無(wú)線傳感器

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概況。很明顯，“智能”環(huán)境代表了建筑、公共事業(yè)、工業(yè)、家庭、交通運(yùn)輸和農(nóng)業(yè)下一個(gè)演變發(fā)展階段。因此，人們對(duì)WSN的關(guān)注度正在穩(wěn)步上升。物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展對(duì)無(wú)線通信提出了更高要求，使得低功耗、遠(yuǎn)距離、廣覆蓋、多連接的LPWAN(LowPowerWideAreaNetwork，低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng))技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。一個(gè)WSN由許多分布于某個(gè)地理區(qū)域的傳感器組成。WSN一般都包括一臺(tái)主機(jī)或者“網(wǎng)關(guān)”，其通過一個(gè)無(wú)線電通信鏈路與大量無(wú)線傳感器進(jìn)行通信。數(shù)據(jù)收集工作在無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)完成，被壓縮后，直接傳輸給網(wǎng)關(guān)，或者如果有要求，也可以利用其他無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)來(lái)將數(shù)據(jù)傳遞給網(wǎng)關(guān)。之后，網(wǎng)關(guān)保證該數(shù)據(jù)是系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)。

無(wú)線振動(dòng)傳感器

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(fèi)頻段的自組網(wǎng)優(yōu)勢(shì)，可以由用戶自行架設(shè)到環(huán)境惡劣、偏遠(yuǎn)等信號(hào)盲區(qū)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的無(wú)線專網(wǎng)覆蓋。WSN的發(fā)展得益于微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-MechanismSystem,MEMS)、片上系統(tǒng)(SystemonChip,SoC)、無(wú)線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展。在低功耗物聯(lián)網(wǎng)中，首先需要面對(duì)的是如何評(píng)估無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)監(jiān)控區(qū)域的覆蓋性能，即如何評(píng)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(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能評(píng)估。通過對(duì)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(shí)際場(chǎng)景中的無(wú)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(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能進(jìn)行評(píng)判。

LoRa技術(shù)遵循的遠(yuǎn)距離通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)為L(zhǎng)oRaWAN協(xié)議。該協(xié)議是LoRa Alliance為L(zhǎng)PWAN制定的全球標(biāo)準(zhǔn)。低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)中存在大量的終端節(jié)點(diǎn)設(shè)備，其中遵循LoRaWAN協(xié)議的設(shè)備為L(zhǎng)oRaWAN終端。以ZigBee和Wi-Fi為主的局域無(wú)線通信技術(shù)，具有低延遲的特點(diǎn)，但信號(hào)覆蓋范圍小、功耗高。工作的LoRaWAN終端支持定位功能。對(duì)LoRaWAN終端進(jìn)行定位時(shí)，不需要增加額外的成本和處理能力，這為終端的定位節(jié)約了成本。