無線傳感器網絡被認為是一種革命性的信息收集方法,建立信息通信系統(tǒng),大大提高基礎設施系統(tǒng)的可靠性和效率。無線傳感器網絡 (WSN)解決方案應用越來越廣泛,由空間分布式自動傳感器構成,用于監(jiān)控物理或環(huán)境條件,如溫度、聲音、振動、壓力、濕度、運動或污染物。以合作方式通過網絡將其數據傳輸到主要地點(基站)?,F代WSN具有雙向特性,能夠同時控制傳感器的活動。
WSN由“節(jié)點”組成—數量從幾個到數百個甚至幾千個,其中,每個節(jié)點都連接到一個(有時是幾個)傳感器。每一個這種傳感器網絡節(jié)點一般都包括幾個部件:一個無線電收發(fā)器,一根內置天線或外部天線連接、一個微控制器、一個傳感器接口電路和電源,一般為電池或嵌入式能量采集機制。
通信標準和規(guī)格
目前有數種無線傳感器網絡標準已經批準或者正在制定中。WSN領域有多個標準化組織。IEEE專注于物理層和MAC層;因特網工程任務組則負責第3層及以上層次。標準在WSN中的應用遠遠低于其他計算系統(tǒng)。但WSN通信中常用的主流標準包括:
> ZigBee/802.15.4
> IEEE 802.11
> ISA100
> 無線HART
工業(yè)WSN系統(tǒng)設計考慮和主要挑戰(zhàn)
為了獲得合適的WSN系統(tǒng)設計,設計人員必須考慮許多不同的系統(tǒng)要求,包括:
> 采用電池或能量采集機制的節(jié)點的功耗限制
> 互操作
> 易于使用
> 節(jié)點故障處理能力
> 節(jié)點移動性
> 動態(tài)網絡拓撲結構
> 通信故障
> 節(jié)點異質性
> 大規(guī)模部署擴展性
> 惡劣環(huán)境條件耐受能力
> 無人值守運行
WSN的主要挑戰(zhàn)是實現低成本、低功耗和微型傳感器節(jié)點。能量是WSN節(jié)點最稀有的資源,決定著WSN的壽命。在多種因素(低功耗無線電通信、可變發(fā)射功率、多跳傳輸、噪聲、無線電干擾和節(jié)點移動性等)而導致的丟包情況下,提高網絡系統(tǒng)的可靠性。根據這些特性,網絡的服務質量(QoS)與鄰近通道抑制、靈敏度、阻塞、天線效率等參數相關聯。
分辨率并不重要,因為1%的精度一般就很好了。整體解決方案交付包括RF軟件堆棧、網絡協(xié)議和硬件,取得政府批準非常重要,因為最終用戶希望購買到現成的解決方案。
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ADI公司的整體解決方案
借助ADI的傳感器,信號處理技術,RF以及專業(yè)經驗,可以實現高性能WSN系統(tǒng)。
WSN節(jié)點主信號鏈
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