最新无线传感器网络技术原理及应用-ppt课件-第1章教学讲义PPT课件.ppt

《最新无线传感器网络技术原理及应用-ppt课件-第1章教学讲义PPT课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、无线传感器网络技术原理及应用-ppt课件-第1章本章目标理解无线传感器网络的定义。理解物联网的概念。理解无线传感器网络与物联网的关系。了解传感器的分类。了解传感器与传感器网络之间的关系。掌握无线传感器网络的体系结构。了解无线传感器网络的特点及应用。了解无线传感器网络操作系统。了解与无线传感器网络相关的技术。学习导航表1-1电磁波波段划分无线电波的传播方式因波长的不同产生不同的传播特性，可以分为如下三种形式：地波：沿地球表面空间向外传播的无线电波，中、长波均利用地波方式传播。天波：依靠电离层的反射作用传播天线的电波，短波多利用这种方式传播。空间波：沿直线

2、传播的无线电波，它包括由发射点直接到达接收点的直射波和经地面反射到接收点的发射波，微波的电视和雷达多采用空间波方式传播。2.信道　　信道可以从狭义和广义两方面理解，狭义信道即信号传输的媒质，分为有线信道和无线信道；广义信道除包括传输媒质外还包括有关的转换器，如：发送设备、接收设备、馈线与天线、调制器、解调器等。本小节将详细讲解广义信道。　　广义信道按功能可以分为模拟信道(即调制信道)和数字信道(即编码信道)。广义信道模型如图1-1所示。图1-1广义信道模型调制信道(模拟信道)：传输模拟信号的信道称为模拟信道，模拟信号的电平随时间连续变化，语音信号是典型的模拟信号。编码

3、信道(数字信道)：数字信道是一种离散信道，它只能传送离散的数字信号。　　另外，模拟信道传送数字信号必须经过数字信号和模拟信号之间的A/D转换器，调制/解调器就是完成此项工作的。3.调制与解调　　调制/解调主要通过调制/解调器使模拟信号与数字信号相互转换。调制就是把数字信号转换成有线设备传输的模拟信号；解调则是把模拟信号转换为数字信号。两者合称调制/解调。　　调制/解调的分类有多种方式，按照调制方式可分为：模拟调制：包括三种调制方法，即模拟调制、脉冲调制和复合调制。模拟调制：调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM)。脉冲调制：脉冲幅度(PAM)、脉冲相位(PWM)、

4、脉冲编码(PCM)。复合调制：正交幅度调制(QAM)。数字调制：包括通断键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)。　　调制/解调按照解调方式可分为：检波法：适合调幅(AM)。同步解调：适合大部分调制。4.短距离无线通信技术　　随着通信技术的发展，出现了许多短距离无线通信技术，而它们往往带有自己的通信协议，不同的通信协议有着不同的应用。目前最常见的短距离无线通信技术有IrDA/红外、蓝牙、WIFI(802.11标准)和Zigbee技术。　　IrDA/红外技术最早应用于红外探测仪。1800年，F·W·赫歇尔使用水银温度计发现红外辐射，这是最原始的热敏型

5、红外探测仪，从此掀起红外热潮。红外应用产品种类繁多，有红外热像、红外通信、红外光谱仪、红外传感器，且应用范围广泛，应用于工业、农业、军事、医疗与人们生活息息相关的各方面。但是红外对指向性要求较高，要求点对点通信且中间不能有阻碍物的阻挡，并且红外无线传输对于发射功率要求较高，使得红外应用有一些局限性。但是在某些应用场合，红外技术仍然占据着主导地位，例如家电的遥控器。　　蓝牙通信是一种基于2.4G技术的无线传输协议通信方式，由于采用的协议不同于其他2.4G技术协议，而称为蓝牙技术。就目前来说，蓝牙技术较广泛的应用是手机的蓝牙通信和蓝牙耳机，由于大部分的手机和音频设备都集成蓝牙功

6、能，并且蓝牙设备不需要设置发射机，仅需要蓝牙耳机这个接收机就可以工作，从而降低了成本。蓝牙相对于WIFI的缺点是它的传输数据量小，仅能达到每秒1M左右，并且没有实现真正意义的组网。WIFI是基于802.11标准的通信技术，工作在2.4G频段，带宽比较大，802.11b标准的最高带宽达到11Mb/s，802.11n标准已经将传输速率提高到300Mb/s。其主要特点为速度快，可靠性高，方便与现在的有线以太网整合。WIFI与蓝牙相比优势在于无线电波的覆盖范围广，但是无线通信传输的质量不是很好，数据安全性相对于蓝牙差一些，传输质量也有待于改善。　　Zigbee是一种新兴的短距离、低

7、复杂度、低数据速率、低成本的无线网络技术，同样工作在2.4G频段。Zigbee联盟于2001年8月成立。Zigbee联盟认为Zigbee和蓝牙的关系互为补充，而不是相互竞争。Zigbee技术的特点是可靠、时延短、网络容量大、安全保密、高度的灵活性和低成本，可以形成星形、树形、网状及其共同组成的复合结构，可通过互联网或者移动网相连。蓝牙、WIFI、Zigbee三种技术比较如表1-1所示。表1-2蓝牙、WIFI、Zigbee三种技术的比较1.1.2产生和定义　　1.无线传感器网络的产生　　无线传感器网络