

随着信息技术的发展,通过网络传递的数据不再只是文字、语音、图像和视频,更多的是各种专业领域的信息采集和传输需求,越来越多的数据类型和信息量的收集需要新技术的支持。无线传感网技术因其更加便捷、环保、安全、稳定、智能和低成本等特点,非常适应工业、农业和数据采集等专业领域的特定环境、成本、安全性等需求。
USSN (Ultra Scale Sensor Networks)技术是下一代无线传感网数据采集技术。拥有MAC层和网络层的协议的联合结构,支持大规模节电传感网络的快速安装调试、长期稳定的运行、以及不依赖数据线和电源线。
适应对传感器数据采集应用日益增加的需求,USSN技术能够克服大规模无线数据采集网络在无线传输过程和网络通信中存在的特殊问题。USSN技术能够保证网络中所有的数据采集节点全部始终处于节能的状态。

USSN技术特征包括:
• 时分多址的半双工系统;
• 无线传感器安装测试方便,降低无线传感网的器件安装以及组网工作的专业需求,减少安装作业时间,提高网络运行的可靠性;
• 支持大规模的数据采集网络,降低各节点发送数据发生碰撞的可能,减少数据重发的次数,保证大规模网络的稳定通信;
• 采用Unique-Tick(UTK)技术,确保所有无线传感器节点在利用电池供电情况下即可保证2、3年的使用寿命;
• 采用UTK技术,保证数据采集网络中采集的数据全部同步
• 所有节点均采用电池供电,无需专门的电源供电的路由节点
• 所有节点功耗大致相当,无需对部分节点实施的单独维护,降低维护成本和复杂度;
• 便于分布式无线网络自组维护和管理;
• 通过数据包碰撞次数的减少,可以进一步降低网络能量消耗,提高使用寿命;
• 智能网络自主维护,易于监测和控制,允许网络正常工作状态时更换电池和设置新节点;
• 网络宽度和深度分布均衡,确保各节点使用寿命相当;
• 更灵活的底层技术支持,可以支持更多无线通信物理层技术,可实现不同数据率的大规模传感器网络。
USSN技术与Zigbee技术对比:
| USSN | Zigbee | 备注 | |
|---|---|---|---|
| 理论规模 | 无限制 |
65536 |
|
| 实际规模 | <1000 |
<100 |
|
| 多跳 | 不限制 |
≦7跳 |
|
| 节能 | 全网所有节点节能 |
只有部分能节能 |
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| 复杂度 | 复杂 |
很复杂 |
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| 带宽 | 通信带宽可管理 |
不可预测带宽 |
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| 二次开发 | 不需要二次开发 |
需要二次开发 |
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| 存储器 | 需要少量存储器 |
需要大量存储器 |
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| 网络寿命 | ≧2年 |
需要电源 |
2AA电池 |
| 同步 | 数据采集同步,可以数传和数采 |
数据采集不同步,只能做数传,不能做数采 |
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| 平均功耗 | 100uA |
需要电源 |
USSN网络中典型结点使用2节AA干电池时候的典型电压曲线
