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        感知層是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，由具有感知、識(shí)別、控制和執(zhí)行等功能的多種設(shè)備組成，通過采集各類環(huán)境數(shù)據(jù)信息，將物理世界和信息世界聯(lián)系在一起。主要實(shí)現(xiàn)方式是通過不同類型的傳感器感知物品及其周圍各類環(huán)境信息。感知層應(yīng)用的技術(shù)有傳感器技術(shù).RFID技術(shù)、定位技術(shù)、圖像采集技術(shù)等。

        在對(duì)物理世界感知的過程中，不僅要完成數(shù)據(jù)采集、傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)、存儲(chǔ)等功能，還需要完成數(shù)據(jù)分析處理的功能。數(shù)據(jù)處理將采集數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)分析處理提取出有用的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理功能包含協(xié)同處理、特征提取、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)匯聚等。還需要完成設(shè)備之間的通信和控制管理，實(shí)現(xiàn)將傳感器和RFID等獲取的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理設(shè)備。

傳感器

        傳感網(wǎng)絡(luò)是由傳感器、執(zhí)行器、通信單元、存儲(chǔ)單元、處理單元和能量供給單元等模塊組成的以實(shí)現(xiàn)信息的采集、傳輸、處理和控制為目的的信息收集網(wǎng)絡(luò)。傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-1所示。

傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

電源模塊主要為傳感網(wǎng)絡(luò)各模塊可靠運(yùn)行提供電能。

        上述模塊共同作用可實(shí)現(xiàn)物理世界的信息采集、傳輸和處理，為實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)奠定了基礎(chǔ)。傳感器將軟件與硬件相結(jié)合，利用嵌入式微處理器以及嵌入式軟件，傳感器一般具有功耗低、體積小、集成度高、效率高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，這些推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)。傳感器節(jié)點(diǎn)還具有以下特點(diǎn)。
1.電源能量有限

        傳感器的體積小，攜帶的電量有限。然而傳感器的數(shù)目龐大、成本要求低廉、分布區(qū)域廣，而且部署環(huán)境復(fù)雜，有些區(qū)域甚至于人員不能到達(dá)。因此大量應(yīng)用環(huán)境情況下，通過更換電池的方式來補(bǔ)充傳感節(jié)點(diǎn)的電能代價(jià)太高，幾乎是不現(xiàn)實(shí)。傳感器節(jié)點(diǎn)的能量主要消耗在無線通信模塊上。無線通信模塊在發(fā)送信號(hào)時(shí)的能量消耗最大，在空閑狀態(tài)和接收狀態(tài)能量消耗小，還可以讓傳感器處于睡眠狀態(tài)，這時(shí)電能消耗最少。

2.通信能力有限

        無線通信的能量消耗與通信距離的關(guān)系為E=kdn式中，E是消耗的能量；k是常數(shù)；d是通信距離；參數(shù)〃滿足關(guān)系2<n<4,n的取值與天線質(zhì)量、傳感節(jié)點(diǎn)的部署環(huán)境等因素有關(guān)。

由上式可知，隨著通信距離d的增加，無線VoIP通信的能量消耗將急劇增加。因此.在滿足通信的前提下應(yīng)該盡量減少單跳的通信距離。由于傳感器節(jié)點(diǎn)的能量限制和網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域大，很多無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用多跳路由的傳輸機(jī)制。

3.計(jì)算和存儲(chǔ)能力有限