无线传感采集解决方案

无线传感采集解决方案武汉中昊信科技有限公司早在上世纪70年代，就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形，我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的不断发展和进步，传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力，并通过与传感控制器的相联，组成了有信息综合和处理能力的传感器网络，这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始，现场总线技术开始应用于传感器网络，人们用其组建智能化传感器网络，大量多功能传感器被运用，并使用无线技术连接，无线传感器网络逐渐形成。无线传感器网络是新一代的传感器网络，具有非常广泛的应用前景，其发展和应用，将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。发达国家如美国，非常重视无线传感器网络的发展，IEEE正在努力推进无线传感器网络的应用和发展，波士顿大学（BostonUniversity）还于最近创办了传感器网络协会（SensorNetworkConsortium），期望能促进传感器联网技术开发。除了波士顿大学，该协会还包括BP、霍尼韦尔（Honeywell）、InetcoSystems、Invensys、L-3Communications、MillennialNet、Radianse、SensicastSystems及TextronSystems。美国的《技术评论》杂志在论述未来新兴十大技术时，更是将无线传感器网络列为第一项未来新兴技术，《商业周刊》预测的未来四大新技术中，无线传感器网络也列入其中。可以预计，无线传感器网络的广泛是一种必然趋势，它的出现将会给人类社会带来极大的变革。发展历程虽然无线传感器网络的大规模商业应用，由于技术等方面的制约还有待时日，但是最近几年，随着计算成本的下降以及微处理器体积越来越小，已经为数不少的无线传感器网络开始投入使用。目前无线传感器网络的应用主要集中在以下领域：1．环境的监测和保护随着人们对于环境问题的关注程度越来越高，需要采集的环境数据也越来越多，无线传感器网络的出现为随机性的研究数据获取提供了便利，并且还可以避免传统数据收集方式给环境带来的侵入式破坏。比如，英特尔研究实验室研究人员曾经将32个小型传感器连进互联网，以读出缅因州“大鸭岛”上的气候，用来评价一种海燕巢的条件。无线传感器网络还可以跟踪候鸟和昆虫的迁移，研究环境变化对农作物的影响，监测海洋、大气和土壤的成分等。此外，它也可以应用在精细农业中，来监测农作物中的害虫、土壤的酸碱度和施肥状况等。2．医疗护理无线传感器网络在医疗研究、护理领域也可以大展身手。罗彻斯特大学的科学家使用无线传感器创建了一个智能医疗房间，使用微尘来测量居住者的重要征兆（血压、脉搏和呼吸）、睡觉姿势以及每天24小时的活动状况。英特尔公司也推出了无线传感器网络的家庭护理技术。该技术是做为探讨应对老龄化社会的技术项目CenterforAgingServicesTechnologies（CAST）的一个环节开发的。该系统通过在鞋、家具以家用电器等家中道具和设备中嵌入半导体传感器，帮助老龄人士、阿尔茨海默氏病患者以及残障人士的家庭生活。利用无线通信将各传感器联网可高效传递必要的信息从而方便接受护理。而且还可以减轻护理人员的负担。英特尔主管预防性健康保险研究的董事EricDishman称，“在开发家庭用护理技术方面，无线传感器网络是非常有前途的领域”。

现阶段运用3．军事领域由于无线传感器网络具有密集型、随机分布的特点，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，包括侦察敌情、监控兵力、装备和物资，判断生物化学攻击等多方面用途。美国国防部远景计划研究局已投资几千万美元，帮助大学进行“智能尘埃”传感器技术的研发。哈伯研究公司总裁阿尔门丁格预测：智能尘埃式传感器及有关的技术销售将从2004年的1000万美元增加到2010年的几十亿美元。4．其他用途无线传感器网络还被应用于其他一些领域。比如一些危险的工业环境如井矿、核电厂等，工作人员可以通过它来实施安全监测。也可以用在交通领域作为车辆监控的有力工具。此外和还可以在工业自动化生产线等诸多领域，英特尔正在对工厂中的一个无线网络进行测试，该网络由40台机器上的210个传感器组成，这样组成的监控系统将可以大大改善工厂的运作条件。它可以大幅降低检查设备的成本，同时由于可以提前发现问题，因此将能够缩短停机时间，提高效率，并延长设备的使用时间。尽管无线传感器技术目前仍处于初步应用阶段，但已经展示出了非凡的应用价值，相信随着相关技术的发展和推进，一定会得到更大的应用。无线传感器网络有着十分广泛的应用前景，它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值，在未来还将在许多新兴领域体现其优越性，如家用、保健、交通等领域。可以大胆的预见，将来无线传感器网络将无处不在，将完全融入我们的生活。比如微型传感器网最终可能将家用电器、个人电脑和其他日常用品同互联网相连，实现远距离跟踪，家庭采用无线传感器网络负责安全调控、节电等。无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络，其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。

应该清楚的认识到，无线传感器网络才刚刚开始发展，它的技术、应用都还还远谈不上成熟，应该抓住商机，加大投入力度。市场前景和范围当前市场情况近年来，无线通信、集成电路传感器以及微机系统近年来，无线通信、集成电路传感器以及微机系统近年来，无线通信、集成电路传感器以及微机系统近年来，无线通信、集成电路传感器以及微机系统(MEMS)等技术的飞速发展，推动了低成本、功耗多能的无线传感器大量生产。是一种集传感功能与驱动控制力、计算通信于一体的资源受限嵌入式设备，而无线HSMC-A101-S00J1传感器网络(WSN)则是由大量无线传感器构成的自组织网络，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域内对象信息，并将传其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域内对象信息，并将传送给需要的用户。WSN被认为是21世纪最重要的技术之一，它将会对人类未来生活方式产生深远影响。在生深远影响。在2003年2月的美国评出的对人类未来生活产深远影响十大新兴技术中，WSN位居第一。同年，美国《商业周刊》未来技术专版在论述四大新时，WSN也被列入其中。WSN由大量无线传感器采用自组织方式构成，它借助于节点中内置的形式多样传感器测量所在环境中信号，从而探测各种需要的数据，并通过网络传送到需要的地方。无线传感器一般由数据采集单元、处理输电源等部分组成。被监测物理信号的形式决定了传感器类型，如温度度传感器，监测声音强度压等。处理通常选用嵌入式数度传感器，监测声音强度压等。处理通常选用嵌入式数据传输单元主要由低功耗、短距离的无线通信模块组成。微型化操作系统选用据传输单元主要由低功耗、短距离的无线通信模块组成。微型化操作系统选用嵌入式操作系统，如Vxworks、μCOS-II、μClinux、TinyOS等。发展方向无线传感器网络有着十分广泛的应用前景，它不仅在工业、农业、军事、环境、医疗等传统领域有具有巨大的运用价值，在未来还将在许多新兴领域体现其优越性，如家用、保健、交通等领域。，将来无线传感器网络将无处不在，将完全融入我们的生活。比如微型传感器网最终可能将家用电器、个人电脑和其他日常用品同互联网相连，实现远距离跟踪，家庭采用无线传感器网络负责安全调控、节电等。无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络，其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。传感器网络与传统相比有一些特点，主要：1.节点密集，每个既是传感器又路由器;2.具有有限的计算能力和通信以及电源供应能力;3.独特的底层通信传输媒介;4.传感器节点间无中心、自组织，多跳通信;5.可以同时通过多条信源——信宿路由传输数据;6.网络具有很强的自愈性和良好伸缩性。Wi-fiZigbee基于Zigbee、6LoWPAN和Z-wave标准的传感器正在运用，但仍让人令人感到吃惊的方式被使用。Zigbee已经被内置在智能家电和智能电表中。6LoWPAN(基于IPv6)已经被互联网之父VintCerf用在了自家的酒窖温度监控系统中。Z-Wave则是Verizon智能家庭自动服务的基础。目前还在源源不断涌现出许多创新性使用方式。当前使用技术类别一直以来，由于漫游、切换、安全、干扰以及传输速率等方面的制约，Wi-Fi技术始终被定位在企业局域网的组网应用，而替代企业有线网络似乎也是Wi-Fi应用的主要目标。不过，随着物联网、无线城市以及数字家庭等新兴技术引发新一轮科技革命，Wi-Fi正在从企业的内部局域网中走出。

目前，物联网已经得到各国各级政府和行业主管部门的高度重视，有人预测未来的物联网是比现在的互联网大30倍的万亿元级规模的市场，相信在产业链中各大企业的鼎力支持和推动下，物联网技术的发展，必将成为当前信息技术网络化发展的最新趋势。

除了依靠底层的传感器技术、IP地址资源、智能嵌入技术以及自动识别技术之外，要实现真正无所不在的物联网，更为重要的是在数据传输层实现统一稳定的数据传输。而Wi-Fi正是宽带无线接入网络的一种重要形态，可实现局部区域内的高速无线连接，传输速率从当前的54Mbps正在向更高的600Mbps迈进。同时，Wi-Fi还具有组网结构简单、建设

方便快捷等特点，得到了人们越来越多的关注。随着Wi-Fi应用领域的不断扩展、产品类型的日益丰富以及Wi-Fi设备的加速应用，相信Wi-Fi会成为物联网产业的基石，Wi-Fi是物联网产业最好的接入点。

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开发板主要采用新唐的cortex-M0内核的32位单片机和美国redpines公司的WIFI

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N-11-22模组，能实现串口WIFI透传功能，连AP，ADHOC自组网，DHCPsever，WEBsever等功能试验。给用户对WIFI通信直观的认识，掌握WIFI无线通信的基本方法，熟悉TCP/IP协议。

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N-11-22模块是一个基于完整的IEEE802.11BGN协议的无线设备服务器，它可以直接向任何使用串行或SPI接口进行数据传输的设备提供无线接口。它集成了MAC，基频处理器，带有功率放大器的射频收发器，频率参考，硬件上的天线以及所有无线局域网协议和配置功能，包含在嵌入式固件中的网络协议，为各种应用提供一个完全自足的基于802.11n协议的无线局域网解决方案。

当前实用技术ZigBeeZigBee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。ZigBee此前被称作“HomeRFLite”或“FireFly”无线技术，主要用于近距离无线连接。它有自己的无线电标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很低的功耗，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，因此它们的通信效率非常高。最后，这些数据就可以进入计算机用于分析或者被另外一种无线技术如WiMax收集。ZigBee的目标市场主要有PC外设(鼠标、键盘、游戏操控杆)、消费类电子设备(TV、VCR、CD、VCD、DVD等设备上的遥控装置)、家庭内智能控制(照明、煤气计量控制及报警等)、玩具(电子宠物)、医护(监视器和传感器)、工控(监视器、传感器和自动控制设备)等非常广阔的领域。IEEE802.15.4IEEE802.15.4/ZigBee协议是由IEEE802.15.4标准的PHY和MAC层再加上ZigBee的网络和应用支持层所组成的，其突出的特点是网络系统支持极低成本、易实现、可靠的数据传输、短距离操作、极低功耗、各层次的安全性等。IEEE802.15.4/ZigBee协议中明确定义了三种拓扑结构：星型结构(Star)、簇状结构(Clustertree)和网状结构(Mesh)。当前外围公司技术温度传感器

湿度传感器

亮度传感器

红外传感器

红外遮断式传感器

加速度传感器

振动传感器声音强度传感器烟感传感器当前传感采集范围目前的技术水平来说，让无线传感器网正常运行并大量投入使用还面临着许多问题：

1．网络内通信问题。无线传感器网络内正常通信联系中，信号可能被一些障碍物或其他电子信号干扰而受到影响，怎么安全有效的进行通信是个有待研究的问题。

2．成本问题。在一个无线传感器网络里面，需要使用数量庞大的微型传感器，成本会制约其发展。

3．系统能量供应问题。目前主要的解决方案有：使用高能电池；降低传感功率；此外还有传感器网络的自我能量收集技术和电池无线充电技术。其中后两者备受关注。

4．高效的无线传感器网络结构。无线传感器网络的结构是组织无线传感器的成网技术，有多种形态和方式，合理的无线传感器网络可以最大限度的利用资源。在这里面，还包括网络安全协议问题和大规模传感器网络中的节点移动性管理等诸多问题有待解决。需要解决的问题一、公司老总都有