无线传感器网络的软硬件设计学习教案.pptx

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1、无线传感器网络无线传感器网络(wnglu)的软硬件设计的软硬件设计第一页，共27页。嵌入式系统(xtng)嵌入式系统(embeddedsystem)是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可定制，适用于各种应用场合，对功能、可靠性、成本、体积(tj)、功耗有严格要求的专用计算机系统。第1页/共27页第二页，共27页。无线传感器网络(wnglu)（WirelessSensorNetwork,WSN）无线传感器网络(wnglu)传感器+无线通信网络(wnglu)第2页/共27页第三页，共27页。无线传感器网络(wnglu)的概念无线传感器网络是由部署在监测区域内部或附近的大量廉价的、具有通信

2、(tngxn)、感测及计算能力的微型传感器节点通过自组织构成的“智能”测控网络。第3页/共27页第四页，共27页。无线传感器网络(wnglu)侧重于节点微型化节点规模化节点功耗节点成本研究重点(zhngdin)：如何最大限度的延长无线传感器节点的生存周期第4页/共27页第五页，共27页。无线传感器网络(wnglu)的特点节点尺寸微型化采用大量节点采集目标区域(qy)物理量节点自组网超长的生存寿命第5页/共27页第六页，共27页。无线传感器网络结构1.sensornode（传感器节点）/mote（灰尘）用来(ynli)采集数据2.sink（基站）用来(ynli)集中从小型传感器收集的数据第6页/

3、共27页第七页，共27页。无线传感器网络(wnglu)的主要技术1.传感技术(jsh)2.微电子机械技术(jsh)(MEMS技术(jsh)3.网络技术(jsh)4.数据融合技术(jsh)第7页/共27页第八页，共27页。无线传感器网络(wnglu)的应用军事(jnsh)侦查环境检测医疗健康监护农业生产建筑与家居空间海洋探索第8页/共27页第九页，共27页。军事(jnsh)应用第9页/共27页第十页，共27页。枪声定位(dngwi)2005年，美国军方成功测试(csh)了由美国Crossbow产品组建的枪声定位系统。第10页/共27页第十一页，共27页。空间(kngjin)探索第11页/共27页

4、第十二页，共27页。森林(snln)防火第12页/共27页第十三页，共27页。建筑物结构(jigu)安全监测第13页/共27页第十四页，共27页。农业(nngy)应用第14页/共27页第十五页，共27页。产品(chnpn)展示第15页/共27页第十六页，共27页。软硬件设计(shj)核心：如何尽可能延长(ynchng)节点的生存寿命第16页/共27页第十七页，共27页。传感器节点(jidin)(mote)组成1.处理器和内存(一般能力都比较有限)2.各类传感器(温度、湿度、声音、光强，压力，土壤成分(chngfn)，加速度、全球定位等)3.通讯设备(一般是无线电收发器或光学通信设备)4.电池(

5、干电池，太阳能电池)5.定位设备(GPS)6.能量收集设备第17页/共27页第十八页，共27页。节点(jidin)基本结构第18页/共27页第十九页，共27页。Sink（基站）更大的存储空间更高的发射功率更长的电池(dinch)寿命第19页/共27页第二十页，共27页。节点硬件(ynjin)设计芯片级设计(shj)(SOC)极低功耗极低功耗极小极小(j xio)尺寸尺寸实现功能实现功能第20页/共27页第二十一页，共27页。无线传感器应用中很重要(zhngyo)的问题能源供应问题(wnt)第21页/共27页第二十二页，共27页。能量(nngling)收集系统能量收集(shuj)模块从光、振动、热或生物来源中捕获毫瓦级能量光电转换压电转换温度差效应电磁效应第22页/共27页第二十三页，共27页。能量收集系统(xtng)方案第23页/共27页第二十四页，共27页。第24页/共27页第二十五页，共27页。节点(jidin)软件设计操作系统(cozuxtn)(TinyOS)通信协议(ZigBee)数据预处理第25页/共27页第二十六页，共27页。谢谢(xixie)！第26页/共27页第二十七页，共27页。