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单跳无线传感器网络优化方案

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前,大多数无线传感器应用依赖于单跳无线网络将数据传送给基站,进行测量现象数据的深度处理。卫生保健是由嵌入式传感器构成的无线网络的主要应用领域之一。为了预防潜在的健康风险,每个传感器能够以单跳无线通信方式,向附近控制中心发送报警消息。在无线通信方面,一些大型传感器网络也是采用单跳的方式来报告消息。例如,传感器可以嵌入到海洋哺乳动物身上,用于跟踪不同时间动物所在的位置。

单跳无线传感器网络优化方案

目前,大多数无线传感器应用依赖于单跳无线网络将数据传送给基站,进行测量现象数据的深度处理。换句话说,传感器测量数据使用无线媒介,直接从传感器发送到基站。此类应用大多依赖于嵌入到不同设备的传感器来实现。同时,对于嵌入式传感器来说,大多数应用依赖于单跳无线通信。例如,小型传感器可以嵌入到交通监视系统,用于监测拥挤路段的交通或用于监测某个地区或建筑物的热点区域。

卫生保健是由嵌入式传感器构成的无线网络的主要应用领域之一。人们将传感器嵌入到病人佩戴的手表中,来监视和分析数据(如脉搏血压)。为了预防潜在的健康风险,每个传感器能够以单跳无线通信方式,向附近控制中心发送报警消息。由于这些传感器是由电池供电的,因而它们能够从智能传感器管理中受益,智能传感器管理能够提供能量效率和服务质量(Quality of Service,QoS)控制功能。

例如,John等人在2005年发表的论文中,对用于中风病人复原的无线运动分析传感器进行了研究。将含有臂章的可穿戴传感器微尘系到中风病人身上,以监测康复训练过程中病人的肢体运动和肌肉活动。传感器面板包括一个三轴加速度计、一个陀螺仪和各种肌电图(Electromyogram,EMG)传感器。它能够获取大量运动数据,来研究各种康复训练对病人群体的影响。采集到的数据通过单跳无线通信传送到数据收集或控制中心,如个人计算机(Personal Computer,PC)或便携式计算机。系统结构如图1-1所示。

在无线通信方面,一些大型传感器网络也是采用单跳的方式来报告消息。例如,汇聚节点或多个汇聚节点可以是移动的,因而可以围绕网络移动。这就要求它们尽可能地靠近传感器,这样报告采集数据时就可以通过单跳通信来完成。在其他实例中,嵌入式传感器可以围绕固定汇聚节点移动。例如,传感器可以嵌入到海洋哺乳动物身上,用于跟踪不同时间动物所在的位置。当海洋哺乳动物靠近固定基站(BS)时,人们可以下载报告信息。(www.xing528.com)

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图1-1 监测中风病人康复训练中的肢体运动

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