文档介绍：无线传感器网络及其在
光缆干线预防性维护中的应用设计
郑军1 王培国1 闫斌2
1(成都军区通信网络技术管理中心四川成都 610011)
2(电子科技大学自动化工程学院,四川,成都,610054)
摘要:无线传感器网络是一种自组织网络,具有快速展开、抗毁性强等特点,广泛应用于国防军事、国家安全、环境监测等方面。本文根据光缆干线预防性维护需求和无线传感器网络的特点,给出了基于无线传感器网络的光缆干线预警系统的设计方案。
关键词:无线传感器网络,光缆干线,预防性维护,设计方案

随着通信技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和传感器技术的飞速发展和不断融合,一种具有感知能力、计算能力和通信能力的新型网络—无线传感器网络逐步发展起来了,因其具有开设简单、价格低廉、抗毁性强、隐蔽性高等优势,在发达国家得到了很好的应用。

无线传感器网络(Wireless work, WSN)是一种新型的信息获取系统,是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统,其目的是协作地监测、感知和采集网络覆盖区域内各种感知对象的信息,并对这些信息进行处理,最终发送给观察者。无线传感器网络是一种低功耗、自组织网络,一般由一个或多个基站(Sink节点)和大量部署于监测区域、配有各类传感器的无线网络节点构成。每个节点成本低,功耗小,具有一定计算处理能力、通信能力。虽然单个节点采集数据并不精确,也不可靠,但是大量节点相互协作形成高度统一的网络结构,提高了数据采集的准确度和运行的可靠性,可部署于在敌占区、灾害区、核反应堆等人力不可达的特殊区域进行数据采集、传输等,具有其他网络无法比拟的特性,可广泛用于国防、环境监测、智能家居等领域。
与蜂窝网、无线局域网等其它无线通信网络相比,无线传感器网络有其自身的显著特点:
l) 分布式、自组织性。无线传感网是由对等节点构成的网络,不存在中心控制。管理和组网都非常简单灵活。不依赖固定的基础设施,每个节点都具有路由功能,可以通过自我协调、自动布置而形成网络,不需要其它辅助设施和人为手段。
2)健壮性。由于能量限制、环境干扰和人为破坏等因素的影响,传感器节点会损坏,导致一些传感器节点不能正常工作,但随机分布的大量节点之间可以协调互补,保证部分传感器节点的损坏不会影响到全局任务。
3)可扩展性。当网络中增加新的无线传感器节点时,也不需要其它外界条件,原有的无线传感器网络可以有效地融纳新增节点,使新增节点快速融入网络,参与全局工作。
4)动态拓扑。无线传感器网络是一个动态的网络,网络内的节点可能会因为能量耗尽或其他故障退出网络;有些节点可能处于工作状态,有些节点可能处于关闭状态,没有参与网络通讯;也有可能又会新增大量的节点融入网络,这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化。
5)应用相关。无线传感器网络用来感知客观物理世界,获取物理世界信息。不同的传感器网络应用关心不同的物理量,因此不同应用背景将导致不同的节点硬件平台、软件系统和网络协议。一样具有统一的通信协议平台,必须针对具体应用来研究传感器网络技术。这也是无线传感器网络区别于传统网络系统的显著特征。
6)规模大。为了提高网络的可靠性,通常在目标区域内部署大量传感器节点,传感器网络可能包含多达