王丹琳

【摘要】 眾所周知，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有超強能力，這種能力主要表現(xiàn)在信息的傳輸、采集和處理等。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于其強大的能力和新技術(shù)的特點，最初被應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進一步提升，這種新技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷擴大，正在從軍事領(lǐng)域向社會領(lǐng)域擴散。本文就無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和研究領(lǐng)域，目前的研發(fā)及應(yīng)用，及新技術(shù)普及的影響因素進行全面闡述。

【關(guān)鍵詞】 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 傳感器節(jié)點 限制因素

一、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)起源

在步入新世紀后，傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在進一步發(fā)展。在全球反恐背景之下，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（WSN）研究也向縱深發(fā)展。其中，逐步穩(wěn)定的硬件體系結(jié)構(gòu)，使得在無線傳感器領(lǐng)域中，實用節(jié)點領(lǐng)域的硬件開發(fā)正在由高等學府以研究機構(gòu)向企業(yè)轉(zhuǎn)移。

二、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

1、軍事領(lǐng)域的應(yīng)用。現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中，來自戰(zhàn)場的信息在很大程度上能影響甚至決定戰(zhàn)爭的勝負。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要特點是其無中心和自組織性質(zhì)，若無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的某個節(jié)點受到敵方攻擊或因不確定性而被損壞，不會因此而造成整個系統(tǒng)的潰敗。所以，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能極好地適合險惡的戰(zhàn)場環(huán)境。

2、醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。在醫(yī)療領(lǐng)域，，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在研究和護理方面得到了廣泛的應(yīng)用。CodeBlue 項目提供了硬件平臺，此外還開發(fā)出具有可擴展性的軟件基礎(chǔ)設(shè)施，無線感應(yīng)器在醫(yī)療安全領(lǐng)域的應(yīng)用，同PDA、個人電腦及其他設(shè)備一樣，為服務(wù)對象提供路由和命名，以及發(fā)現(xiàn)功能，無線感應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)的這些功能可應(yīng)用于醫(yī)療機構(gòu)，用于特殊類型的患者的治療與監(jiān)測。

3、環(huán)境監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用。如今，越來越嚴重的環(huán)境污染受到人們的關(guān)注。加強環(huán)境的研究與治理，防止環(huán)境進一步惡化，意義自不待言。在這方面，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在無人值守時，能夠進行長期工作，故可當做長期觀察環(huán)境變化的有效工具。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可應(yīng)用的范圍有：觀察與監(jiān)控森林火災、觀察生物物種的變遷、觀測洪水的發(fā)生及防治、及精細農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用等。

4、智能建筑領(lǐng)域的應(yīng)用。未來家庭網(wǎng)也是無線感應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)大顯身手的領(lǐng)域，為實現(xiàn)家庭生活自動化與智能化助力，傳感器節(jié)點在吸塵器、電冰箱、VCR及電視機等家用電器上的集成，將使智能家居環(huán)境更加人性化、家庭變得更加舒適和方便。

三、影響無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的因素

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在使用過程中，由于其自身的某種屬性，致使出現(xiàn)部分問題， 如傳感器受到能量的制約，節(jié)能和延長傳感器壽命成為了研究人員高度關(guān)注的問題。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)怎樣拓展其使用范圍，這對其技術(shù)開發(fā)人員提出了更高標準的課題。

（1）節(jié)能措施。節(jié)能措施的采用無疑是首選方案，通過節(jié)能來來延長傳感器的生命周期是這項技術(shù)推廣的主攻課題。此外，電池容量的提高也可延長傳感器的壽命，或采用太陽能吸收能量也是不錯的想法，但是，在實際應(yīng)用中，傳感器體積的大小以成本使應(yīng)用受到了限制。（2）路由協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)鏈路、節(jié)點數(shù)目、節(jié)點大小成為了研發(fā)的重點。足量的路由及其相應(yīng)算法構(gòu)成正確路由的基石，這是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在新環(huán)境中有效生存的保證。（3）技術(shù)的安全性。傳感器網(wǎng)絡(luò)因是開放式的結(jié)構(gòu)，其節(jié)點必設(shè)置于敵對方的環(huán)境內(nèi)，為防敵對方的對網(wǎng)絡(luò)破壞之舉，或采用切入法進行誘敵，故無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性平生，其網(wǎng)絡(luò)認證機制與安全的研發(fā)尤其是重中之重。當傳感器網(wǎng)絡(luò)運用于軍事領(lǐng)域時，安全性要求將會更高。移動Adhoc網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)保密性的增強是由數(shù)據(jù)傳輸安全協(xié)議來保證的。（4）信號的處理。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)重要課題之一是數(shù)據(jù)的可靠性，而網(wǎng)絡(luò)中過高的數(shù)據(jù)相似性比例為成為問題之一，協(xié)同信號處理技術(shù)的出現(xiàn)使得在信號處理過程中提升傳感器節(jié)點使用效率成為可能。（5）網(wǎng)絡(luò)的移動性：特殊應(yīng)用領(lǐng)域要求傳感器網(wǎng)絡(luò)具有網(wǎng)關(guān)或節(jié)點的移動功能，網(wǎng)絡(luò)快速自組領(lǐng)域，做到這一點還有不少的難度，這是造成傳感網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用中受限的阻力之一。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在信息科學發(fā)展方向上具有代表意義，其迅速發(fā)展也是傳統(tǒng)與新興學科相互交叉應(yīng)用的碩果，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的前景將與人的生活方式的改變緊密相聯(lián)，所以它也將對社會生活的各個領(lǐng)域產(chǎn)重大而深遠的影響。

參 考 文 獻

[1] 任曉莉. 基于無線傳感器網(wǎng)的智能交通信號控制設(shè)計[J]. 電子設(shè)計工程，2011.07.

[2] 王勇. 試論無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用[J]. China's Foreign Trade，2011（14）