无线传感器网络应用与研究现状

1、无线传感器网络应用与研究现状 无线传感器网络应用与研究现状 【摘要】随着社会的开展及科技的进步，我国在网络技术上的开展也取到了令人瞩目的成就，在新的时代背景下，网络的应用对人们的生活产生了很大的影响，在生活中处处都有网络的身影。无线通信技术和微处理器以及传感器这三个高新科技开展迅猛。二十世纪九十年代美国在无线传感器网络技术上有了新的开展，它作为一种新型的信息处理和获取的技术，应用相当广泛。本文主要对无线传感器网络的特点以及结构进行说明，而后在其现状和应用方面进行分析探究，希望能够对这一领域在学术上提供一点参考。 【关键词】无线传感器；网络应用；现状 1.引言 在二十一世纪的今天网络技术已经得到

2、广泛的应用，计算机模式在向人们的生活不断的深入，已经成了一个开展的中心，实实在在地融入了人们的生活，成为了人们赖以交流的有力工具，方便了人们的生活。无线传感器网络由大量具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器以自组织方式构成，然后经过无线的通信方式形成一个多跳的自配装置网络系统，从而到达协作感知和采集，以及对网络覆盖区域里感知对象信息进行处理的目的，最后再传送给观察者。作为一个新型的无线传感器网络，它在当今的科技及社会开展中起到了很大的作用。 2.无线传感器网络的特点及其结构 无线传感器的特点上主要表达在规模大、自组织、动态性、可靠性、集成化等特点。 第一在规模上，为了能够对信息进行精确的

3、获取，所以在检测的区域一般都要部署很多的传感器的节点，这些节点数量可能到达成千上万甚至更多。规模大的特性主要有着两方面的含义，其一是传感器的节点分布在比拟大的地理区域当中，其二是传感器的节点部署得很密集，故此在较小的空间当中密集部署了大量的传感器节点【1】。 第二在组织上，无线传感器在实际应用当中，一般情况下传感器的节点都放置在没有根底结构的地方，不能进行预先设定，并且节点间的相邻关系也不知晓。这就要求传感器节点要具有自组织能力，进行自动的管理及配置，通过网络协议以及拓扑控制机制自动地形成转发监测数据的多跳无线网络系统。 第三在动态性上，表现在：传感器网络的拓扑结构可能会因为环境因素或者电能耗

4、尽而对节点造成的故障、失效；环境条件变化造成的无线通信链路带宽变化，甚至时断时通的情况；传感器网络中传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性；新节点的参加。以上这些因素都可能发生变化，这就要求传感器网络系统在适应能力上要具有动态可重构性【2】。 第四在可靠性上，WSN比拟适合在恶劣的环境中以及人类不宜到达的区域进行布置，并且节点能够在露天的环境中工作。 第五在集成化上，传感器的节点功耗以及体积都比拟小，价格上也较为廉价，比拟适合群组应用或者集成到其它系统中。 无线传感器网络的系统结构包括传感器节点、会聚节点及管理节点。传感器节点的存储能力和处理能力以及通信能力相对较弱，一般是通过小容量

5、电池进行供电。从网络功能上看，每个传感器节点除了进行信息收集和数据处理外，还要对其它节点所撰发过来的数据进行存储、管理和融合，并与其它传感器节点进行协作来完成任务。会聚节点在处理、存储数据以及通信上，能力都较强，它是传感器网络与Internet等外部网络连接的网关，实现两种协议的转换，把WSN收集到的数据转发到外部网络上；此外它还要向传感器节点发布来自管理节点的监测任务。管理节点以动态的方式对整个无线传感器网络进行管理，传感器网络的所有者可以通过管理节点来访问无线传感器网络的资源【3】。 3.无线传感器网络在现实生活中的应用 当前我国对无线传感器网络技术的研究虽然取得一定的成绩，但要广泛商用还

6、有很长的路要走。目前微处理器的性能不断提高、体积不断缩小，这使得基于微处理器技术的无线传感器网络能够在工业市场、环境监测、医疗护理以及军事领域等方面中小规模地应用。 随着社会的开展，人们对生态环境越来越重视，对环境的数据采集也是越来越多。无线传感器网络的应用给环境数据的采集工作带来了很大的便利，防止了很多以传统方式采集数据所带来的弊端。运用无线传感器网络可以对留鸟和昆虫的迁徙进行跟踪，也可以实时监测环境的变化对农作物的影响，还可以对海洋和土壤以及大气的成分进行研究。英特尔研究室就利用无线传感器网络对缅因州“大鸭岛的气候进行监测，以此作为对一种海燕巢评价的因素。 另外，它还可以应用在精细农业当中

7、，用于监测作物中的害虫以及土壤的酸碱度、施肥状况等【4】。 无线传感器网络在医疗护理上也得到了应用，比方罗彻斯特大学的科学家就利用无线传感器网络技术建造了一个比拟先进的智能化医疗房间，他们通过微尘对居住者的一些身体情况进行测量，连睡觉的姿势以及24小时的活动状态也可以进行监测。而英特尔也在WSN的根底上推出了家庭护理技术，它主要通过给家中的一些根本物品和设备嵌入微处理装置，通过无线传感器网络技术来帮助老龄人士、阿尔茨海默氏病患者以及残障人士，改善他们的家庭生活。 在军事领域，由于无线传感器网络有着自组织以及密集型的特点，即使在恶劣的战场环境中也能够进行作业。像监控兵力、侦察敌情、物资装备以及对

8、生物化学攻击进行正确的判断等都可以应用。目前，“沙地直线和“智能尘埃这两个重要的研究工程也已经展开。 无线传感器网络在一些较为危险的工作环境中也能够进行作业，比方矿井以及核电站等高危环境，可以通过无线传感器网络来进行平安监测；在交通方面也可应用在车辆上作为监控的工具；同时在一些工业自动化生产线上也得到了应用。 4.当下的无线传感器网络研究 网络技术的开展使人们的交往方式产生了很大的变化，无线传感器网络是我国计算机研究方面的一个新领域。相较外国而言，我国在这方面的系统研究较晚，在近些年才取得了一定的成绩。 2001年我国科学院依托上海微系统成立的微系统研究与开展中心，其主要目的就是为了使WSN得

9、到进一步的开展。在2002年，一些重要的大学如清华大学、哈尔滨工业大学等，都在时间同步、定位以及在传感器的数据管理系统方面正式展开了研究工作，在2004-2006年的几年时间里，把无线传感器网络作为一个重点研究工程。当下的一些企业对无线传感器网络也越来越重视，比方宁波中科等已经对无线传感器网络技术进行了研究【5】。 5.结语 当今科技开展迅猛，高新技术的应用能够给我们的生活带来很大的便利，无线传感器网络在无根底架构的分布式多跳无线通信系统这方面者有着重要的优势，在灵活性上得到了充分的表达，在我国的网络技术不断的开展的前提下，无线传感器网络开展定能取得更好的成绩。 参考文献 【1】韩万强，史少辉，吴海滨，张明轩.基于RFID无线传感网智能安防系统的设计J.物联网技术.2021：29-30. 【2】宋慧敏，杨社堂，赵栋栋.基于人工神经网络的无线传感器定位算法J.计算机测量与控制.2021：08-09. 【3】章彬彬，王亚刚，李烨.无线传感器网络节点