信號(hào)采集
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，由大量的靜止或移動(dòng)的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，以協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)被感知對(duì)象的信息。
最終把這些信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)的所有者，整套方案包括現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線傳感器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)關(guān)和監(jiān)控主機(jī)等必要環(huán)節(jié)。
圖2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
根據(jù)人類感知功能，無(wú)線傳感器大體可以分為包括無(wú)線氣體傳感器，無(wú)線壓力傳感器，無(wú)線溫度傳感器，無(wú)線溫濕度傳感器，無(wú)線液位傳感器，無(wú)線風(fēng)速傳感器，無(wú)線流量傳感器等。
而WSN并不是簡(jiǎn)單的理解為利用無(wú)線通信方式多個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行組網(wǎng)，傳輸采集數(shù)據(jù)等，WSN具有本身的特性及優(yōu)勢(shì)。
1.網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大
例如：對(duì)森林、草原進(jìn)行防火監(jiān)控、野生動(dòng)物活動(dòng)情況監(jiān)測(cè)、壞境監(jiān)測(cè)往往要布置大量的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，布設(shè)范圍也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般的局域網(wǎng)范圍。
- 布置大量的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)：
- 提高整體監(jiān)測(cè)的精確度；
- 降低對(duì)單個(gè)節(jié)點(diǎn)的精確要求；
- 大量冗余節(jié)點(diǎn)的存在使得系統(tǒng)有較強(qiáng)的容錯(cuò)性。
圖4 致遠(yuǎn)電子ZM32系列支持Mesh高組網(wǎng)性能模組
2.自組織網(wǎng)絡(luò)
與局部網(wǎng)的布設(shè)不同，無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)位置布設(shè)前不能事先確定(人員隨機(jī)布設(shè))，節(jié)點(diǎn)之間的互相鄰居關(guān)系也不能事先確定，因此要求節(jié)點(diǎn)具有自組織能力，能夠自動(dòng)進(jìn)行配置管理。
致遠(yuǎn)電子ZM32系列模組不僅具備星型網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)潔與低功耗，而且兼?zhèn)銶esh網(wǎng)絡(luò)的超遠(yuǎn)距離傳輸能力和自修復(fù)能力，采用了即放即用的智能路由算法，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離超出通信范圍時(shí)，只要在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間加入路由設(shè)備，其它任何網(wǎng)絡(luò)參數(shù)都不要修改即可恢復(fù)通信，便于施工安裝。
圖5 ZM32系列模組網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>
在混合型網(wǎng)絡(luò)中，路由器組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而終端則在其周圍呈現(xiàn)星型分布。路由中繼擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，同時(shí)提供了容忍故障的能力，在某些路由出現(xiàn)問(wèn)題或強(qiáng)干擾時(shí)，通信路徑會(huì)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，以確保信息到達(dá)。
圖6 ZM32系列模組自組網(wǎng)拓?fù)鋱D
3.可靠性強(qiáng)
- 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)于普通局域網(wǎng)P2P通訊穩(wěn)定性：
- 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可靠，自組織網(wǎng)、動(dòng)態(tài)性保證基本的信息傳輸正常；
- 軟件可靠，信息保密性強(qiáng)。
ZM32系列ZigBee模組支持AES128通信加密和新設(shè)備登錄加密，采用非法設(shè)備從空中抓包也無(wú)法獲取數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)傳輸安全。
4.以數(shù)據(jù)為中心
在互聯(lián)網(wǎng)中終端、主機(jī)、路由器、服務(wù)器等設(shè)備都有自己的IP地址。想訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)中資源，必須先知道存放資源的服務(wù)器的IP地址。所以互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)以地址為中心的網(wǎng)絡(luò)。
而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是任務(wù)型網(wǎng)絡(luò)，在WSN中，節(jié)點(diǎn)雖然也有編號(hào)。但是編號(hào)是否在整個(gè)WSN中統(tǒng)一取決于具體需要。
ZM32系列ZigBee模組支持三種通信方式：短地址通信、可修改的MAC地址通信以及指定數(shù)據(jù)幀內(nèi)的某一部分作為地址通信，三種通信方式可通過(guò)AT指令動(dòng)態(tài)切換，滿足客戶不同應(yīng)用需求。
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品相對(duì)于有線產(chǎn)品具有成本低、范圍大、布設(shè)靈活、移動(dòng)支持等特點(diǎn)，工業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在力學(xué)參數(shù)檢測(cè)、工業(yè)監(jiān)控、智能電力、礦山安全、醫(yī)療健康、環(huán)境監(jiān)測(cè)等行業(yè)的應(yīng)用一直廣受重視；與此同時(shí)，工業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品也面臨著延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)工作時(shí)間、增加通信距離、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等技術(shù)挑戰(zhàn)和尋找應(yīng)用場(chǎng)景等市場(chǎng)挑戰(zhàn)。
1、ZigBee高性能模組
