006-基于无线传感器网络的设备状态监测技术-第一部分

北京科技大学机械工程学院阳建宏老师《机械设备故障诊断》课程讲义

基于无线传感器网络的 设备状态监测技术机械工程学院

阳建宏

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主要内容 无线传感器网络概述

无线传感器网络的体系结构 无线数据通信原理

工业环境中的无线信道模型

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计算机技术的发展

巨型机

小型机 工作站 PC机 PDA WSN节点等 生物芯片3

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什么是无线传感器网络？巨型机说：“我认为全球大概只需要五台计算机就够了”; PC机说：“每个家庭的桌面上都应该有一台电脑”; Pocket PC说：“太大了，应该每人口袋里放一台”; WSN说：“每粒沙子都应该是一台计算机”。

Internet、卫星或 移动通信网络等 ` 汇聚节点任务管理中心

监测区域

传感器节点

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传感器网络的影响力 传感器网络将物理世界和信息技术连接起来

传感器网络具有改造社会的潜力，将来广阔的应用领域使得传感器网络成为我们生活中不可缺少的部分 传感器网络已经引起国内外科技界和工业界高度重视

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传感器网络的影响力

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无线传感器网络应用 军事领域 医疗护理 环境观测和预报系统

智能家居 建筑物状态监控

工业自动化……

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无线传感器网络应用军事领域传感器网络具有可快速部署、可自组织、隐蔽性 强和高容错性的特点，因此非常适合军事上的应用。 通过飞机或炮弹直接将传感器节点散播到敌方阵地内

部，或者在公共隔离带部署传感网络，就能隐蔽而且近距离的准确收集战场信息。 例:传感器网络已经成为美军事C4ISRT系统必不 可少的一部分。

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军事领域

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无线传感器网络应用医疗护理用于人体的各种生理数据，跟踪和监控医院内医 生和患者的行动，医院的药物管理等。 例：一个可以成像的特殊发送器芯片与精巧设计

的超低功率无线技术结合，就可以实现可用于一个胃肠道诊断的微型吞服摄像胶囊。患者吞下维C片大小 的成像胶囊后，胶囊经过食道、胃和小肠时就可将图 象广播出来。胶囊由一个摄象机、LED、电池、特制 芯 片和天线组成。

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智能医院在病人身上安装带有 射频标签的微型无线 传感器，动态感知病 人信息。

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智能医院

病房外的医生 携带PDA等通 讯设施。

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智能医院

得知病人病情后， 医生将通知值勤护 士或者急救人员前 往病房救助。

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无线传感器网络应用环境观测和预报系统无线传感器网络可以用于检视农作物灌溉情况、土壤空气情况、牲畜和家禽的环境状况和大面积的地 表监测、气象和地理研究、洪水监测等。 例：ALERT系统中就有用于监测降雨量、河水水 位和土壤水分，并依此预测爆发山洪的可能性。

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环境观测和预报系统海 洋 环 境 监 测 研 究 鸟 类 习 性 了

解 火 山 习 性