無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用與影響因素分析

王丹琳

【摘要】 眾所周知，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有超強(qiáng)能力，這種能力主要表現(xiàn)在信息的傳輸、采集和處理等。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于其強(qiáng)大的能力和新技術(shù)的特點(diǎn)，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(jìn)一步提升，這種新技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，正在從軍事領(lǐng)域向社會(huì)領(lǐng)域擴(kuò)散。本文就無(wú)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(jìn)行全面闡述。

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

一、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)起源

在步入新世紀(jì)后，傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在進(jìn)一步發(fā)展。在全球反恐背景之下，無(wú)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(wú)線傳感器領(lǐng)域中，實(shí)用節(jié)點(diǎn)領(lǐng)域的硬件開發(fā)正在由高等學(xué)府以研究機(jī)構(gòu)向企業(yè)轉(zhuǎn)移。

二、無(wú)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?，F(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)中，來(lái)自戰(zhàn)場(chǎng)的信息在很大程度上能影響甚至決定戰(zhàn)爭(zhēng)的勝負(fù)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)是其無(wú)中心和自組織性質(zhì)，若無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)受到敵方攻擊或因不確定性而被損壞，不會(huì)因此而造成整個(gè)系統(tǒng)的潰敗。所以，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能極好地適合險(xiǎn)惡的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。

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

3、環(huán)境監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用。如今，越來(lái)越嚴(yán)重的環(huán)境污染受到人們的關(guān)注。加強(qiáng)環(huán)境的研究與治理，防止環(huán)境進(jìn)一步惡化，意義自不待言。在這方面，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在無(wú)人值守時(shí)，能夠進(jìn)行長(zhǎng)期工作，故可當(dāng)做長(zhǎng)期觀察環(huán)境變化的有效工具。無(wú)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(zāi)、觀察生物物種的變遷、觀測(cè)洪水的發(fā)生及防治、及精細(xì)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(lái)家庭網(wǎng)也是無(wú)線感應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)大顯身手的領(lǐng)域，為實(shí)現(xiàn)家庭生活自動(dòng)化與智能化助力，傳感器節(jié)點(diǎn)在吸塵器、電冰箱、VCR及電視機(jī)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的因素

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

（1）節(jié)能措施。節(jié)能措施的采用無(wú)疑是首選方案，通過(guò)節(jié)能來(lái)來(lái)延長(zhǎng)傳感器的生命周期是這項(xiàng)技術(shù)推廣的主攻課題。此外，電池容量的提高也可延長(zhǎng)傳感器的壽命，或采用太陽(yáng)能吸收能量也是不錯(cuò)的想法，但是，在實(shí)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(diǎn)數(shù)目、節(jié)點(diǎn)大小成為了研發(fā)的重點(diǎn)。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(wú)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(diǎn)必設(shè)置于敵對(duì)方的環(huán)境內(nèi)，為防敵對(duì)方的對(duì)網(wǎng)絡(luò)破壞之舉，或采用切入法進(jìn)行誘敵，故無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性平生，其網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證機(jī)制與安全的研發(fā)尤其是重中之重。當(dāng)傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用于軍事領(lǐng)域時(shí)，安全性要求將會(huì)更高。移動(dòng)Adhoc網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)保密性的增強(qiáng)是由數(shù)據(jù)傳輸安全協(xié)議來(lái)保證的。（4）信號(hào)的處理。無(wú)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(guò)高的數(shù)據(jù)相似性比例為成為問(wèn)題之一，協(xié)同信號(hào)處理技術(shù)的出現(xiàn)使得在信號(hào)處理過(guò)程中提升傳感器節(jié)點(diǎn)使用效率成為可能。（5）網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)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(diǎn)的移動(dòng)功能，網(wǎng)絡(luò)快速自組領(lǐng)域，做到這一點(diǎn)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在信息科學(xué)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(xué)科相互交叉應(yīng)用的碩果，無(wú)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(duì)社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)重大而深遠(yuǎn)的影響。

參 考 文 獻(xiàn)

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

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