位机制要满足自组织性、高效和分布式计算的要求。
定位技术分基于距离定位和距离无关定位两种。距离定位对硬件要求高,精度也高。距离无关对硬件要求小,受环境影响也小,尽管误差大也能满足大多数传感器网络应用的要求。
最常用的定位技术是GPS,通过卫星测距对用户进行定位,具有高精度和高时效性,且抗干扰能力也强,但是节点能耗高、体积大、成本也高。

6、数据融合 

无线传感器网络由于采集冗余数据,能量和带宽也有限制,节点单独传输数据并不合适,因此有了数据融合技术,该技术在收集数据过程中,利用本地计算和存储将数据融合,对多余数据进行处理,去除出冗余信息达到节省能量的目的。
数据融合技术具有以下作用:
(1)节省能量:为保证网络可靠,配置节点考虑了冗余,数据全部传输会消耗更多能量,不会得到更多信息,因此要消除冗余数据。
(2)获取准确信息:由于环境变化单个节点数据不可靠,通过对区域节点数据融合能更高效的提高信息精度和可信度。
(3)提高效率:通过数据融合减少数据传输量,降低网络传输的拥塞,也能降低传输延时和数据碰撞,通过这一技术提高收集信息的效率。
数据融合在多个层次中都有应用。应用层中应用分布式数据库技术,对数据筛选达到融合。网络层中路由协议结合数据融合减少数据传输量。MAC层减少发送冲突和头部节省能量,同时不损失时间性能和完整性。数据融合以延时来换取节能。

7、数据管理 

无线传感器网络在存储上可以作为分布式数据库,以数据库的方式在网络中对数据进行管理,尽管影响了执行效率但增强了无线传感器网络的易用性。
数据管理系统结构主要有集中式、半分布式、分布式和层次式,目前大多数是半分布式结构,传感器网络中存储数据主要采用外部存储、本地存储和数据中心存储,数据中心存储在效率和能耗方面表现最好。

8、相关硬件技术 

计算机的输入硬件主要是传感器,传感器发展使计算机功能发挥的更加充分,传感器与计算机共同发展才能设计出现更好的系统。
随着集成电路技术的发展,把各种输入输出控制器都集中到一个芯片上,整体结构稳定可靠。嵌入式计算机系统为无线传感器网络技术提供了必要的基础。
 
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