無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀與應(yīng)用

柯濟(jì)民

摘 要： 無線傳感器是物聯(lián)網(wǎng)中的主要構(gòu)成部分，能收集各項活動運(yùn)行中產(chǎn)生的信息，在社會多個領(lǐng)域有很好應(yīng)用。本文主要圍繞無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用分析等方面展開討論，具體分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)，最后論述了無線傳感器在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，以便為之后的理論研究提供參考。

關(guān)鍵詞： 無線傳感器網(wǎng)絡(luò);研究現(xiàn)狀;無線傳感器節(jié)點(diǎn)

一、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀

首先，從路由協(xié)議方面著手進(jìn)行分析。路由協(xié)議主要用來對相應(yīng)的傳感器sink節(jié)點(diǎn)及傳感器間進(jìn)行路由的指導(dǎo)，從而保證網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)信息的有效傳遞，為相關(guān)決策的制定提供信息依據(jù)。在傳感器網(wǎng)絡(luò)實際運(yùn)行時，傳感器節(jié)點(diǎn)能耗較多，因此需要加大對能量節(jié)約的重視，只有滿足這一要求，才能保障傳感器網(wǎng)絡(luò)使用壽命。當(dāng)前有關(guān)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究主要加大了這一問題的探討，在實際建設(shè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時，不能只關(guān)注節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息，容易造成路由協(xié)議過于復(fù)雜。其次，在節(jié)能降耗方面。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)分布較多，并且設(shè)置范圍較廣，要想保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行，不能依靠定期更換電池來為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行提供能量的方法。另外，為了減少能量損耗，要盡可能減少冗余信息，避免能量在無用信息上應(yīng)用過多。

二、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用分析

（一）軍事領(lǐng)域

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事領(lǐng)域有著較好應(yīng)用，可體現(xiàn)出定位精準(zhǔn)度高、實時性、快速部署等優(yōu)點(diǎn)，可適用于復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境中，通過傳感器節(jié)點(diǎn)的合理布置，可進(jìn)一步完成實時監(jiān)控、目標(biāo)定位、環(huán)境勘察等任務(wù)，即是在收集并傳輸相關(guān)信息的基礎(chǔ)上，使得研究人員結(jié)合信息內(nèi)容對戰(zhàn)場情況有較好掌握。[1]大量傳感器節(jié)點(diǎn)可借助飛機(jī)布置在待監(jiān)測的區(qū)域中，在完成數(shù)據(jù)收集和整合后，將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)街笓]中心，則指揮員會根據(jù)信息做出相關(guān)決策。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在不斷發(fā)展后，已經(jīng)成為軍事領(lǐng)域重要應(yīng)用技術(shù)，在提高國家戰(zhàn)爭實力上有促進(jìn)作用。例如，美國開展的網(wǎng)狀傳感器網(wǎng)絡(luò)CEC、無人值守地面?zhèn)鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)等。

（二）醫(yī)療衛(wèi)生

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)相對普遍，并且無線傳感器技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域體現(xiàn)出較大發(fā)展?jié)摿?，有利于提高我國總體衛(wèi)生醫(yī)療水平。該技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生方面的使用，主要包括遠(yuǎn)程健康管理、病理數(shù)據(jù)采集以及對病人的監(jiān)護(hù)等，不僅可減輕醫(yī)療工作人員的工作強(qiáng)度，還可提高醫(yī)療救助效率，對社會發(fā)展有重要意義。工作人員可在無線通信作用下，將傳感器節(jié)點(diǎn)連接到醫(yī)院內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)而在網(wǎng)絡(luò)載體支持下，實現(xiàn)有關(guān)信息的高效共享，可保證醫(yī)療工作有效開展，有助于促進(jìn)醫(yī)療領(lǐng)域的良好發(fā)展。無線傳感器節(jié)點(diǎn)組成部分及其功能如下表所示。

（三）智能家居

傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能家居方面的應(yīng)用優(yōu)勢較為突出，在智能家居使用過程中，需要合理利用傳感器獲取信息的作用，實現(xiàn)對智能家居的遠(yuǎn)程管理。當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在建筑物中取得了普遍應(yīng)用，通過將傳感器節(jié)點(diǎn)布置在建筑物內(nèi)部，能對電子設(shè)備運(yùn)作情況有明確掌握，能及時了解室內(nèi)環(huán)境運(yùn)行情況，并加大家居環(huán)境控制，避免電子設(shè)備運(yùn)行故障帶來財產(chǎn)損失或安全風(fēng)險。隨著人們生活水平的提高，使得傳感器網(wǎng)絡(luò)在建筑物中有越來越多的運(yùn)用，例如，在建設(shè)智能家居時，在這一技術(shù)作用下，可進(jìn)行對建筑物內(nèi)部壓力、溫濕度、空氣質(zhì)量及光照強(qiáng)度等信息的全面監(jiān)測，真正將人文理念落實到家居設(shè)計中。在掌握上述數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，可再次借助洗衣機(jī)、微波爐等家電的作用，營造出一個舒適的家居環(huán)境，是無線傳感器技術(shù)在家居生活方面應(yīng)用價值的體現(xiàn)。除此之外，通過使用傳感器網(wǎng)絡(luò)，還能加大對文物的保護(hù)，為文物保存創(chuàng)造一個安全環(huán)境。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在智能家居中的應(yīng)用流程圖

（四）環(huán)境監(jiān)測

環(huán)境保護(hù)始終是我國重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容，需要利用先進(jìn)的技術(shù)手段來實時監(jiān)控環(huán)境指標(biāo)，以便及時解決環(huán)境問題，保證環(huán)境監(jiān)測實時性和有效性，對環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的實現(xiàn)有重要意義。以往環(huán)境監(jiān)測工作主要面臨環(huán)境數(shù)據(jù)獲取難度大的問題，特別是深海或者地形復(fù)雜的環(huán)境。[2]而采用無線傳感器節(jié)點(diǎn)的布置來采集環(huán)境數(shù)據(jù)，能避免人為操作對自然生態(tài)環(huán)境造成破壞，還可做到對環(huán)境的準(zhǔn)確監(jiān)測，進(jìn)而為環(huán)境保護(hù)工作的開展提供信息支持。實際進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測時，主要是對土壤分析、動物遷移、農(nóng)作物灌溉、地表監(jiān)測、海洋監(jiān)測等內(nèi)容產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面收集和分析，可保證收集到的信息能反映出區(qū)域環(huán)境實際情況。例如，將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用到葡萄園中，能保證分布在葡萄園各個角落的傳感器對葡萄生長環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)控，進(jìn)一步為葡萄健康生長提供保障。

三、結(jié)論

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，逐漸產(chǎn)生了無線傳感器這一技術(shù)，對社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有一定影響，在傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中，能執(zhí)行信息收集、處理及傳輸?shù)炔僮?，具有成本低、隱蔽性強(qiáng)、自組織等優(yōu)點(diǎn)，突出該技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢。本文主要從軍事領(lǐng)域、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療保健等角度出發(fā)，具體分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，隨著相關(guān)研究的深入，將進(jìn)一步擴(kuò)大傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?jié)摿Α?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]李志杰.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀及主要應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（18）：152+175.

[2]韋彬貴，孔軼艷.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（07）：25.