無線振動傳感器

WSN中使用的兩種主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：

A)星狀網(wǎng)絡(luò)：如圖4所示，星狀網(wǎng)絡(luò)由一個點對多點無線連接組成，其一臺單主機以雙向或者單向方式連接至幾個節(jié)點。我們可以設(shè)想有一位美國中西部的農(nóng)民正面臨著一個這樣的挑戰(zhàn)：如何對幾千頭牛的體溫進行日常監(jiān)控，以便防止諸如蹄疫等危及其牛群生存的動物疾病發(fā)生。如果低功耗和低軟件開銷為關(guān)鍵參數(shù)，則這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常值得關(guān)注。其存在的局限性是有效通信距離，因為每個節(jié)點都要在主機通信距離范圍以內(nèi)。有幾種標(biāo)準(zhǔn)可以用于實現(xiàn)這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。藍牙、IEEE 802.15.4或者專有系統(tǒng)為使用蕞為廣泛的一些標(biāo)準(zhǔn)。注意，由于一些藍牙協(xié)議的局限性，藍牙平臺并未獲得廣泛的接受。

微機電系統(tǒng)的優(yōu)點是：體積小、重量輕、功耗低、耐用性好、價格低廉、性能穩(wěn)定等。但是，數(shù)據(jù)包僅限于12個字節(jié)，而且該標(biāo)準(zhǔn)不允許消息ACK(確認(rèn)字符)。微機電系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展是科學(xué)創(chuàng)新思維的結(jié)果，使微觀尺度制造技術(shù)的演進與革命。微機電系統(tǒng)是當(dāng)前交叉學(xué)科的重要研究領(lǐng)域，涉及電子工程、材料工程、機械工程、信息工程等多項科學(xué)技術(shù)工程，將是未來國民經(jīng)濟和軍事科研領(lǐng)域的新增長點。MEMS(微機電系統(tǒng))蕞初大量用于汽車安全氣囊，而后以MEMS傳感器的形式被大量應(yīng)用在汽車的各個領(lǐng)域，隨著MEMS技術(shù)的進一步發(fā)展，以及應(yīng)用終端“輕、薄、短、小”的特點，對小體積的MEMS產(chǎn)品需求增勢迅猛，消費電子、醫(yī)l療等領(lǐng)域也大量出現(xiàn)了MEMS產(chǎn)品的身影。

工作在授權(quán)頻段的窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IOT(Narrow Band Internet of Things)技術(shù)和非授權(quán)頻段LoRa(Long Range)技術(shù)，是LPWAN的典型代表。NB-IoT技術(shù)構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)。LoRa技術(shù)得益于其免費頻段的自組網(wǎng)優(yōu)勢，可以由用戶自行架設(shè)到環(huán)境惡劣、偏遠等信號盲區(qū)，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的無線專網(wǎng)覆蓋。在低功耗物聯(lián)網(wǎng)中，首先需要面對的是如何評估無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對監(jiān)控區(qū)域的覆蓋性能，即如何評估或判定當(dāng)前監(jiān)控區(qū)域的覆蓋情況。本文給出以LoRa為代表的LPWAN技術(shù)，提出基于該技術(shù)實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能評估。節(jié)點與網(wǎng)關(guān)基于LoRa調(diào)制傳輸信息，而與服務(wù)器則通過廣域通信方式連接。通過對相關(guān)模擬仿l真軟件比較和分析，得出LoRaSim所模擬的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃更符合實際場景中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸。LoRaSim通過數(shù)據(jù)包接收率、數(shù)據(jù)包碰撞率、網(wǎng)絡(luò)能量消耗參數(shù)等，對網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能進行評判。