传感网和物联网技术

一、物联网

1、What is 物联网

通过射频识别 RFID、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备……

动态的全球网络基础设施

老师总结：

① 物与物相联为手段

② 用户体验为核心

③ 互操作和大数据为根本

④ 人工智能为引擎

⑤ 下一代泛在网络

2、辨析

物联网 ≠ 互联网+

物联网 ≠ 工业4.0

3、物联网涉及的技术：

传感器、人机交互、数据安全、数据挖掘、电源/能耗、无线组网、网络架构、决策控制

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二、传感网

1、传感网

全称：无线传感器网络 WSN（Wireless Sensor Network）

是一种技术。

由大量低成本、低功耗、微小型无线节点密集部署组成，以自组织协同的方式实现对目标（或区域）自动地信息采集、处理与传输。

eg：橡树岭实验室、胡志明小道、狼群、蜂群、狙击手定位传感网、葡萄园种植、

要扔出去不怕坏、扔出去不能换电池。休眠调度技术

2、物联网包含传感网

3、传感网数据链路层技术：无线网络的媒体接入控制（Media Acess Control）

传感网网络层技术：地址分配、路由

4、传感技术

感知技术

①二维码、条形码：激光来回扫，反射

扫到的二维码是斜的：三个小框是定位的，然后利用高代中的旋转矩阵

②标识类器件：RFID（Radio Frequency Identification）电子标签——通过无线射频信号实现非接触式的双向通信

可能有芯片，可能无

③超声波传感器——频率越高，绕射性越好。

如果一直发，如何知道接收的是什么时候发的 --> 不要一直发

常用传感器举例：压力传感器、加速传感器

菲涅尔透镜

5、随机接入类协议

Aloha协议：谁先发就发。一旦有冲突，随即退避。

时隙Aloha协议

冲突检测技术CSMA/CA：RTS、CTS、DATA、ACK、NAV

虚拟载波侦听：在NAV时段内，休息

超帧：划分的一个时间段

点协调功能PCF（ Point Coordination Function）

分布式协调DCF（ Distributed Coordination Function）

二进制随机退避机制

隐藏终端、暴露终端

SMAC协议 --> 周期性休眠/激活机制

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ZigBee技术

低功耗、低速率、短距离的组网技术

无线传感器网络中，具有全球通用标准的 --> ZigBee

ZigBee地址 --> 4字节，理论上可以支持65535个节点来组网，实际一部分要用来广播等

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定位

一、

1、目标函数

①最小二乘

二是指那个平方，为了消去负数，不用绝对值，是因为好算。有时用绝对值在0那里不可导

②加权最小二乘

2、通常认为测距误差服从正态分布，测距误差是0均值-->无偏估计

二、传感网定位问题

1、定位问题分类

（1）节点自定位

Why --> GPS成本较高，室内失效

网络自身定位

节点自定位是传感网特有的技术

（2）目标定位与跟踪

在掌握网络自身节点位置的基础上对目标进行定位和跟踪

配合和非配合

2、测距测角

①接收信号强度 RSSI

②到达时间 TOA --> 要求时间同步

③到达时间差 TDOA

④到达角度 AOA

⑤平均每眺距离 GUESS

3、RSSI

那个信号衰减公式

为什么取对数  --> 一个很尖的图像，取对数后会很平滑，eg发送1000，收到0.0001，取对数后就好表示了。

目前室内定位中用的最广泛的是RSSI指纹。

2、几种典型的节点定位方法

GUESS：两个锚节点，用两个锚节点的距离除以他们之间的跳数，来代替任意两个节点间的距离

随机撒一堆节点，其中有一些随机的锚节点。

最初200米，最终收敛到60米

称为 DV-hop算法，在传感网定位中地位重要。

3、PIT最佳三角形内点测试

APIT近似最佳三角形内点测试