2017無線傳感網技術論文(2)
2017無線傳感網技術論文篇二
無線傳感網應用現狀
摘 要：無線傳感器網絡WSN是一種集傳感、控制、計算、通信能力于一體的嵌入式系統。近十幾年來，無線傳感器網絡技術取得了飛速發展。美國商業周刊認為無線傳感器網絡是改變未來世界的十大技術之一。在簡要介紹無線傳感器網絡的基礎上，概述其在環境、醫療、工業、建筑、空間和海洋探索以及軍事上的應用，分析其應用實例，得出其發展的前景分析結論。
關鍵詞：傳感器;無線傳感網絡;應用
中圖分類號：TP732 文獻標識碼：B 文章編號：1009-9166(2011)032(C)-0195-01
傳感器網絡由播撒在監測區域大量密集分布的傳感器節點組成。傳感器節點之間具有相互協作性。節點并不是直接上傳原始數據，而是利用自身處理能力進行適當運算、融合，只轉發處理后的下級節點需要的數據。傳感器節點可以感知許多環境信息，包括溫濕度、壓力、光照條件、車輛的運動、機械壓力強度、氣流的速度方向等特性。正是這些特點，傳感器網絡在諸多方面，如環境、醫療健康、工業、建筑、空間海洋探索和軍事等領域得到了廣泛應用，顯現了很有價值的應用前景。
一、環境應用
傳感器網絡在地球環境方面也有著廣泛的應用，包括：跟蹤鳥類、昆蟲或小型動物的遷移，監測影響農作物、家禽家畜的環境條件、灌溉監測、化學品、生物檢測，精確農業，海洋、大氣、泥土環境監測，森林火災監測，食品監測，氣象、地球物理學研究，污染研究等。2002年，由貢物樂的研究小組和加州大學伯克利分校以及巴港大西洋大學的科學家把無線傳感器網絡技術應用于監視大鴨島海鳥的棲息情況。使用了包括光、溫度、氣壓計、紅外傳感器、攝像頭在內的近10種傳感器類型的數百個節點，系統通過自組織無線網絡，將數據傳輸至加州的服務器，研究人員可以通過互聯網隨時掌握第一手的環境資料，為生態環境研究者提供了一個極為有效使得的平臺。
二、醫療健康
傳感器網絡在醫療健康領域也有著廣泛的應用，包括病人監視、病情診斷、醫院藥物管理、遠程監控人類生理數據、跟蹤和監測醫院內醫生和病人的活動等。傳感器網絡收集的生理數據可以被長期保存用于醫學研究。美國英特爾公司目前正在研制家庭護理的無線傳感器網絡系統。該系統是美國“應用老齡化社會技術項目”的一個環境。系統通過在鞋、家具以及家用電器等嵌入傳感器，幫助老年人及患者、殘障人士獨立地進行家庭生活，并在必要時由醫務人員、社會工作者進行幫助。
三、工業領域
煤礦、石化、冶金行業對工作人員安全、易燃、易爆、有毒物質的監測成本一直居高不下，無線傳感器網絡把部分操作人員從高危環境中解脫出來的同時，提高了對險情的反應精度和速度。著名的沃爾瑪連鎖店已經投入資金，在其貨物上加裝無線傳感器節點和射頻識別條型碼芯片(RFID)，以保證其各類貨物處在最佳的儲藏環境，同時，使該公司和供應商能夠跟蹤從生產到收款臺的端口流向。該系統僅在勞動力成本上，每年為沃爾瑪節省至少80億美元。
四、建筑領域
采用無線傳感器網絡，可以讓大樓、橋梁和其他建筑物能夠自身感覺并意識到它們的狀況，使得安裝了傳感器網絡的智能建設自動告訴管理部門他們的狀態信息，從而可以讓管理部門按優先級進行寶藏的維修工作。復旦大學、電子科技大學等單位研制了基于無線傳感器網絡的智能樓宇系統。其典型結構包括：照明控制、警報門禁、家電控制的PC機系統。各個部分可相互通信，最終由PC機通過互聯網將信息發布在網絡上，主人可以通過任何互聯網終端檢測家庭情況、控制家電。該系統可對火息、盜竊等安全隱患進行檢測報警，并能集中抄表。
五、空間、海洋探索
探索外部星球一直是為類夢寐以求的理想，借助于航天器布撒的傳感器節點實現對星球表面大范圍、長時間、近距離的監測和探索，是一種經濟可靠的方案。NASA的JPL實驗室研制的Sensor Webs就是為將來的火星探測，選定著陸場地等需求進行技術儲備的。現在該項目已在佛羅里達宇航中心的環境監測項目中進行測試和完善。21世紀是人類深入開發利用海洋資源的世紀，海洋物理研究、數據采集、交通導航、資源勘探、污染監控、災難預防，以及對水下軍事目標的監測、定位、跟蹤與分類等，都迫切需要調度智能化、自主性強、分布式、全天候的信息采集、傳輸、處理及融合技術。針對這些要求，基于多傳感器的水下分布式信息采集、網絡通信、信息處理技術得到國家廣泛關注，并隨著近年通信技術、DSP技術、MESMS傳感器技術等領域的迅猛發展，成為我國國民經濟及軍事國防領域一項亟待研究開展的重要課題。
六、軍事應用
傳感器網絡具有可快速部署、可自組織、隱蔽性強和高容錯性的特點，因此非常適合軍事上的應用。利用無線傳感器網絡能夠實現對敵軍兵力和裝備的監控、戰場的實時監視、目標的定位、戰場評估、核攻擊和生化攻擊的監測和搜索等功能。目前國際許多機構的課題都是以戰場需求為背景展開的。如美軍的C4KISR計劃、Smart Sensor Web、靈巧傳感器網絡通信、無從值守地面傳感器群、傳感器系統、網關傳感器系統CEC等。
總之，WSN是有著廣闊發展前景的高新技術之一。它綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等多種技術，為我們提供了一種全新的獲取信息、處理信息的途徑。可就預見，在不遠的將來，WSN將無處不在。
作者單位：徐州空軍學院
參考文獻：
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