无线传感网应用现状
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摘 要：无线传感器网络WSN是一种集传感、控制、计算、通信能力于一体的嵌入式系统。近十几年来，无线传感器网络技术取得了飞速发展。美国商业周刊认为无线传感器网络是改变未来世界的十大技术之一。在简要介绍无线传感器网络的基础上，概述其在环境、医疗、工业、建筑、空间和海洋探索以及军事上的应用，分析其应用实例，得出其发展的前景分析结论。
关键词：传感器；无线传感网络；应用
中图分类号：TP732 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）032(C)-0195-01
传感器网络由播撒在监测区域大量密集分布的传感器节点组成。传感器节点之间具有相互协作性。节点并不是直接上传原始数据，而是利用自身处理能力进行适当运算、融合，只转发处理后的下级节点需要的数据。传感器节点可以感知许多环境信息，包括温湿度、压力、光照条件、车辆的运动、机械压力强度、气流的速度方向等特性。正是这些特点，传感器网络在诸多方面，如环境、医疗健康、工业、建筑、空间海洋探索和军事等领域得到了广泛应用，显现了很有价值的应用前景。
一、环境应用
传感器网络在地球环境方面也有着广泛的应用，包括：跟踪鸟类、昆虫或小型动物的迁移，监测影响农作物、家禽家畜的环境条件、灌溉监测、化学品、生物检测，精确农业，海洋、大气、泥土环境监测，森林火灾监测，食品监测，气象、地球物理学研究，污染研究等。2002年，由贡物乐的研究小组和加州大学伯克利分校以及巴港大西洋大学的科学家把无线传感器网络技术应用于监视大鸭岛海鸟的栖息情况。使用了包括光、温度、气压计、红外传感器、摄像头在内的近10种传感器类型的数百个节点，系统通过自组织无线网络，将数据传输至加州的服务器，研究人员可以通过互联网随时掌握第一手的环境资料，为生态环境研究者提供了一个极为有效使得的平台。
二、医疗健康
传感器网络在医疗健康领域也有着广泛的应用，包括病人监视、病情诊断、医院药物管理、远程监控人类生理数据、跟踪和监测医院内医生和病人的活动等。传感器网络收集的生理数据可以被长期保存用于医学研究。美国英特尔公司目前正在研制家庭护理的无线传感器网络系统。该系统是美国“应用老龄化社会技术项目”的一个环境。系统通过在鞋、家具以及家用电器等嵌入传感器，帮助老年人及患者、残障人士独立地进行家庭生活，并在必要时由医务人员、社会工作者进行帮助。
三、工业领域
煤矿、石化、冶金行业对工作人员安全、易燃、易爆、有毒物质的监测成本一直居高不下，无线传感器网络把部分操作人员从高危环境中解脱出来的同时，提高了对险情的反应精度和速度。著名的沃尔玛连锁店已经投入资金，在其货物上加装无线传感器节点和射频识别条型码芯片（RFID），以保证其各类货物处在最佳的储藏环境，同时，使该公司和供应商能够跟踪从生产到收款台的端口流向。该系统仅在劳动力成本上，每年为沃尔玛节省至少80亿美元。
四、建筑领域
采用无线传感器网络，可以让大楼、桥梁和其他建筑物能够自身感觉并意识到它们的状况，使得安装了传感器网络的智能建设自动告诉管理部门他们的状态信息，从而可以让管理部门按优先级进行宝藏的维修工作。复旦大学、电子科技大学等单位研制了基于无线传感器网络的智能楼宇系统。其典型结构包括：照明控制、警报门禁、家电控制的PC机系统。各个部分可相互通信，最终由PC机通过互联网将信息发布在网络上，主人可以通过任何互联网终端检测家庭情况、控制家电。该系统可对火息、盗窃等安全隐患进行检测报警，并能集中抄表。
五、空间、海洋探索
探索外部星球一直是为类梦寐以求的理想，借助于航天器布撒的传感器节点实现对星球表面大范围、长时间、近距离的监测和探索，是一种经济可靠的方案。NASA的JPL实验室研制的Sensor Webs就是为将来的火星探测，选定着陆场地等需求进行技术储备的。现在该项目已在佛罗里达宇航中心的环境监测项目中进行测试和完善。21世纪是人类深入开发利用海洋资源的世纪，海洋物理研究、数据采集、交通导航、资源勘探、污染监控、灾难预防，以及对水下军事目标的监测、定位、跟踪与分类等，都迫切需要调度智能化、自主性强、分布式、全天候的信息采集、传输、处理及融合技术。针对这些要求，基于多传感器的水下分布式信息采集、网络通信、信息处理技术得到国家广泛关注，并随着近年通信技术、DSP技术、MESMS传感器技术等领域的迅猛发展，成为我国国民经济及军事国防领域一项亟待研究开展的重要课题。
六、军事应用
传感器网络具有可快速部署、可自组织、隐蔽性强和高容错性的特点，因此非常适合军事上的应用。利用无线传感器网络能够实现对敌军兵力和装备的监控、战场的实时监视、目标的定位、战场评估、核攻击和生化攻击的监测和搜索等功能。目前国际许多机构的课题都是以战场需求为背景展开的。如美军的C4KISR计划、Smart Sensor Web、灵巧传感器网络通信、无从值守地面传感器群、传感器系统、网关传感器系统CEC等。
总之，WSN是有着广阔发展前景的高新技术之一。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等多种技术，为我们提供了一种全新的获取信息、处理信息的途径。可就预见，在不远的将来，WSN将无处不在。
作者单位：徐州空军学院
参考文献：
[1]陶晓艳.无线传感器网络综述[J].运营探讨,2010.5:77-80.
[2]冯友兵,张荣标,谷国栋.无线传感网络在节水灌溉中的应用研究[J].中国农村水利水电,2007.2:24-26.
[3]韩红彦,张西红,王卫国等.WSN的关键问题及军事应用[J].科学技术与工程,2007.7.7:1465-1467.
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