馬溪源（聊城大學(xué)東昌學(xué)院數(shù)信系,山東 聊城 252000）

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述及運(yùn)用

馬溪源
（聊城大學(xué)東昌學(xué)院數(shù)信系,山東 聊城 252000）

摘 要：本文通過對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述以及應(yīng)用兩方面整合各方面關(guān)鍵要素進(jìn)行了詳細(xì)的論述。并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)以及社會(huì)形勢對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出了新的認(rèn)知和思考。

關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò);概述;運(yùn)用;方面;利用

隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展和深入，以技術(shù)延伸和市場信息采集等重要因素的影響下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生，并且以其獨(dú)有的特點(diǎn)和科技優(yōu)點(diǎn)使其應(yīng)運(yùn)越來越廣泛，對于經(jīng)濟(jì)和生活的很多領(lǐng)域都具有重大的影響和革命性的作用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是新興網(wǎng)絡(luò),它采用無線通信技術(shù),由微小的傳感器組成,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具備感應(yīng)能力、信息處理能力和無線通信能力,使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有廣闊的應(yīng)用前景,可廣泛用于軍事、環(huán)境、醫(yī)療保健、空間探索及各種商業(yè)應(yīng)用,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是新的研究領(lǐng)域[1]。同時(shí)，無線傳感網(wǎng)在國際上被認(rèn)為是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的第二大網(wǎng)絡(luò)，不難看出，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)既是今后社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的核心動(dòng)力，也同樣是國家和個(gè)人必須發(fā)展和掌握的科技項(xiàng)目。在此，對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述及應(yīng)用提出了我個(gè)人的見解和思考，歸納總結(jié)如下。

1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述

1.1 技術(shù)信息介紹

無線傳感器通過大量的傳感器以自組織或者多跳的方式，通過對所覆蓋區(qū)域內(nèi)被感知對象進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸，從而將這些信息傳送給網(wǎng)絡(luò)所有者。

1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)

（1）規(guī)模大。在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，可以布置成千上萬的大量傳感器節(jié)點(diǎn)，這樣的密集程度對各個(gè)視角和方位所能夠獲取的信息量有了極大的提升，提高信息采集的全面性和可靠性，即獲取信息的容錯(cuò)性和準(zhǔn)確性。

（2）自組織。無線傳感器節(jié)點(diǎn)的布置是一種預(yù)先性動(dòng)作，當(dāng)擺放位置不能很好接受信息時(shí)、當(dāng)需要布置到一些人類不能到達(dá)的危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)或者當(dāng)一些節(jié)點(diǎn)自身不能正常工作時(shí)，這對于節(jié)點(diǎn)的有效排列組合工作需要其自行完成，從而更好適應(yīng)現(xiàn)實(shí)的需要，進(jìn)行有效的工作。

（3）動(dòng)態(tài)性。大量的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效的工作是需要相互之間以一種動(dòng)態(tài)形式相互配合來更好完成的過程，對于一些可能發(fā)生的情況從而導(dǎo)致工作無法正常有效的進(jìn)行要提前設(shè)置和安排，這就突顯出其動(dòng)態(tài)性特點(diǎn)。例如某個(gè)節(jié)點(diǎn)無法正常工作、新節(jié)點(diǎn)的加入安排、某些環(huán)境因素導(dǎo)致的無線通信的變化或者中斷、感知對象的移動(dòng)等等，針對復(fù)雜多變的內(nèi)外因因素的影響，這對于無線傳感器節(jié)點(diǎn)有了更高層次的要求，通過其具有的動(dòng)態(tài)性特點(diǎn)來更好的完成工作。

（4）可靠性。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由傳感器節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)組成的以數(shù)據(jù)為中心的無線網(wǎng)絡(luò).匯聚節(jié)點(diǎn)根據(jù)一個(gè)或多個(gè)源節(jié)點(diǎn)傳送的采集數(shù)據(jù)對事件進(jìn)行監(jiān)測和判斷,而數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃灾苯佑绊懙奖O(jiān)測和判斷的準(zhǔn)確性.在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,一方面,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是動(dòng)態(tài)變化的,數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃耘c網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān);另一方面,網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)是能量受限的,因此傳輸?shù)目煽啃赃€與節(jié)點(diǎn)的能量密切相關(guān)[2]。其主要受節(jié)點(diǎn)復(fù)雜的工作環(huán)境的影響，既可能面對雨雪風(fēng)霜，也可能面對風(fēng)吹日曬或者是人和動(dòng)物的破壞等，需要節(jié)點(diǎn)自身非常堅(jiān)固，從而能夠適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境要求。同樣，如此眾多的節(jié)點(diǎn)其維護(hù)和保護(hù)工作異常巨大，工作人員不可能做到面面俱到，因此，考慮到節(jié)點(diǎn)可能存在的被偵測和信息的被截取等情況，需要節(jié)點(diǎn)自身以及無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都必須具有一定的防御性和容錯(cuò)性，提高自身保密工作從而更好地工作。

（5）以數(shù)據(jù)為中心的特征。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)終端系統(tǒng)為基礎(chǔ)展開的，通過互聯(lián)網(wǎng)來傳遞任務(wù)指令和傳回信息的雙向性鏈接方式。在此過程中，這種數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)思想更接近于人與人的自然交流。

2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有著許多各式各樣的應(yīng)用方式，包括視頻監(jiān)視、交通監(jiān)視、汽車和工業(yè)自動(dòng)化等各個(gè)方面。列舉如下：

2.1 環(huán)境監(jiān)測

針對當(dāng)前城市環(huán)境保護(hù)與在線監(jiān)測的需要,提出了一種利用具有自組織特性的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless sensor networks,WSN)對溫度、濕度和噪聲等環(huán)境變量進(jìn)行在線監(jiān)測的方法.該方法采用了對等式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、低功耗微小網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、基于拓?fù)錁涞木W(wǎng)絡(luò)初始化配置算法以及基于地理位置特性的路由算法,不僅解決了傳統(tǒng)監(jiān)測方法中網(wǎng)絡(luò)布線復(fù)雜、精度有限的問題,而且具有實(shí)時(shí)性和容錯(cuò)性強(qiáng)等特點(diǎn).仿真結(jié)果表明,在1 000個(gè)節(jié)點(diǎn)、通信距離為100 m的條件下,監(jiān)測數(shù)據(jù)延遲時(shí)間＜600 ms,較好地滿足了實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)測的要求[3]。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的采集方式既可以勝任這個(gè)巨大信息量采集工作，也可以避免傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方式對環(huán)境產(chǎn)生的破壞和影響。

2.2 醫(yī)療設(shè)備的應(yīng)用

針對當(dāng)下大部分人群身體處于亞健康狀態(tài)，結(jié)合相關(guān)醫(yī)學(xué)技術(shù)，對每個(gè)人的生活習(xí)慣進(jìn)行監(jiān)測和反饋，從而提出相對應(yīng)的改正措施。另外，對于護(hù)理工作中，對病人進(jìn)行全面實(shí)時(shí)的監(jiān)測，從而提供及時(shí)有效的幫助。

2.3 軍事領(lǐng)域應(yīng)用

在軍事活動(dòng)中，利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測到敵軍部署和變動(dòng)，了解對方的實(shí)力情況和定位，這種“超視力”的觀察模式必定是掌握戰(zhàn)場先機(jī)的關(guān)鍵所在。

2.4 災(zāi)難監(jiān)測和預(yù)防

在生活中，火災(zāi)、洪澇災(zāi)害等影響對于人民生產(chǎn)生活造成了極大的破壞性影響。對此，利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對于一些災(zāi)害的監(jiān)測可以做更加及時(shí)有效的反饋，從而將損失降到最低。

總之，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以其獨(dú)有的特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，受到社會(huì)更廣泛的認(rèn)知和重視，其運(yùn)用已經(jīng)越來越廣泛。作為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺(tái)下的技術(shù)衍生品，以其極具生命力的技術(shù)品質(zhì)迅速在全球傳播和布局，并深入各行各業(yè)。我們需要認(rèn)真學(xué)習(xí)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特征及運(yùn)用，并與創(chuàng)新精神相結(jié)合，以更加務(wù)實(shí)且先進(jìn)的實(shí)業(yè)態(tài)度，謀求無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新應(yīng)用，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步和生活品質(zhì)的提高。

參考文獻(xiàn)：

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