7、基于无线传感器网络的物联网系统架构与参考实现

基于无线传感器网络的物联网系统架构与参考实现

1. 引言

物联网（IoT）旨在通过通信协议、有线/无线硬件和嵌入式软件，将物理对象、智能设备、车辆、机器、建筑物和/或传感器连接到互联网。其背景技术包括射频识别（RFID）、近场通信（NFC）、无线传感器网络（WSN）等。预计到2025年，将有超过700亿台设备连接到互联网，世界将通过智能、分布式和节能节点变得更加数字化。

为了扩大网络覆盖范围，物联网设备可以与相邻节点创建临时网络，即无线传感器网络（WSN）。WSN非常适合使用低功率天线和嵌入式设备进行分布式数据采集。无线传感器网络通常使用路由协议将数据包从源节点发送到汇聚节点。如果网关将汇聚节点的数据传输到计算机或日志管理系统，那么该WSN系统可以被视为物联网生态系统的一部分。

在物联网生态系统中，可能包括各种平台，如物联网节点、WSN节点、长距离广域网（LoRaWAN）和低功耗蓝牙（BLE）设备。这些系统的共同基础是嵌入式计算系统，用于测量环境变化并将其转换为人类可读的格式或数字数据。这些系统可以基于事件或实时执行任务，并且可能具有操作系统来管理系统资源和天线以建立无线通信。

1.1 动机

物联网系统的设计应考虑环境和用户导向的要求。由于未来将有数十亿台设备，可扩展性将成为一个重要特征。此外，这些设备可能没有用户界面或可能无需人工干预，因此需要一个日志和事件管理系统来通过远程控制物联网设备处理环境变化。

在广阔的农村地区部署物联网节点时，节点的寿命至关重要。可能无法找到电源为这些节点提供持续能量，因此应减少对电源的依赖以延长节点寿命。因此，出现了创建无需直接互联网连接的网络的需求。

基于IEEE