RFID传感器网络研究现状与发展趋势ppt课件

1、RFID传感器网络研讨现状与开展趋势王越超.摘要本文综述了传感器网络与RFID系统的现状与研讨热点，并引出了上述两个系统的交融，即RFID传感器网络的出现。经过对RFID传感器网络的中心技术数据处置技术的综述，描画了在该领域中的一些研讨热点及相关技术。关键词：RFID传感器网络；数据处置 .1. RFID传感器网络概述 传感器网络概述传感器网络WSN是集计算机、通讯、网络、智能计算、传感器、嵌入式系统、微电子等多个领域交叉综合的新兴学科，它将大量的多种类传感器节点(传感、采集、处置、收发、网络于一体)组成自治的网络，实现对物理世界的动态智能协同感知。无线传感器网络的开展最初来源于战场监测等军事

2、运用。而现今无线传感器网络被运用于很多民用领域，如环境与生态监测、安康监护、家庭自动化、以及交通控制等。传感器网络的每个节点除配备了一个或多个传感器之外，还配备了一个无线电收发器、一个很小的微控制器和一个能源通常为电池。单个传感器节点的尺寸大到一个鞋盒，小到一粒尘埃。传感器节点的本钱也是不定的，从几百美圆到几美分，这取决于传感器网络的规模以及单个传感器节点所需的复杂度。传感器节点尺寸与复杂度的限制决议了能量、存储、计算速度与带宽的受限。传感器网络由三部分组成，WSN硬件、WSN软件与网络协议。 . WSN硬件. WSN硬件一个无线传感器节点可视为是一台微型的计算机，具有根本的组件和接口。强调省

3、电和构成分布式的自主网络平台。 .WSN软件.传感器网络的软件关键技术主要有无线数据库技术，比如运用在无线传感器网络的查询，和用于和其他传感器通讯的网络技术，特别是多次腾跃路由协议，其中以Zigbee(IEEE802.15.4)为代表。网络节点的微嵌入式软件：由于WSN的定位是大量布建在各种各样的远程连结环境中，并采用类似ad hoc的特殊多跳挪动无线网络。无线传感器网络节点根本上属于嵌入式系统的一种，也就是采用比普通目的操作系统更为精简的嵌入式操作系统。.网络协议网络协议：有文献指出，无线传感器网络是由大量传感器结点经过无线通讯技术自组织构成的网络。它可以实现数据的采集量化、处置交融和传输运

4、用。这些运用普通不需求很高的带宽，但是对功耗要求却很高，大部分时间必需坚持低功耗。由于无线传感结点通常运用存储容量受限的嵌入式处置器/控制器，因此对协议栈的大小也有严厉限制。另外，WSN对网络平安性、结点自动配置、网络动态重组等方面也有一定的要求。 WSN的特殊性对运用于该技术的网络协议提出了较高要求。目前，ZigBee技术曾经在WSN领域得到了较为广泛的运用，是最具竞争力的WSN网络协议。但有文献以为，Parmar表示，从长久来看，Zigbee在平安性、技术成熟度、节点管理、QoS特性、设备互操作性等方面都不及Wi-Fi。但本人WIFI的主要问题是本钱及并未对WSN进展适当裁剪。. 研讨热点

5、. 目前，WSN的研讨热点主要有：网络体系构造 路由及数据分发、链路层协议 WSN和IPv6的结合、数据的采集捕获技术、交融处置技术和数据库技术 、功耗管理、定位技术、平安、适宜WSN的软件开发环境和软件工具、模拟器、运用系统的开发等。 .RFID系统 RFID是运用无线电波(频率为50 kHz58 GHz)来自动识别单个物体对象的技术的总称。作为一种快速、实时、准确采集与处置信息的高新技术，经过对实体对象的独一有效标志，RFID可广泛运用于消费、零售、物流、交通等各个行业 ，被列为本世纪十大重要技术之一。.RFID系统RFID系统主要由标签、阅读器和介于阅读器与企业运用之间的中间件 三部分组

6、成。中间件的主要义务是对阅读器读取的标签数据进展过滤、聚集和计算，减少从阅读器传往企业运用的数据量，担任对阅读器进展管理和配置。中间件的作用与WSN网络对数据处置的要求不谋而合，因此有学者设计了RFID中间件软件并将其运用于WSN的数据处置中，实现了两者的结合。RFID技术具有如下特性：数据的读写功能；标签容易小型化和多样化；耐环境性；可反复运用；穿透性强；数据的记忆容量大，与传统的条形码相比，条形码识别物品的种类，而RFID技术确定每一个单独的物体对象。 .传感器网络与RFID技术的交融技术优势如下:“WSN和RFID技术的交融。由于RFID抗干扰性较差，而且有效间隔普通小于10m，这对它的

7、运用是个限制。假设将Zigbee的WSN同RFID结合起来，利用前者高达100m的有效半径，构成WSID网络，其运用前景不可估量。同时，Zigbee无线电有希望成为自动的RFID标签。Zigbee产品可以利用更多的传感器和更少的网关，它们可以降低自动RFID的本钱。 .传感器网络与RFID技术的交融有学者提出了基于传感器网络的超级RFID。系统综合了RFID和传感器网络的技术特点，它承继了RFID利用射频信号自动识别目的的特性，同时实现了无线传感器网络自动感知与通讯的功能。基于传感器网络的超级RFID不是被动的卷标技术，它可以自动对环境进展监测并记录相关数据，必要的时候可以自动发出警报。 .目

8、前主要 运用领域基于传感器网络的超级RFID系统在食品消费监控、实时物流监控、运输物资可视化系统、物流监控系统、车载危险品监控系统等领域运用广泛。 .RFID传感器网络数据处置问题研讨现状及开展方向 RFID传感器网络中数据量宏大、数据随机性强、动态、需求整合等，数据处置成为了要处理的中心问题。数据处置是RFID系统和传感器网络的灵魂。像零售商这样的公司每年对标签的吞吐量约有600亿，据统计，假设WalMart全面采用RFID技术，每天产生的原始数据将超越7 T。以上原始数据中存在大量的信息冗余，因此亟待对这些原始数据进展过滤和会聚以提高数据的质量，减少数据冗余并紧缩数据规模。 .主要技术数据

9、处置流程中对数据处置各个环节的关键技术点主要包含采集、传输、分析和处置三个环节。采集中主要思索数据容错及实时性等问题；传输过程的研讨主要包括1)过滤与容错；2)减少传输量；分析与处置过程，主要包括对数据的笼统表示、数据发掘、处置模型和机制及其他相关处置算法的研讨。其中处置模型和机制中可以用到人工智能中的神经网络对数据进展分类处置。 对数据的处置因其详细运用的不同有很大的不同，主要包括对数据的笼统表示、数据发掘、处置模型和机制及其他相关处置算法的研讨，部分还将涉及数据库中的数据处置技术。.数据处置的过程与目的RFID传感器网络的数据处置分为如下过程:：采集、存储、查询、分析。数据处置的目的有：1

10、、减少数据量，减轻网络节点的存储压力与传输负担；2、提高数据利用率；3、屏蔽数据的物理实现与逻辑表示；4、添加数据平安性。 .RFID数据处置在RFID系统中主要处置静态和动态两种类型的数据。静态数据往往与商业实体和产品效力组关联。动态数据那么与专门的个体有关 。对RFID数据处置的研讨主要有数据过滤和容错、为减少传输量而进展编码和紧缩、经过可扩展标志言语物理标志言语(XMLPML) 对数据进展笼统表示、数据发掘、事件处置、数据交融、中间件或边缘件、面向效力的架构、实时性、分布式处置等 .传感器网络的数据处置数据处置同样是传感器网络的中心。目前用于传感器网络数据处置的构造主要有集中式、半分布式

11、、分布式、层次式四种。目前大多数的研讨任务集中在半分布式构造。半分布式构造的两个代表是Fiord系统和Cougar系统。综合各种构造，对其进展数据处置的逻辑抽取之后，其层次构造可以分为根底层、网络层、数据处置层、运用开发环境层和运用层。 .类似与交叉部分从以上的数据处置层次构造和需求研讨的关键技术可以看出，RFID系统与传感器网络在数据处置上有着很大的类似性或者交叉点。RFID传感器网络的数据处置问题可以综合思索两个系统的类似部分，一致处理交叉问题。可以思索前面引见的RFID中间件技术进展处理。 .运用一有文献将其运用于将全球供应链管理网络体系与无线传感器网络相结合。提出了数据绑定组件。利用数

12、据绑定将WSN和RFID tag中的数据建立联络，便于用户进展级联查询。根据不同的运用需求，WSN可以以两种形状与物品发生联络：紧耦合方式(tightcoupling)与松耦合方式(1oosecoupling)。经过运用数据表外键的方式到达数据绑定的目的。并提出了一种分布式的中间件协议WSN SERVICE PROXY。 .运用二挪动代理技术添加了网络节点的数据处置才干，经过对节点数据进展预先的冗余检查及容错处置，减少了网络的数据传输率，节省了节点能源。挪动处置技术的关键是平安技术，certiCom公司于06年推出了相关软件和一种硬件内核，以便将其椭圆曲线密码架构运用于传感器网络和有源RFI D标签等受环境约束的运用。该算法使得小型计算节点能以小的存储器容量和功耗处置认证、密钥交换和数字签名等复杂的义务。 .终了语RFID传感器网络交融