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无线传感器网络是一种独立出现的计算机网络,它的基本组成单位是节点,这些节点集成了传感器、微处理器、无线接口和电源四个模块。传统的计算机网络技术中业已成熟的解决方案可以借鉴到无线传感器网络中来。但是基于无线传感器网络自身的用途和优点,开发专用的通信协议和路由算法已经成为了当前无线传感器网络领域内急待研究的课题。
无线传感器网络的特点
1、 无线传感器网络包括了大面积的空间分布
比如在军事应用方面,可以将无线传感器网络部署在战场上跟踪敌人的军事行动,智能化的终端可以被大量地装在宣传品、子弹或炮弹壳中,在目标地点撒落下去,形成大面积的监视网络。
2、 能源受限制
网络中每个节点的电源是有限的,网络大多工作在无人区或者对人体有伤害的恶劣环境中,更换电源几乎是不可能的事,这势必要求网络功耗要小以延长网络的寿命,而且要尽较大可能的节省电源消耗。
3、 网络自动配置,自动识别节点
这包括自动组网、对入网的终端进行身份验证、防止非法用户入侵。相对于那些布置在预先*地点的传感器网络而言,无线传感器网络可以借鉴ad hoc方式来配置,当然前提是要有一套合适的通信协议**网络在无人干预情况下自动运行。
4、 网络的自动管理和高度协作性
在无线传感器网络中,数据处理由节点自身完成,这样做的目的是减少无线链路中传送的数据量,只有与其他节点相关的信息才在链路中传送。以数据为中心的特性是无线传感器网络的又一个特点,由于节点不是预先计划的,而且节点位置也不是预先确定的,这样就有一些节点由于发生较多错误或者不能执行*任务而被中止运行。为了在网络中监视目标对象,配置冗余节点是必要的,节点之间可以通信和协作,共享数据,这样可以**获得被监视对象比较全面的数据。
对用户来说,向所有位于观测区内的传感器发送一个数据请求,然后将采集的数据送到*节点处理,可以用一个多播路由协议把消息送到相关节点,这需要一个一的地址表,对于用户而言,不需要知道每个传感器的具体身份号,所以可以用以数据为中心的组网方式。
5、与移动ad hoc网络的区别
无线传感器网络作为一种分布式传感器网络,和移动ad hoc网络有相似点,但又有很多不同。移动ad hoc网络可以用于没有无线基础设施存在或出于费用和安全方面的考虑不方便设置无线基础设施的场合,而传感器很多时候被布置在近地环境中,地波吸收现象不能被忽视,并且高密度布置的传感器网络中的多用户接口也造成了很高的误比特率。作为移动通信的两种基本组网模式之一,移动ad hoc网络中的传输模型是典型的多对多式,而传感器网中的传输模型更偏向于分层次模型(多对一传输)。一般来说,无线传感器网络的节点比典型的移动终端或手持设备有更多的资源受限要求,但对于计算的要求则是可有可无的,当需要执行计算任务时,如果通信成本比计算成本低,计算任务就被送到中心节点去执行。
传感器专题之压电陶瓷加速度传感器
加速度传感器是测量加速度的传感器,应用较广的是压电加速度传感器,它采用石英、陶瓷等压电材料制作,具有频响宽、线性好等特点,广泛应用于航空、电力、化工、武器、船舶、汽车等领域的振动、冲击和爆炸等动态测试中。目前,易度传感主打国内市场的产品EA-192,**的诠释了这一应用。
压电加速度传感器是利用陶瓷的压电效应制成的一种加速度传感器。当压电陶瓷沿着一定方向受到外力作用时,内部会产生较化现象,同时在两个表面上产生符号相反的电荷。压电陶瓷加速度传感器常见的结构形式有基于压电元件厚度变形的压缩式加速度传感器、基于压电元件剪切变形的剪切式及复合型加速度传感器等3种。
下面以一种压缩式加速度传感器为例,简单介绍压电式加速度传感器的工作原理。其结构图如图所示,它主要由压电元件、质量块、**压弹簧、基座及外壳等部分组成。压电元件置于基座上用弹簧将压电元件压紧。测量加速度时,由于被测物体与传感器固定在一起,所以当被测物件作加速度运动时,压电元件也就受到质量块由于加速度运动产生的与加速度成正比的惯性力F作用,压电元件由于压电效应产生电荷q。