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深入理解低功耗无线传感器网络标准(2)


  但另一方面,蓝牙的功耗低,通常采用手机电池供电。一般来说,蓝牙的通信距离也比Wi-Fi短,当然,它也反映了手机一般就与耳机、笔记本电脑和GPS设备一起使用这个事实。

  传感器应用有截然不同的需求,特别是在功耗方面:在采用钮扣电池或太阳能电池及振动发电采集器等环境能源的场合,传感器一般必须要工作发好几年,而传感器所用的电池无法象笔记本电脑或手机电池那样充电。

  其他一些传感器特有的要求是由以下因素决定的,如可靠性、通信距离、在单一网络中所需支持的最大节点数以及自动网络组织需求等。不过较低的数据速率一般即可满足传感器网络要求,因为大多传感器产生的数据量并不大,而且一般并非连续输出。

  对无线传感器收发器而言,IEEE 802.15.4规范可能是主要且可能唯一的实用标准。2003年批准了该规范的第一版,2006年进行了升级。目前有多家公司提供这方面的收发器芯片。其中一些芯片仅实现了该标准的很少部分。另一些芯片提供对某些应用来说有用的附加功能。例如,GreenPeak公司的GP-2000收发器就具有许多特别适用于钮扣电池和低电能应用的低功耗特性。

  表1列举了IEEE 802.15.4标准的一些主要参数,并与蓝牙进行了比较。一直有人尝试着把Wi-Fi和蓝牙应用于传感器应用。在这两种场合,蓝牙和Wi-Fi都以非标准方式加以利用,从而过迂回实现了IEEE 802.15.4的基本原理。人们普遍承认,IEEE 802.15.4能为无线传感器应用提供最佳方案。

  表1: IEEE 802.15.4标准及蓝牙的一些主要参数比较。

  并非所有技术供应商都遵循IEEE 802.15.4标准。一些公司出于降低复杂性和成本的考虑,自己研制专用收发器。但这些专用方案是否能达到足以真正降低成本的批量尚待观察。另外,降低复杂性一般以牺牲性能为代价,因此限制了这些方案的使用范围。

  网络堆栈有两个职责。首先,它构成并维持该网络。特别是无线网络堆栈必须要能应对节点间的无线链接通信质量的频繁变化。例如,在建筑自动化应用中,走来走去的人(即一个人站在两个节点之间)会对链接质量带来很大影响。因此,网络堆栈必须考虑到链接随时都可能消失进而造成一个节点甚至整个网络分支被隔绝的情况。

  图2:最主要的传感器网络堆栈标准示意图。

  为防范干扰,网络堆栈必须能重新路由通信路径并建立新连接,以便为网络内所有部分提供不被打扰的连通性。网络堆栈的第二个职能是确保讯息可靠高效地从源节点发送到目标节点。高效意味着延时要求—消息的传输时间—应被满足,而且应避免在 (责任编辑:admin)

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