[發(fā)明專利]無線傳感器網(wǎng)絡的接入方法及系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010139145.1
• 申請日: 2010-03-19
• 公開（公告）號: CN102196529A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設計）人: 馬景旺
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04W48/06
• 分類號: H04W48/06;H04W84/18;H04W88/16
• 代理公司: 北京派特恩知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 蔣雅潔;張穎玲

技術領域

本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡(WSN，Wireless?Sensor?Network)與電信網(wǎng)絡結合的通信技術領域，尤其涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡的接入方法及系統(tǒng)。

背景技術

WSN作為計算、通信和傳感器三項技術相結合的產(chǎn)物，是一種全新的信息獲取和處理技術。由于近來微型制造的技術、通訊技術及電池技術的改進，促使微小的WSN終端可具有感應、無線通訊及處理信息的能力。此類WSN終端不但能夠感應及偵測環(huán)境的目標物及改變，并且可處理收集到的數(shù)據(jù)，并將處理過后的數(shù)據(jù)以無線傳輸?shù)姆绞剿偷綌?shù)據(jù)收集中心。這些WSN終端通常由電源、感知部件、嵌入式處理器、存儲器、通信部件和軟件這幾部分構成。其中，電源為傳感器節(jié)點提供正常工作所必需的能源。感知部件用于感知、獲取外界的信息，并將其轉換為數(shù)字信號。嵌入式處理器負責協(xié)調節(jié)點各部分的工作，如對感知部件獲取的信息進行必要的處理、保存，控制感知部件和電源的工作模式等。通信部件負責與其他傳感器或觀察者的通信。軟件則為傳感器節(jié)點提供必要的軟件支持，如嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。借助于終端中內置的形式多樣的傳感部件，測量所在周邊環(huán)境中的熱、紅外、聲納、雷達和地震波信號，從而探測包括溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等眾多我們感興趣的物質現(xiàn)象。WSN終端一般通過自組織或者預配置的方式構成網(wǎng)絡。在通信方式上，雖然可以采用有線、無線、紅外和光等多種形式，但一般認為短距離的無線低功率通信技術最適合傳感器網(wǎng)絡使用，一般稱作WSN。目前使用比較廣泛的無線低功率通信技術包括：IEEE802.15.4和Zigbee技術。

IEEE?802.15.4是由IEEE開發(fā)的低速無線個域網(wǎng)標準。IEEE?802.15.4規(guī)定了物理層和媒體訪問控制層標準。符合IEEE?802.15.4標準的通信模塊具備低成本、低耗電、小尺寸的特點。

Zigbee聯(lián)盟是一個致力于在開放的全球標準的基礎上，開發(fā)可靠的、低成本、低耗電、無線網(wǎng)絡連接的監(jiān)測和控制產(chǎn)品的組織。Zigbee標準的物理層和介質訪問控制層采用IEEE?802.15.4技術，網(wǎng)絡層、安全管理、應用層規(guī)范以及互通性由Zigbee聯(lián)盟開發(fā)。Zigbee標準中的Zigbee智能能源公共應用規(guī)范(Zigbee?smart?energy?public?applications?profile)和Zigbee家庭自動化應用規(guī)范(Zigbee?home?automation?public?applications?profile)分別針對商業(yè)環(huán)境應用和家庭應用。

WSN終端的微處理能力和無線通信能力使WSN有廣闊的應用前景，其應用包括軍事應用、生物和環(huán)境監(jiān)測、健康應用、家庭應用、工業(yè)控制和監(jiān)測等。

WSN和電信網(wǎng)絡結合，如2G移動通信、3G移動通信、數(shù)字用戶環(huán)路通信技術(xDSL)、光纖通信(FTTx)、寬帶無線接入、衛(wèi)星/微波等，可以使WSN作為現(xiàn)有網(wǎng)絡的延伸，擴展了通信網(wǎng)絡的能力，使通信對象從人擴展到物理世界，具有良好的發(fā)展前景。WSN與現(xiàn)有的電信網(wǎng)絡結合后，可以使傳感網(wǎng)感知的數(shù)據(jù)有效的傳遞到數(shù)據(jù)中心，通過對數(shù)據(jù)的整理和分析，可以極大程度的改變人類獲取自然世界的數(shù)據(jù)的方式，同時也能夠對WSN進行集中的管理，解決目前分散在各處的WSN難以管理的問題。

WSN與電信網(wǎng)絡結合，是指將WSN與電信網(wǎng)絡相連接，利用電信網(wǎng)絡對WSN及其提供的業(yè)務進行監(jiān)控、管理及完成業(yè)務的承載與合作實施，并通過電信網(wǎng)絡擴展WSN所提供的業(yè)務。WSN和電信網(wǎng)的結合一般是WSN通過網(wǎng)關設備連接至電信網(wǎng)平臺。

WSN終端為構成WSN的傳感器節(jié)點，通過一跳或多跳與網(wǎng)關連接。WSN終端負責采集并上傳數(shù)據(jù)，以及接收并執(zhí)行命令。組成WSN的WSN終端少則幾個多則幾百個，WSN終端之間可根據(jù)需要以星形、樹形或網(wǎng)狀(mesh)等方式組網(wǎng)，其中某些WSN終端或具有較強的組網(wǎng)和數(shù)據(jù)轉發(fā)能力。在WSN中，網(wǎng)關負責將WSN終端上報的數(shù)據(jù)，發(fā)送至電信網(wǎng)絡中的有關網(wǎng)絡單元實體，電信網(wǎng)絡中的有關網(wǎng)絡單元實體通過網(wǎng)關將有關指令發(fā)送給WSN終端。而且在WSN采用常用的IEEE?802.15.4和Zigbee技術時，一般由網(wǎng)關負責創(chuàng)建WSN，負責WSN終端加入和離開傳感網(wǎng)時的管理，網(wǎng)關中保存有WSN終端的配置信息和傳感網(wǎng)的業(yè)務配置信息等重要數(shù)據(jù)。