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**级迷你无线温度传感器:能把WiFi信号转变为电量!
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荷兰埃因霍温理工大学已经开发出一种尺寸很小的无线温度传感器。这种传感器可以利用射频信号来获得电力。
这意味着传感器不必连接任何线缆,而用户也不必为传感器更换电池。对于智能楼宇等应用而言,这将是发展中的重要一步。
未来,智能楼宇将布满传感器,从而即时响应住户的各类需求,而这样的传感器需要支持长时间使用,例如当用户走进房间时打开空调和灯光开关。然而,传感器必须是无线的,且不需要更换电池,才能满足这样的需求,否则在大楼内,用户每天都要为不同传感器更换电池。
埃因霍温理工大学研究人员高浩(Hao Gao,音)开发了这种传感器,而这也是他的博士学位研究课题。他开发的传感器仅有2平方毫米大小,重量仅为1.6毫克。
当前版本的传感器传感范围只有2.5厘米,研究人员计划在一年内使这一距离扩大至1米,而较终目标则是5米。传感器配备了专门的路由器,内置的天线则可以将射频电磁波传送给传感器,带来电力。由于能量传输精确瞄准了传感器,因此路由器只消耗非常少的电力。此外,传感器自身的设计也使能耗保持在较低的水平。
这种传感器可以埋置在油漆、塑料和混凝土的下方。埃因霍温理工大学无线技术教授皮特·巴尔图斯(Peter Baltus)表示,这意味着传感器可以方便地用于建筑物内。
传感器内置的天线能通过路由器获得能源。传感器将会充电,而在电力足够后,传感器将会开机,测量温度,并将信号发送给路由器。基于测量到的温度,这一信号有着略微不同的频率。而根据频率的不同,路由器可以计算出实际温度。
同样的技术可以被用于其他类型的无线传感器,例如运动传感器、光线传感器,以及湿度传感器。巴尔图斯表示,这一技术的应用范围非常广泛,例如可用于支付系统、无线身份认证系统、智能楼宇,以及工业生产系统中。此外,这一技术的成本不高:在大规模量产的情况下,单个传感器价格可低至20美分。传感器的生产基于65纳米CMOS工艺。
电阻应变式称重传感器应用的局限性
电阻应变式称重传感器有两大缺陷:
1.低电阻,高能耗;
2.是一个不完全二阶传感器系统。
应用受到局限:
1.只能在220V,20Hz交流电源区应用,不能应用于无交流电区域。
2.只能用于静态或准静态称重,不能进行动态称重
无线传感器网络结构介绍
无线传感器网络系统通常包括汇聚节点(Sink node)、传感器节点(Sensor node)与管理节点。
大量传感器节点随机部署在监测区域附近或者内部,传感器节点检测的数据沿着其他的传感器节点逐条地进行传输,在传输的过程中检测数据可能会被多个节点进行处理,经过跳后路由到汇聚的节点,然后通过卫星或者互联网传输到达管理节点,而用户通过对节点的管理对传感器网络进行管理、发布监测数据和管理。
无线传感器网络特点介绍
规模大
为了能够获取精确信息,在监测区域通常部署大量传感器节点,一般情况下会达到上万个甚至更多,传感器网络的大规模性主要包括了两个方面的含义:一方面是传感器节点的部署非常密集,在面积狭小的空间内密集的部署了大量的传感器节点。另一方面,是传感器节点分布在区域很大的范围内,比如在原始的大森林中采用传感器网络进行森林防火的安全环境监测,这种在区域宽广的范围内需要部署大量的传感器节点。
可靠性
无线传感器节点非常适合部署在自然环境恶劣或者人类不宜居住的区域,这些节点可能工作在环境较恶劣的地方,遭受风吹、雨淋、日晒,还甚至遭到人或者动物的破坏,而这些传感器节点往往采用随机进行部署,部署的方式是利用飞机散播,或炮弹发射到*的区域进行部署,所以这些节点要非常坚固,不容易被损坏,可靠性很强。
自组织
在传感器网络应用中,通常情况下传感器节点会被放置在没有基础结构的地方,其实传感器节点的相隔距离、精确位置不能预先确定。你可以想象,通过飞机散播或者炮弹发射大量传感器节点到面积广阔的森林、山谷之中,这样就必须要求传感器节点本身具有自组织的能力,能够进行自我管理和配置,通过网络协议和拓扑控制机制自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。
动态性
传感器网络的拓扑结构有可能会因为下列因素而发生改变:①环境的变化可能会造成无线通信链路带宽产生变化,有时甚至会时断时通;②电力资源出现故障或耗尽导致的传感器节点故障或者失效;③传感器网络的感知对象、传感器与观察者这三要素都可能具有移动性;④有新节点加入,通常这种情况就必须要求传感器网络系统要能适应这种变化,具有动态系统可重构性。
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无线传感器网络有哪些安全问题
安全路由
一般在无线传感器网络中,大量的传感器节点都密集分布在一个区域内,信息传输可能要经过很多节点才能到达目的地,而且传感器网络具有多跳结构和动态性,因此,需要去每个节点都应具备路由功能,
由于每个节点都是潜在的路由节点,因此更易受到攻击,这样就可能使网络不怎么安全,安全的路由算法会直接影响无线传感器的可用性和安全性,安全路由协议一般是采用认证和链路层加密,身份认证、多路径路由、双向连接认证和认证广播等机制,非常有效的提高了网络抵御外部攻击的能力,从而增强路由的安全性。