浅析无线传感器网络应用

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1、浅析无线传感器网络应用【关键词】无线传感器；网络应用；未来展望【摘要】本文从无线传感器网络的定义出发，简单阐述无线传感器网络的组成和介绍无线网络的发展历史，用几个实例展示无线传感器网络的具体应用，最后展望了无线传感器网络的发展前景。　　1无线传感器网络　　1.1定义　　就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。发展历史早在上世纪70年代，就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形，我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的的不断发展和进步，传感器网络同时还

2、具有了获取多种信息信号的综合处理能力，并通过与传感控制器的相联，组成了有信息综合和处理能力的传感器网络，这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始，现场总线技术开始应用于传感器网络，人们用其组建智能化传感器网络，大量多功能传感器被运用，并使用无线技术连接，无线传感器网络逐渐形成。　　组成　　一个无线传感器网络通常包括三要素，即传感器、感知对象和观察者。传感器由电源、感知部件、嵌人式处理器、存储器、通信部件和软件等几个部分组成，这些部分相互协调，共同完成对外界信息的感知功能;感知对象是无线传感器网络的监测目标;观察者是无线传感器网络的用户，是传

3、感信息的接收者和应用者。　　特点(1)自组织。传感器网络系统的节点具有自动组网的功能，节点间能够相互通信协调工作。(2)多跳路由。节点受通信距离、功率控制或节能的限制，当节点无法与网关直接通信时，需要由其他节点转发完成数据的传输，因此网络数据传输路由是多跳的。(3)动态网络拓扑。在某些特殊的应用中，无线传感器网络是移动的，传感器节点可能会因能量消耗完或其他故障而终止工作，这些因素都会使网络拓扑发生变化。(4)节点资源有限。节点微型化要求和有限的能量导致了节点硬件资源的有限性。无线传感器网络的应用无线传感器网络虽未形成大规模的市场应用，但拥

4、有十分广阔的前景，在军事、国防、环境监测、医疗卫生、建筑物监测等等许多领域都有重要的研究价值和巨大的实用价值，被誉为对十一世纪产生巨大影响力的技术之一。.1军事应用同很多高科技技术一样，，无线传感器网络的产生也是源于网络在军事应上的需求，无线传感器网络本身的概念更贴近其在军事上的应用。无线传感器网络在战场上的应用主要是信息搜集、跟踪敌人、战场监测、目标分类。无线传感器网络由低成本、低功耗的密集型节点构成，拥有自组织性和相当的容错能力，即使部分节点遭到恶意破坏，也不会导致枯个系统的崩溃，正是这一点保证了无线传感器网络能够在恶劣的战场环境下工

5、作，从而最大程度地减少伤亡，同时提供准确可靠的信息传输。在和平年代，主要用于国士安全保护、边境监视等应用。例如，在保护国土、防止人侵的时候，用成千上万的传感器节点代替原来的地雷埋设，用地雷埋设的方法会对自身构成巨大威胁，用传感器通过对声音和震动信号的分类分析的方法，探测敌方的人侵。环境农业应用无线传感器网络在环境方面也有相当广泛的应用。例如:对鸟类、小型动物生活规律的观测和种群复杂度的研究，天气预报和天象现象的观侧，农作物灌溉情况，土壤温度情况，肥料含量、光照强度等的监视，森林火情监控等等。这类无线传感器网络一般需要具备部署简单，便宜，长

6、期不需要更换电池，无需派人现场维护等特点。一般是一次性产品，传感器也需要具备适应野外环境的能力，由于长时间不更换电池，系统必须要低功耗工作，或者从环境中寻求一定能力补给手段，譬如使用太阳能电池。.3医疗应用无线传感器网络在医疗方面也日渐发挥作用。通过在病人或易发病人身上佩戴一些血压、脉搏、体温等微型无线传感器，通过住宅内的传感器网关，医生可以从医院里远程监视这些测试人群的健康状况，通过这种方法，还可以对一些高危病人进行24小时病情检测，而不妨碍病人的日常起居和生活质量。还有一种方式，通过在人体器官中植人一些微型传感器或吞服的方式让传感器进

7、入人体，随时观测器官的生理状态，可以发现器官的功能恶化，及时采取治疗措施从而挽救病人生命。:4城市及城市管理结构安全检测在国外称之为SHM。目前一般通过在结构体上安置传感器进行结构检测，广泛应用在结构安全监测上的传感器是MEMS加速传感器。同样，可以在建筑物内不知图像、声音、气体检测、温度、压力、辐射等传感器，发现异常事件及时报警，自动启动应急措施。.5无线传感器网络技术实际应用的制约因素(1)成本。传感器网络节点的成本是制约其大规模广泛应用的重要因素，需要根据具体应用的要求均衡成本、数据精度及能量供应时间。(2)能耗:大部分的应用领域需

8、要网络采用一次性独立供电系统，因此要求网络工作能耗低，延长网络的生命周期，这是扩大应用的重要因素,(3)微型化。在某些领域中，要求节点的体积微型化，对目标本身不产生任何影响，或者不被发现完成特