无线传感器网络-第二章

无线传感器网络-第二章第一页，共56页。军事应用:

Command,Control,Communications,Computing,Intelligence,Surveillance,Reconnaissance,Targeting(C4ISRT)监测友军、装备和弹药战场监控侦察敌方军队和地形目标锁定战损评估核生化(NBC)袭击的检测和侦察第二页，共56页。狙击手侦测系统BBNBoomerang目前被部署在Iraq通过处理从麦克风检测到的相关音频信号来估计狙击手的位置。第三页，共56页。基于WSN的狙击手定位系统Boomerang依赖单个检测点可能的场景PinPtr采用一个空间分布的WSN来检测狙击手第四页，共56页。PinPtr系统第五页，共56页。未来的军事应用入侵检测（探矿领域）生化袭击检测目标锁定与目标跟踪系统高级巡航系统战损评估系统高级后勤辅助系统第六页，共56页。

环境应用跟踪鸟、小动物和昆虫的活动监测影响作物与家畜的环境条件灌溉大型地球监测和行星探索化学/生物检测生物、地球、海洋、土壤和大气环境的监测第七页，共56页。

环境应用气象或地球物理研究污染研究精细农业环境的生物复杂性映射洪水检测，森林火灾检测.第八页，共56页。生活习性监测

缅因大鸭岛实验第九页，共56页。生活习性监测约200个节点，包括MICA,MICA2,带IR的洞穴节点与气象站节点节点检测光照、大气压强、相关温湿度等状况.红外热力传感器检测巢穴是否被海鸟占据，还能检测该海鸟是否有伴。第十页，共56页。生活习性监测巢穴中的节点将数据发送到地面的一个网关节点，网关然后将数据无线转发到大约250英尺远的灯塔上的笔记本电脑。笔记本电脑通过卫星，接入Internet。基站里的电脑存储数据并维护数据库。第十一页，共56页。大鸭岛监测系统的双层结构第十二页，共56页。ZebraNet

动物跟踪系统-使用带GPS模块的项圈，监测肯尼亚的斑马行走模式收集每匹斑马的详细而准确的位置信息拥有高的数据恢复速率自治操作第十三页，共56页。ZebraNet

节点每8分钟获取一次GPS读数节点每2小时通过多跳无线方式发送信息所有数据被存储第十四页，共56页。森林火灾监测:Firebug

基于联网的传感器，设计并构建一个野外火宅监测系统。网络由配置GPS模块的无线热力传感器组成。Hub节点承担基站的任务第十五页，共56页。Firesensorsock

法国海岸的火灾监测(U.ofCorsica)3个目标感知开放空间的热力数据检测火灾的空间位置跟踪火势的蔓延情况困难：如何在不被火灾影响的情况检测火灾？解决方案:Firesensorsock减轻热力影响的保护允许数据与温度的持续发射Sock内的湿度计应能检测小时间刻度的变化以定位火灾位置第十六页，共56页。Firesensorsock

采用MICA节点域配备MTS420GPS的传感器第十七页，共56页。基于传感器的滑坡早期监测系统(SLEWS)

第十八页，共56页。基于传感器的滑坡早期监测系统(SLEWS)

第十九页，共56页。环境监测

联合传感网与先进监测技术挽救濒临灭绝的白鹤第二十页，共56页。灾难援救/救援工作将传感器节点抛洒到未知区域测量参数（温度、气体、放射性）确定地下的精确位置第二十一页，共56页。灾难援救/救援工作在救援过程中抛洒节点，延伸传输距离，转发救援者的身体状况信息监控压强、温度、气体零干扰获取体温，确定生理学参数指标所有采集到的数据均通过传感网传输第二十二页，共56页。山体滑坡检测系统AMRITA

Munnar,Idukki,Kerala,India等地的山体滑坡检测系统。WSN结合Wi-Fi、卫星技术杆内装有多套地球物理学传感器埋到地下5-6米第二十三页，共56页。山体滑坡检测系统AMRITA

使用空间分布的WSN获取数据传感器节点将数据转发给网关通过WIFI,网关将数据发给FMC

(FieldDataManagementCenter)Finallycollectedata()throughasatellitelink252kmawayfromthedeploymentfield最后，通过一个卫星链路将数据发到DMC（DataManagementCenter）。第二十四页，共56页。北海游轮的预防性维护:TheBPExperimentCollaborationofIntel&BPUseofsensornetworkstosupportpreventivemaintenanceonboardanoiltankerintheNorthSea.AsensornetworkdeploymentonboardtheshipSystemgathereddatareliablyandrecoveredfromerrorswhentheyoccurred.TheprojectwasrecognizedbyInfoWorldasoneofthetop100ITprojectsin2004第二十五页，共56页。能量监测航行HoneywellService:monitor,analyzeandreducepowerconsumptionProblem:>>$100/sensorwiringcostSolution:WSNEntirenetworkinstalledin3hours(vs.3-4days)9min/sensorSoftwaredevelopedin2weeks(XMLinterface)12months,99.99%第二十六页，共56页。哥伦比亚江域的观测与预测系统第二十七页，共56页。医疗应用为残疾人士提供帮助综合的病人监控诊断人类生理学数据的远程监测跟踪医院的医生与病人，加强药物管理第二十八页，共56页。医疗应用CodeBlue/NSF,NIH,U.S.Army,SunMicrosystemsandMicrosoftCorporationMotivation-Vitalsigndatapoorlyintegratedwithpre-hospitalandhospital-basedpatientcarerecords第二十九页，共56页。医疗应用CodeBlueHardwareSmallwearablesensorsWirelesspulseoximeter/2-leadEKGBasedontheMica2,MicaZ,andTelossensornodeplatformsCustomsensorboardwithpulseoximeterorEKGcircuitry第三十页，共56页。病人监测CodeBluePlutomoteScaled-downversionoftheTelosRechargeableLi-ionbatterySmallUSBconnector3-axisaccelerometer第三十一页，共56页。病人监测CodeBlueIntelSHIMMERmoteCC2420IEEE802.15.4radioRechargeableLi-polymerbatteryMicroSDslotsupportingupto2GBytes(Morethan80daysofdata)OptionalBluetoothradio第三十二页，共56页。病人监测CodeBlueCodeBlue-scalablesoftwareinfrastructureforwirelessmedicaldevicesHeartrate(HR),oxygensaturation(SpO2),

EKGdatamonitoredRelayedoverashort-range(100m)Receivingdevices-PDAs,laptops,orambulance-basedterminalsDatacanbedisplayedinrealtimeandintegratedintothedevelopingpre-hospitalpatientcarerecordCanbeprogrammedtoprocessthevitalsigndata(andprovidealerts)第三十三页，共56页。无线自动仪表阅读系统

(WAMR)第三十四页，共56页。无线自动仪表阅读系统

(WAMR)Automaticmeterreadingfunctionalities:Real-timeenergyconsumptionstatisticsEffectivebillingmanagementTelemetryfunctionalities:RemotecontrolofequipmentDynamicconfigurationfunctionality:Self-configurationofthenetworkincaseofroutefailuresStatusmonitoringfunctionality:Monitoringthestatusofthemeteringdevices第三十五页，共56页。无线地下传感网WUSNsTinycomputerscapableofwirelesscommunicationOn-boardsensingcapabilities

(soilmoisture,temperature,salinity,etc…)CommunicationthroughsoilI.F.Akyildiz,E.P.Stuntebeck."Wirelessundergroundsensornetworks:Researchchallenges,"

AdHocNetworks(Elsevier),November2006.第三十六页，共56页。SportsfieldirrigationPrecisionagriculture无线地下传感网的潜在应用

第三十七页，共56页。Landslidemonitoring无线地下传感网的潜在应用第三十八页，共56页。Liquidleakagemonitoring无线地下传感网的潜在应用第三十九页，共56页。精准农业Real-timeinformationaboutsoilandcropconditionsInter-connectionofheterogeneousmachinerywiththemanagementnetworkCompleteautonomyonthefieldTopsoilRegionSubsoilRegionInfrastructureandManagementNetworkMonitoringNetworkInfrastructurenodesMonitoringcentralMobilesinksUG2UGLinkUG2AGLinkAG2UGLinkMonitoringnodes第四十页，共56页。WUSNs测试床第四十一页，共56页。WUSNs实验UG2AGandAG2UGexperimentsusingMica2at433MHz第四十二页，共56页。第四十三页，共56页。基于WUSNs的灌溉系统第四十四页，共56页。中心支轴式喷灌机第四十五页，共56页。实验配置第四十六页，共56页。实验配置

中心支轴式喷灌机第四十七页，共56页。研究挑战极端易失环境动态信道环境能量受限低的数据速率第四十八页，共56页。水下传感网

I.F.Akyildiz,D.Pompili,T.Melodia,“UnderwaterAcousticSensorNetworks:ResearchChallenges”,AdHocNetworks(Elsevier)Journal,March2005.海洋采样污染监测对游泳者的细菌级别警示灾难预防自助航行分布式战场监控矿源侦查应用:第四十九页，共56页。水下传感网

3D动态结构Drifters,Gliders第五十页，共56页。海洋采样传感器SpreadSpectrumModemPrecisionMarineGeodeticSystemsAcousticTransponders第五十一页，共56页。陆地vs地下传感器2

xAAbatteriesPower100feetRadioRange0.75mWTransmitPower40kbits/s(max)DataRate916MHzor433MHz(ISMBands)RadioFrequency128KbytesFlash4MHzSpeedTerrestrialWirelessSensorMicaMoteMPR300CB3000feet

RadioRange

6WTransmitPower

14kbit/sDataRate54-89kHzAcousticFrequencyMedium-rangeUnderwaterAcousticModemShort-range2