无线传感器网络技术概述(绪论).ppt

12减少传感器节点之间的碰撞；减少接收到自己不需要接收的数据分组；尽量让传感器节点处于睡眠状态；减少控制消息的开销。（overhearing）传感器MAC协议的节能策略（3）基于竞争S-MAC/T-MAC/Sift基于TDMA的DEAN/TRAMA/DMAC/周期性消息调度其它SMACS/EARCSMA/CA和CDMA结合WSNMAC协议（4）军事应用军事应用军事应用联合国维和部队伊拉克战争微型感应传感器网络核武器和生化武器美军未来战斗系统的战场警戒示意图通行车辆传感器节点枪声定位反恐系统F-22猛禽战斗机美国F-22猛禽战斗机机外传感器网络美军“沙地直线”项目无线链路目标探测、分类和跟踪传感器节点传感器节点商业电力高压线高尔夫球场葡萄园道路交通智能停车场物流系统列车铁轨高速公路系统韩国济州岛智能渔场北京大兴区菊花基地克尔斯博公司浙江温州的奶牛牧场沈阳玫瑰园0102请大家思考和组织课堂讨论：传感器网络还可以有哪些用途？讨论题如何在如此有限通信能力的条件下,高质量地完成感知数据的查询、分析、挖掘与传输？在传感器网络环境下，发现最小化算法通信复杂性的机理是我们面临的第一个挑战问题！通信能力有限节点带宽窄，而且经常变化节点通信覆盖范围只有几十到几百米，而且经常变化挑战之一01040203如何为多源信息传输选择优化通信路径？在传感器网络环境下，建立选择优化或近似优化通信路径的理论是我们面临的第二个挑战问题！多源、多跳是主要通信方式多个传感器节点向一个目标传送信息一次多源信息传输需要多条由多个传感器节点组成的路径挑战之二挑战之三通信路径重构成为突出问题？路由算法必须具有自适应性？如何建立网络随机连通性的数据理论，为通信路径重构和自适应路由算法设计奠定坚实理论基础是我们面临的第三个挑战问题？节点移动、断接频繁在移动网络中，节点移动频繁节点间通信的断接频繁，导致通信失败.经常受到高山、建筑物、障碍物等地势地貌以及风雨雷电等自然环境的影响,因此传感器可能会长时间脱离网络,离线工作挑战之四电源能量有限传感器的电源能量极其有限由于电源能量的原因经常失效或废弃电源能量约束是传感器网络应用的障碍现有电源部件不能满足传感器网络的需要传感器传输信息比执行计算更消耗电能传感器传输1位信息需要的电能足以执行3000条计算指令挑战之四如何传感器网络在工作过程中节省能，实现能源均衡，最大化网络生命周期？建立能源复杂性和能源均衡理论是我们面临的第四个挑战性问题！如何使用大量具有有限计算能力的传感器设计能源有效的高性能分布式算法?设计同时最小化能源、时间、空间和通信复杂性的分布式算法是我们面临的第五个挑战性问题！计算能力有限传感器网络中传感器通常都具有嵌入式处理器和存储器，具有计算能力但是，处理器性能、存储器容量和能源都很有限，导致传感器的计算能力十分有限挑战之五如何使传感器网络软硬件具有高强壮性和容错性是我们面临的第六个挑战性问题！01传感器数量大、分布范围广02传感器网络中传感器节点密集，数量巨大，可能达到几百、几千万，甚至更多03传感器网络可以分布在很大区域，也可以分布在险恶环境下04传感器数量大、分布广的特点使得网络的维护十分困难甚至不可维护05挑战之六如何管理成千上万分布式触发器是我们面临的第七个挑战性问题？大规模分布式触发器很多传感器网络需要对感知对象进行控制（如温度控制）传感器需要配备回控装置和控制软件我们称回控装置和控制软件为触发器0304050102挑战之七如何设计高效率、能源有效、实时的海量感知数据流的查询、分析和挖掘的分布式算法？每个传感器仅具有有限的存储器和计算资源，难以处理巨大的实时数据流传感器网络每个传感器都产生无限的流式数据，并具有实时性感知数据流无限挑战之八以数据为中心传感器网络不是通常的网络用户感兴趣的是数据而不是网络和传感器硬件用户很少询问“A节点到B节点的连接是如何实现的？”用户经常询问“网络覆盖区域中那些地区出现毒气？”传感器网络不是以地址为中心的用户不会询问“地址为27的传感器的温度是多少？”用户感兴趣是“某个地理位置的温度是多少？”数据传输以聚集方式进行,而不是地址到地址的路由传感器网络是以数据为中心的网络把传感器视为感知数据流或感知数据源把传感器网络视为感知数据空间或数据库把数据管理和处理作为网络的应用目标挑战之九如何建立以数据为中心的传感器网络？以感知数据管理和处理为中心;把数据管理和处理