無線傳感器網絡概述及運用

馬溪源（聊城大學東昌學院數信系,山東 聊城 252000）

無線傳感器網絡概述及運用

馬溪源
（聊城大學東昌學院數信系,山東 聊城 252000）

摘 要：本文通過對無線傳感器網絡概述以及應用兩方面整合各方面關鍵要素進行了詳細的論述。并在此基礎上，結合自身工作經驗以及社會形勢對無線傳感器網絡技術提出了新的認知和思考。

關鍵詞：無線傳感器網絡;概述;運用;方面;利用

隨著互聯網的不斷發展和深入，以技術延伸和市場信息采集等重要因素的影響下無線傳感器網絡應運而生，并且以其獨有的特點和科技優點使其應運越來越廣泛，對于經濟和生活的很多領域都具有重大的影響和革命性的作用。無線傳感器網絡是新興網絡,它采用無線通信技術,由微小的傳感器組成,無線傳感器網絡節點具備感應能力、信息處理能力和無線通信能力,使無線傳感器網絡有廣闊的應用前景,可廣泛用于軍事、環境、醫療保健、空間探索及各種商業應用,無線傳感器網絡是新的研究領域[1]。同時，無線傳感網在國際上被認為是繼互聯網之后的第二大網絡，不難看出，無線傳感器網絡技術既是今后社會發展和進步的核心動力，也同樣是國家和個人必須發展和掌握的科技項目。在此，對于無線傳感器網絡概述及應用提出了我個人的見解和思考，歸納總結如下。

1 無線傳感器網絡概述

1.1 技術信息介紹

無線傳感器通過大量的傳感器以自組織或者多跳的方式，通過對所覆蓋區域內被感知對象進行數據的采集、處理和傳輸，從而將這些信息傳送給網絡所有者。

1.2 無線傳感器網絡特點

（1）規模大。在監測區域內，可以布置成千上萬的大量傳感器節點，這樣的密集程度對各個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，即獲取信息的容錯性和準確性。

（2）自組織。無線傳感器節點的布置是一種預先性動作，當擺放位置不能很好接受信息時、當需要布置到一些人類不能到達的危險區域時或者當一些節點自身不能正常工作時，這對于節點的有效排列組合工作需要其自行完成，從而更好適應現實的需要，進行有效的工作。

（3）動態性。大量的節點進行有效的工作是需要相互之間以一種動態形式相互配合來更好完成的過程，對于一些可能發生的情況從而導致工作無法正常有效的進行要提前設置和安排，這就突顯出其動態性特點。例如某個節點無法正常工作、新節點的加入安排、某些環境因素導致的無線通信的變化或者中斷、感知對象的移動等等，針對復雜多變的內外因因素的影響，這對于無線傳感器節點有了更高層次的要求，通過其具有的動態性特點來更好的完成工作。

（4）可靠性。無線傳感器網絡是由傳感器節點和匯聚節點組成的以數據為中心的無線網絡.匯聚節點根據一個或多個源節點傳送的采集數據對事件進行監測和判斷,而數據傳輸的可靠性直接影響到監測和判斷的準確性.在無線傳感器網絡中,一方面,網絡拓撲結構是動態變化的,數據傳輸的可靠性與網絡拓撲結構有關;另一方面,網絡中的傳感器節點是能量受限的,因此傳輸的可靠性還與節點的能量密切相關[2]。其主要受節點復雜的工作環境的影響，既可能面對雨雪風霜，也可能面對風吹日曬或者是人和動物的破壞等，需要節點自身非常堅固，從而能夠適應各種惡劣的環境要求。同樣，如此眾多的節點其維護和保護工作異常巨大，工作人員不可能做到面面俱到，因此，考慮到節點可能存在的被偵測和信息的被截取等情況，需要節點自身以及無線傳感網絡系統都必須具有一定的防御性和容錯性，提高自身保密工作從而更好地工作。

（5）以數據為中心的特征。無線傳感器網絡系統是以計算機終端系統為基礎展開的，通過互聯網來傳遞任務指令和傳回信息的雙向性鏈接方式。在此過程中，這種數據交互系統思想更接近于人與人的自然交流。

2 無線傳感器網絡的應用

無線傳感器網絡有著許多各式各樣的應用方式，包括視頻監視、交通監視、汽車和工業自動化等各個方面。列舉如下：

2.1 環境監測

針對當前城市環境保護與在線監測的需要,提出了一種利用具有自組織特性的無線傳感器網絡(wireless sensor networks,WSN)對溫度、濕度和噪聲等環境變量進行在線監測的方法.該方法采用了對等式網絡體系結構、低功耗微小網絡節點、基于拓撲樹的網絡初始化配置算法以及基于地理位置特性的路由算法,不僅解決了傳統監測方法中網絡布線復雜、精度有限的問題,而且具有實時性和容錯性強等特點.仿真結果表明,在1 000個節點、通信距離為100 m的條件下,監測數據延遲時間＜600 ms,較好地滿足了實時環境監測的要求[3]。無線傳感器網絡的采集方式既可以勝任這個巨大信息量采集工作，也可以避免傳統數據采集方式對環境產生的破壞和影響。

2.2 醫療設備的應用

針對當下大部分人群身體處于亞健康狀態，結合相關醫學技術，對每個人的生活習慣進行監測和反饋，從而提出相對應的改正措施。另外，對于護理工作中，對病人進行全面實時的監測，從而提供及時有效的幫助。

2.3 軍事領域應用

在軍事活動中，利用無線傳感器網絡技術可以實時監測到敵軍部署和變動，了解對方的實力情況和定位，這種“超視力”的觀察模式必定是掌握戰場先機的關鍵所在。

2.4 災難監測和預防

在生活中，火災、洪澇災害等影響對于人民生產生活造成了極大的破壞性影響。對此，利用無線傳感器網絡技術，對于一些災害的監測可以做更加及時有效的反饋，從而將損失降到最低。

總之，無線傳感器網絡技術以其獨有的特點和技術優點，受到社會更廣泛的認知和重視，其運用已經越來越廣泛。作為互聯網技術平臺下的技術衍生品，以其極具生命力的技術品質迅速在全球傳播和布局，并深入各行各業。我們需要認真學習無線傳感器網絡技術特征及運用，并與創新精神相結合，以更加務實且先進的實業態度，謀求無線傳感網絡技術的新應用，推動社會進步和生活品質的提高。

參考文獻：

[1]韓立鋒.無線傳感器網絡技術[J].電信快報,2005(04).

[2]黃菲,高隨祥,孫波,董萍,徐冉.無線傳感器網絡傳輸可靠性計算[J].應用數學學報,2008(05).

[3]饒云華,代莉,趙存成,曹陽.基于無線傳感器網絡的環境監測系統[J].武漢大學學報(理學版),2006(03).