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信號采集

一、什么是無線傳感器網絡?

無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式傳感網絡,由大量的靜止或移動的傳感器以自組織和多跳的方式構成的無線網絡,以協作地感知、采集、處理和傳輸網絡覆蓋地理區域內被感知對象的信息。

最終把這些信息發送給網絡的所有者,整套方案包括現場無線傳感器、數據轉發網關和監控主機等必要環節。

圖2 無線傳感器網絡拓撲圖

根據人類感知功能,無線傳感器大體可以分為包括無線氣體傳感器,無線壓力傳感器,無線溫度傳感器,無線溫濕度傳感器,無線液位傳感器,無線風速傳感器,無線流量傳感器等。

而WSN并不是簡單的理解為利用無線通信方式多個無線傳感器節點進行組網,傳輸采集數據等,WSN具有本身的特性及優勢。

二、無線傳感器網絡做信號采集的優勢

1. 網絡規模大

例如:對森林、草原進行防火監控、野生動物活動情況監測、壞境監測往往要布置大量的無線傳感器節點,布設范圍也遠遠超過一般的局域網范圍。

布置大量的無線傳感器節點的優點:

提高整體監測的精確度;

降低對單個節點的精確要求;

大量冗余節點的存在使得系統有較強的容錯性。

圖4致遠電子ZM32系列支持Mesh高組網性能模塊

2. 自組織網絡

與局部網的布設不同,無線傳感器節點位置布設前不能事先確定(人員隨機布設),節點之間的互相鄰居關系也不能事先確定,因此要求節點具有自組織能力,能夠自動進行配置管理。

致遠電子ZM32系列模塊不僅具備星型網絡的簡潔與低功耗,而且兼備Mesh網絡的超遠距離傳輸能力和自修復能力,采用了即放即用的智能路由算法,當兩個節點之間的距離超出通信范圍時,只要在兩個節點之間加入路由設備,其它任何網絡參數都不要修改即可恢復通信,便于施工安裝。

圖5 ZM32系列模塊網絡拓撲

在混合型網絡中,路由器組成網狀結構,而終端則在其周圍呈現星型分布。路由中繼擴展了網絡的傳輸距離,同時提供了容忍故障的能力,在某些路由出現問題或強干擾時,通信路徑會進行自動調整,以確保信息到達。

圖6 ZM32系列模塊自組網拓撲圖

3. 可靠性強

無線傳感器網絡具有強于普通局域網P2P通訊穩定性:

網絡結構可靠,自組織網、動態性保證基本的信息傳輸正常;

軟件可靠,信息保密性強。

ZM32系列ZigBee模塊支持AES128通信加密和新設備登錄加密,采用非法設備從空中抓包也無法獲取數據,保障數據傳輸安全。

4. 以數據為中心

在互聯網中終端、主機、路由器、服務器等設備都有自己的IP地址。想訪問互聯網中資源,必須先知道存放資源的服務器的IP地址。所以互聯網是一個以地址為中心的網絡。

而無線傳感器網絡是任務型網絡,在WSN中,節點雖然也有編號。但是編號是否在整個WSN中統一取決于具體需要。

ZM32系列ZigBee模塊支持三種通信方式:短地址通信、可修改的MAC地址通信以及指定數據幀內的某一部分作為地址通信,三種通信方式可通過AT指令動態切換,滿足客戶不同應用需求。

無線傳感器網絡產品相對于有線產品具有成本低、范圍大、布設靈活、移動支持等特點,工業無線傳感器網絡產品在力學參數檢測、工業監控、智能電力、礦山安全、醫療健康、環境監測等行業的應用一直廣受重視;與此同時,工業無線傳感器網絡產品也面臨著延長節點工作時間、增加通信距離、小型化、標準化等技術挑戰和尋找應用場景等市場挑戰。

三、相關產品

1、ZigBee高性能模塊

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