无线传感器网络的特点与应用

时间：2022-09-22 14:23:07 网络技术我要投稿

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无线传感器网络的特点与应用

　　无线传感器网络简称WSN，它综合了现代无线网络通信技术、传感器技术、计算机技术等，其应用十分广泛。下面是YJBYS小编为大家搜索整理的关于无线传感器网络的特点与应用，欢迎参考阅读，希望对大家有所帮助！

　　无线传感器网络的特点

　　(一)节点数量多

　　在监测区通常都会安置许多传感器节点，并通过分布式处理信息，这样就能够提高监测的准确性，有效获取更加精确的信息，并降低对节点传感器的精度要求。此外，由于节点数量多，因此存在许多冗余节点，这样就能使系统的容错能力较强，并且节点数量多还能够覆盖到更广阔的监测区域，有效减少监测盲区。

　　(二)动态拓扑

　　无线传感器网络属于动态网络，其节点并非固定的。当某个节电出现故障或是耗尽电池后，将会退出网络，此外，还可能由于需要而被转移添加到其他的网络当中。

　　(三)自组织网络

　　无线传感器的节点位置并不能进行精确预先设定。节点之间的相互位置也无法预知，例如通过使用飞机播散节点或随意放置在无人或危险的区域内。在这种情况下，就要求传感器节点自身能够具有一定的组织能力，能够自动进行相关管理和配置。

　　(四)多跳路由

　　无线传感网络中，节点之间的距离通常都在几十到几百米，因此节点只能与其相邻的节点进行直接通信。如果需要与范围外的节点进行通信，就需要经过中间节点进行路由。无线传感网络中的多跳路由并不是专门的路由设备，所有传输工作都是由普通的节点完成的。

　　(五)以数据为中心

　　无线传感网络中的节点均利用编号标识。由于节点是随机分布的，因此节点的编号和位置之间并没有联系。用户在查询事件时，只需要将事件报告给网络，并不需要告知节点编号。因此这是一种以数据为中心进行查询、传输的方式。

　　(六)电源能力局限性

　　通常都是用电池对节点进行供电，而每个节点的能源都是有限的，因此一旦电池的能量消耗完，就是造成节点无法再进行正常工作。

　　无线传感器网络的应用

　　(一)环境监测应用

　　无线传感器可以用于进行气象研究、检测洪水和火灾等，在生态环境监测中具有明显优势。随着我国市场经济的不断发展，生态环境污染问题也越来越严重。我国是一个幅员辽阔、资源丰富的农业大国，因此在进行农业生产时利用无线传感器进行对生产环境变化进行监测能够为农业生产带来许多好处，这对我国市场经济的不断发展有着重要意义。

　　(二)医疗护理应用

　　无线传感器网络通过使用互联网络将收集到的信息传送到接受端口，例如一些病人身上会有一些用于监测心率、血压等的传感器节点，这样医生就可以随时了解病人的病情，一旦病人出现问题就能够及时进行临时处理和救治。在医疗领域内传感器已经有了一些成功案例，例如芬兰的技术人员设计出了一种可以穿在身上的无线传感器系统，还有SSIM(Smart Sensors and Integrated Microsystems)等。

　　(三)智能家居建筑应用

　　文物保护单位的一个重要工作就是要对具有意义的古老建筑实行保护措施。利用无线传感器网络的节点对古老建筑内的温度是、湿度、关照等进行监测，这样就能够对建筑物进行长期有效的监控。对于一些珍贵文物的保存，对保护地的位置、温度和湿度等提前进行检测，可以提高展览品或文物的保存品质。例如，英国一个博物馆基于无线传感器网络设计了一个警报系统，利用放在温度底部的节点检测灯光、振动等信息，以此来保障文物的安全[5]。

　　目前我国基础建设处在高速发展期，建设单位对各种建设工程的安全施工监测越来越关注。利用无线传感器网络使建筑能够检测到自身状况并将检测数据发送给管理部门，这样管理部门就能够及时掌握建筑状况并根据优先等级来处理建筑修复工作。

　　另外，在家具或家电汇中设置无线传感器节点，利用无线网络与互联网络，将家居环境打造成一个更加舒适方便的空间，为人们提供更加人性化和智能化的生活环境。通过实时监测屋内温度、湿度、光照等，对房间内的细微变化进行监测和感知，进而对空调、门窗等进行智能控制，这样就能够为人们提供一个更加舒适的生活环境。

　　(四)军事应用

　　无线传感器网络具有低能耗、小体积、高抗毁等特性，且其具有高隐蔽性和高度的自组织能力，这为军事侦察提供有效手段。美国在20世纪90年代就开始在军事研究中应用无线传感器网络。无线传感器网络在恶劣的战场内能够实时监控区域内敌军的装备，并对战场上的状况进行监控，对攻击目标进行定位并能够检测生化武器。

　　目前无线传感器网络在全球许多国家的军事、研究、工业部门都得到了广泛的关注，尤其受到美国国防部和军事部门的重视，美国基于C4ISR又提出了C4KISR的计划，对战场情报的感知和信息综合能力又提出新的要求，并开设了如NSOF系统等的一系列军事无线传感器网络研究。

　　总之，随着无线传感器网络的研究不断深入和扩展，人们对无线传感器的认识也越来越清晰，然而目前无线传感器网络的在技术上还存在一定问题需要解决，例如存储能力、传输能力、覆盖率等。尽管无线传感器网络还有许多技术问题待解决使得现在无法广泛推广和运用，但相信其未来发展前景不可估量。

　　无线传感器主要应用领域

　　A、智能工业

　　我国工业制造业正面临新一轮产业革命的契机，制造企业利用物联网技术进行改造升级的需求十分迫切，信息技术企业也在积极借助物联网技术，以其为突破口迅速向工业领域渗透。以智能化为核心的工业4.0的提出，契合了物联网技术向工业领域融合的趋势，未来市场发展潜力巨大。智能制造中的核心之一是工业过程的智能监测。

　　将无线传感器网络技术应用到智能监测中，将有助于工业生产过程工艺的优化，同时可以提高生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平，使得生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。随着物联网的快速发展和工业4.0的进一步推进，以智能化为核心的工业过程控制将得到快速发展，进而拉动对基于无线传感器网络技术的工业过程监测系统解决方案的市场需求。

　　B、数字化油田

　　经济发展与社会需求的不断扩大加速着油井数量的迅速上升，油田开发整体范围也呈扩大趋势。因此，油田生产、管理与经营的智能化成为发展趋势，数字化油田应运而生。

　　在油田的数字化过程中，无线传感器网络产品可以对油井环境和井口设备实现实时监控，将工作现场的设备状态，环境参数等重要信息传到控制中心，在必要时刻即刻发出警报并安排调度。随着无线传感器网络产品在油田的深入推广和广泛示范，数字化油田的数量也将逐渐增加，无线传感器网络产品的市场需求将呈现高速增长的态势。

　　C、智能电网

　　当前，全球能源、环境、气候变化等问题日益突出，世界各国纷纷把开发利用清洁能源作为能源发展与变革的重点。智能电网如今已经成为物联网技术的重要应用之一，也是电网发展的必然趋势。智能电网通过先进的传感测量技术、通讯技术、先进的控制方法和决策支持系统技术的应用，确保电力供应的安全性、可靠性和经济性。为了使智能电网的持续运营，设备安全保障已经成为了关键问题。由于电网设备长期处于高电压、大电流等工作状态，同时面临雷雨等极端自然环境的威胁，对设备实施智能监控显得尤为重要。无线传感器网络产品可对电网设备进行远程的监控，了解设备的工作状态，并将数据传输到控制中心，对设备进行统一管理，同时实时监控也提高了维护效率。随着智能电网计划的推进，对电网设备的智能化监控需求形成了巨大的无线传感器网络产品市场。

　　D、工业环境监测

　　工业环境的监测范围已经涉及到整个生态环境的各个方面，包括日常环境监测，如大气，水，电磁辐射和放射性监测等；同时还存在一些特殊的区域环境监测，如沙漠、高山和存在放射源等区域的监测。这些环境对传感器产品的灵活性、可靠性和安全性提出了高要求。

　　无线传感器网络产品可以突破传统的监测方法，在满足了灵活性、可靠性和安全性的同时，为工业环境的监测降低了成本，同时也大幅度缩减了传统监测的繁琐流程，为随机性的研究数据获取提供了便利。随着人们对于工业环境的关注程度越来越高，需要采集的环境数据也越来越多，对无线传感器网络产品的需求将逐步扩大。

　　工业无线传感器网络产品快速发展的主要原因是随着整个物联网生态环境的成熟，工业物联网也是由政府主导开始慢慢发展，我国工业感测终端的数量保持着飞速增长的态势，2014年我国的工业感测终端数量仅为七亿左右，预计到了中国制造2025的推行，待到2020年，我国工业感测终端将会突破20亿大关；

　　与此同时，无线通信、极断微型化、功耗以及嵌入式计算发面的发展，也促成了面向苛刻工业环境的无线传感器网络的兴起，工业无线传感器网络产品会伴随“中国制造”2025的提出所带动的企业生产线改造跟IT设备升级改造一直告诉增长到2020年，并且一直保持上升姿态.

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