無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的特點(diǎn)與應用

　　無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )簡(jiǎn)稱(chēng)WSN，它綜合了現代無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)等，其應用十分廣泛。下面是YJBYS小編為大家搜索整理的關(guān)于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的特點(diǎn)與應用，歡迎參考閱讀，希望對大家有所幫助！

　　無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的特點(diǎn)

　　(一)節點(diǎn)數量多

　　在監測區通常都會(huì )安置許多傳感器節點(diǎn)，并通過(guò)分布式處理信息，這樣就能夠提高監測的準確性，有效獲取更加精確的信息，并降低對節點(diǎn)傳感器的精度要求。此外，由于節點(diǎn)數量多，因此存在許多冗余節點(diǎn)，這樣就能使系統的容錯能力較強，并且節點(diǎn)數量多還能夠覆蓋到更廣闊的監測區域，有效減少監測盲區。

　　(二)動(dòng)態(tài)拓撲

　　無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )屬于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò )，其節點(diǎn)并非固定的。當某個(gè)節電出現故障或是耗盡電池后，將會(huì )退出網(wǎng)絡(luò )，此外，還可能由于需要而被轉移添加到其他的網(wǎng)絡(luò )當中。

　　(三)自組織網(wǎng)絡(luò )

　　無(wú)線(xiàn)傳感器的節點(diǎn)位置并不能進(jìn)行精確預先設定。節點(diǎn)之間的相互位置也無(wú)法預知，例如通過(guò)使用飛機播散節點(diǎn)或隨意放置在無(wú)人或危險的區域內。在這種情況下，就要求傳感器節點(diǎn)自身能夠具有一定的組織能力，能夠自動(dòng)進(jìn)行相關(guān)管理和配置。

　　(四)多跳路由

　　無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )中，節點(diǎn)之間的距離通常都在幾十到幾百米，因此節點(diǎn)只能與其相鄰的節點(diǎn)進(jìn)行直接通信。如果需要與范圍外的節點(diǎn)進(jìn)行通信，就需要經(jīng)過(guò)中間節點(diǎn)進(jìn)行路由。無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )中的多跳路由并不是專(zhuān)門(mén)的路由設備，所有傳輸工作都是由普通的節點(diǎn)完成的。

　　(五)以數據為中心

　　無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )中的節點(diǎn)均利用編號標識。由于節點(diǎn)是隨機分布的，因此節點(diǎn)的編號和位置之間并沒(méi)有聯(lián)系。用戶(hù)在查詢(xún)事件時(shí)，只需要將事件報告給網(wǎng)絡(luò )，并不需要告知節點(diǎn)編號。因此這是一種以數據為中心進(jìn)行查詢(xún)、傳輸的方式。

　　(六)電源能力局限性

　　通常都是用電池對節點(diǎn)進(jìn)行供電，而每個(gè)節點(diǎn)的能源都是有限的，因此一旦電池的能量消耗完，就是造成節點(diǎn)無(wú)法再進(jìn)行正常工作。

　　無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的應用

　　(一)環(huán)境監測應用

　　無(wú)線(xiàn)傳感器可以用于進(jìn)行氣象研究、檢測洪水和火災等，在生態(tài)環(huán)境監測中具有明顯優(yōu)勢。隨著(zhù)我國市場(chǎng)經(jīng)濟的不斷發(fā)展，生態(tài)環(huán)境污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴重。我國是一個(gè)幅員遼闊、資源豐富的農業(yè)大國，因此在進(jìn)行農業(yè)生產(chǎn)時(shí)利用無(wú)線(xiàn)傳感器進(jìn)行對生產(chǎn)環(huán)境變化進(jìn)行監測能夠為農業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)許多好處，這對我國市場(chǎng)經(jīng)濟的不斷發(fā)展有著(zhù)重要意義。

　　(二)醫療護理應用

　　無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )通過(guò)使用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )將收集到的信息傳送到接受端口，例如一些病人身上會(huì )有一些用于監測心率、血壓等的傳感器節點(diǎn)，這樣醫生就可以隨時(shí)了解病人的病情，一旦病人出現問(wèn)題就能夠及時(shí)進(jìn)行臨時(shí)處理和救治。在醫療領(lǐng)域內傳感器已經(jīng)有了一些成功案例，例如芬蘭的技術(shù)人員設計出了一種可以穿在身上的無(wú)線(xiàn)傳感器系統，還有SSIM(Smart Sensors and Integrated Microsystems)等。

　　(三)智能家居建筑應用

　　文物保護單位的一個(gè)重要工作就是要對具有意義的古老建筑實(shí)行保護措施。利用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的節點(diǎn)對古老建筑內的溫度是、濕度、關(guān)照等進(jìn)行監測，這樣就能夠對建筑物進(jìn)行長(cháng)期有效的監控。對于一些珍貴文物的保存，對保護地的位置、溫度和濕度等提前進(jìn)行檢測，可以提高展覽品或文物的保存品質(zhì)。例如，英國一個(gè)博物館基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )設計了一個(gè)警報系統，利用放在溫度底部的節點(diǎn)檢測燈光、振動(dòng)等信息，以此來(lái)保障文物的安全[5]。

　　目前我國基礎建設處在高速發(fā)展期，建設單位對各種建設工程的安全施工監測越來(lái)越關(guān)注。利用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )使建筑能夠檢測到自身狀況并將檢測數據發(fā)送給管理部門(mén)，這樣管理部門(mén)就能夠及時(shí)掌握建筑狀況并根據優(yōu)先等級來(lái)處理建筑修復工作。

　　另外，在家具或家電匯中設置無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)，利用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )，將家居環(huán)境打造成一個(gè)更加舒適方便的空間，為人們提供更加人性化和智能化的生活環(huán)境。通過(guò)實(shí)時(shí)監測屋內溫度、濕度、光照等，對房間內的細微變化進(jìn)行監測和感知，進(jìn)而對空調、門(mén)窗等進(jìn)行智能控制，這樣就能夠為人們提供一個(gè)更加舒適的生活環(huán)境。

　　(四)軍事應用

　　無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )具有低能耗、小體積、高抗毀等特性，且其具有高隱蔽性和高度的自組織能力，這為軍事偵察提供有效手段。美國在20世紀90年代就開(kāi)始在軍事研究中應用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )在惡劣的戰場(chǎng)內能夠實(shí)時(shí)監控區域內敵軍的裝備，并對戰場(chǎng)上的狀況進(jìn)行監控，對攻擊目標進(jìn)行定位并能夠檢測生化武器。

　　目前無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )在全球許多國家的軍事、研究、工業(yè)部門(mén)都得到了廣泛的關(guān)注，尤其受到美國國防部和軍事部門(mén)的重視，美國基于C4ISR又提出了C4KISR的計劃，對戰場(chǎng)情報的感知和信息綜合能力又提出新的要求，并開(kāi)設了如NSOF系統等的一系列軍事無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )研究。

　　總之，隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的研究不斷深入和擴展，人們對無(wú)線(xiàn)傳感器的認識也越來(lái)越清晰，然而目前無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的在技術(shù)上還存在一定問(wèn)題需要解決，例如存儲能力、傳輸能力、覆蓋率等。盡管無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )還有許多技術(shù)問(wèn)題待解決使得現在無(wú)法廣泛推廣和運用，但相信其未來(lái)發(fā)展前景不可估量。

　　無(wú)線(xiàn)傳感器主要應用領(lǐng)域

　　A、智能工業(yè)

　　我國工業(yè)制造業(yè)正面臨新一輪產(chǎn)業(yè)革命的契機，制造企業(yè)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行改造升級的需求十分迫切，信息技術(shù)企業(yè)也在積極借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以其為突破口迅速向工業(yè)領(lǐng)域滲透。以智能化為核心的工業(yè)4.0的提出，契合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向工業(yè)領(lǐng)域融合的趨勢，未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展潛力巨大。智能制造中的核心之一是工業(yè)過(guò)程的智能監測。

　　將無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)應用到智能監測中，將有助于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程工藝的優(yōu)化，同時(shí)可以提高生產(chǎn)線(xiàn)過(guò)程檢測、實(shí)時(shí)參數采集、生產(chǎn)設備監控、材料消耗監測的能力和水平，使得生產(chǎn)過(guò)程的智能監控、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護水平不斷提高。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和工業(yè)4.0的進(jìn)一步推進(jìn)，以智能化為核心的工業(yè)過(guò)程控制將得到快速發(fā)展，進(jìn)而拉動(dòng)對基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的工業(yè)過(guò)程監測系統解決方案的市場(chǎng)需求。

　　B、數字化油田

　　經(jīng)濟發(fā)展與社會(huì )需求的不斷擴大加速著(zhù)油井數量的迅速上升，油田開(kāi)發(fā)整體范圍也呈擴大趨勢。因此，油田生產(chǎn)、管理與經(jīng)營(yíng)的智能化成為發(fā)展趨勢，數字化油田應運而生。

　　在油田的數字化過(guò)程中，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品可以對油井環(huán)境和井口設備實(shí)現實(shí)時(shí)監控，將工作現場(chǎng)的設備狀態(tài)，環(huán)境參數等重要信息傳到控制中心，在必要時(shí)刻即刻發(fā)出警報并安排調度。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品在油田的深入推廣和廣泛示范，數字化油田的數量也將逐漸增加，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品的市場(chǎng)需求將呈現高速增長(cháng)的態(tài)勢。

　　C、智能電網(wǎng)

　　當前，全球能源、環(huán)境、氣候變化等問(wèn)題日益突出，世界各國紛紛把開(kāi)發(fā)利用清潔能源作為能源發(fā)展與變革的重點(diǎn)。智能電網(wǎng)如今已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要應用之一，也是電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。智能電網(wǎng)通過(guò)先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、通訊技術(shù)、先進(jìn)的控制方法和決策支持系統技術(shù)的應用，確保電力供應的安全性、可靠性和經(jīng)濟性。為了使智能電網(wǎng)的持續運營(yíng)，設備安全保障已經(jīng)成為了關(guān)鍵問(wèn)題。由于電網(wǎng)設備長(cháng)期處于高電壓、大電流等工作狀態(tài)，同時(shí)面臨雷雨等極端自然環(huán)境的威脅，對設備實(shí)施智能監控顯得尤為重要。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品可對電網(wǎng)設備進(jìn)行遠程的監控，了解設備的工作狀態(tài)，并將數據傳輸到控制中心，對設備進(jìn)行統一管理，同時(shí)實(shí)時(shí)監控也提高了維護效率。隨著(zhù)智能電網(wǎng)計劃的推進(jìn)，對電網(wǎng)設備的智能化監控需求形成了巨大的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品市場(chǎng)。

　　D、工業(yè)環(huán)境監測

　　工業(yè)環(huán)境的監測范圍已經(jīng)涉及到整個(gè)生態(tài)環(huán)境的各個(gè)方面，包括日常環(huán)境監測，如大氣，水，電磁輻射和放射性監測等；同時(shí)還存在一些特殊的區域環(huán)境監測，如沙漠、高山和存在放射源等區域的監測。這些環(huán)境對傳感器產(chǎn)品的靈活性、可靠性和安全性提出了高要求。

　　無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品可以突破傳統的監測方法，在滿(mǎn)足了靈活性、可靠性和安全性的同時(shí)，為工業(yè)環(huán)境的監測降低了成本，同時(shí)也大幅度縮減了傳統監測的繁瑣流程，為隨機性的研究數據獲取提供了便利。隨著(zhù)人們對于工業(yè)環(huán)境的關(guān)注程度越來(lái)越高，需要采集的環(huán)境數據也越來(lái)越多，對無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品的需求將逐步擴大。

　　工業(yè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品快速發(fā)展的主要原因是隨著(zhù)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境的成熟，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也是由政府主導開(kāi)始慢慢發(fā)展，我國工業(yè)感測終端的數量保持著(zhù)飛速增長(cháng)的態(tài)勢，2014年我國的工業(yè)感測終端數量?jì)H為七億左右，預計到了中國制造2025的推行，待到2020年，我國工業(yè)感測終端將會(huì )突破20億大關(guān)；

　　與此同時(shí)，無(wú)線(xiàn)通信、極斷微型化、功耗以及嵌入式計算發(fā)面的發(fā)展，也促成了面向苛刻工業(yè)環(huán)境的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的興起，工業(yè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品會(huì )伴隨“中國制造”2025的提出所帶動(dòng)的企業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)改造跟IT設備升級改造一直告訴增長(cháng)到2020年，并且一直保持上升姿態(tài).

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