無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

杜宇蘇曉軍

（寧夏大學物理與電子電氣工程學院寧夏銀川750021）

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

杜宇蘇曉軍

（寧夏大學物理與電子電氣工程學院寧夏銀川750021）

無線傳感網(wǎng)絡(luò)作為一種新興起的計算模式目前正不斷的推動著當今科學技術(shù)的發(fā)展以及人類社會生活的進步，事關(guān)社會穩(wěn)定以及經(jīng)濟的安全，無線傳感網(wǎng)絡(luò)目前已經(jīng)成為國際社會競爭里面尤為關(guān)鍵的制高點，引起了全球各個國家國防部工業(yè)以及學術(shù)研究者們非常濃厚的興趣。其中美國防部以及相關(guān)的軍事部門對于無線傳感網(wǎng)絡(luò)研究更是尤為重視。美英特爾公司以及微軟等等信息工業(yè)界里面的領(lǐng)導(dǎo)者們同樣對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究非常關(guān)注，不但如此，他們還制定了非常明確地實施計劃。從今以后全球各個國家和地區(qū)都對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開展了研究。而我國在近幾年同樣開始加緊了對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究。我國的國家自然科學基金委員會在今年來資助了很多無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究項目，包括重點項目以及面上項目等。

因為傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠在一切的時間、地點以及所有的環(huán)境下收集到很多高效信息，所以，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)一種作為剛剛開始興起的收集信息的系統(tǒng)，有著非常良好的應(yīng)用市場，能夠被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、工業(yè)、手工業(yè)、制造業(yè)、國防等生產(chǎn)生活中的各個地方中去。由此可見無線傳感器網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通了物理、計算機和人類世界，其應(yīng)用的前景非常廣闊，比如軍事、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、救災(zāi)、搶險甚至一些危險的地方都有很大的應(yīng)用價值。

1 軍事應(yīng)用

從20世紀末美國就已經(jīng)在從事傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事應(yīng)用中的研究。傳感器網(wǎng)絡(luò)特別適應(yīng)在極端環(huán)境中或者戰(zhàn)爭條件下，可以完成監(jiān)測敵方環(huán)境、檢測敵方內(nèi)武器和軍隊、動態(tài)的探測戰(zhàn)爭實況、動態(tài)跟蹤敵軍、檢測核武器攻擊或生化攻擊等重要的任務(wù)。

“智能塵埃”技術(shù)以及“沙地直線”技術(shù)是這其中兩個非常典型的軍事應(yīng)用中的科研項目。“智能塵埃”技術(shù)是由有著計算能力的成本以及功耗均較低的超微型的無線傳感器來構(gòu)成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，這個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠檢測到它周邊環(huán)境的溫度、光的亮度以及振動的程度，該無線傳感器網(wǎng)絡(luò)甚至還能夠監(jiān)測到它周邊有沒有輻射或者有毒的生物化學產(chǎn)品。美國的俄亥俄州目前正在研制的“沙地直線”技術(shù)，可以檢測到正在運動著的高金屬含量的無線傳感器節(jié)點。2005年，美國的軍隊正式選取Cross-bow公司的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點來組成槍聲定位系統(tǒng)，他們把無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通通放置在目標建筑物的周邊，通過組件的偵探網(wǎng)對各種各樣的突發(fā)事件實施監(jiān)控，因此給反恐以及救護給予了強有力的幫助。

2 醫(yī)療衛(wèi)生應(yīng)用

目前室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)逐步進行普及，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)學以及護理學方面同樣是大顯身手。其中最主要的一個功能是實施遠程的健康管理、對重癥的病人或者老齡病人進行看管和護理、給予他們生活上面的支持、對病理數(shù)據(jù)進行實時的收集并且進行分析、還能夠進行緊急的救助等等。

羅徹斯特大學的研究者們做了一個實驗，他們利用自己搭建的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組成了一個非常智能化的醫(yī)療實驗室，這些研究者們利用空氣中的微塵顆粒對醫(yī)療實驗室里面居住者們的血壓、脈搏、呼吸、行為姿勢以及他們的活動狀況進行了實時的檢測。美國的英特爾公司同樣研發(fā)出了一系列的利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的家庭日常護理技術(shù)，他們采用在被服務(wù)對象的鞋子、家具、日常用品以及他們的家電里面置入半導(dǎo)體無線傳感器的技術(shù)，從而實現(xiàn)了幫助生活不能完全自理的老年人以及殘疾人自主進行正常家庭生活的目標，把各種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相互連接能夠高效的傳遞有用信息進而使其非常方便的接受護理，此外利用這種技術(shù)還能夠減輕護理人員的負擔。

3 環(huán)境及農(nóng)業(yè)方面應(yīng)用

環(huán)境以及農(nóng)業(yè)方面有：植物生長的環(huán)境、動物活動的環(huán)境、生物化學制品的檢測、精準農(nóng)業(yè)的檢測、森林火情的檢測、洪水的檢測等等。例如在大規(guī)模的林場里面或者在大面積農(nóng)田的灌溉區(qū)域里，我們選取無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為農(nóng)業(yè)研究的重要參數(shù)，通過檢測土壤的濕度以及空氣的濕度來達到實時自動控制灌溉的目的，同樣能夠借助選點測得的參數(shù)田間以及生態(tài)氣候進行研究和分析。能夠借助它對大片森林的生態(tài)環(huán)境以及大面積沙漠的氣候狀況進行檢測，監(jiān)測地方性的空氣污染，或者是進行野外研究——能夠采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對牧場里面牛羊的活動狀況進行監(jiān)測：亦或是在多山的地方部署無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來檢測泥石流等地質(zhì)災(zāi)難的發(fā)生、在災(zāi)難發(fā)生之前預(yù)測其發(fā)生從而最大程度的保護人民的生命財產(chǎn)安全。

4 其他應(yīng)用

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)同樣能夠被應(yīng)用到交通控制以及一些危險的工業(yè)環(huán)境中去，例如：礦井作業(yè)和核電廠的危險性工作等等。這些工業(yè)環(huán)境中的作業(yè)人員能夠利用一些具有特殊功能的傳感器，尤其是生化無線傳感器對有毒物、有害物、危險品等信息進行檢測，以期最大程度的降低它們對人民的生命安全所形成的損害。還有無線傳感器網(wǎng)絡(luò)同樣能夠被應(yīng)用到工業(yè)自動化的流水線等等各個方面，美國的英特爾公司目前正在抓緊時間對他們工廠里面的一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行科研實驗，這個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由40臺主機器上面的210個小的無線傳感器節(jié)點組成的，這種大規(guī)模的、高密度的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)能夠在極大程度上對工廠里面的運作條件進行改善和提高，并且能夠很大幅度的降低工人定期檢查設(shè)備的成本，除此之外，因為能夠在機器設(shè)備故障之前就事先發(fā)現(xiàn)問題，所以這也將可以縮短機器停止運行的時間，從而極大的提高了工作的效率，并且延長了機器設(shè)備的使用時間。

TP212.9

A

1004-7344（2016）28-0282-01

2016-9-17

杜宇（1992-），女，河北衡水人，在讀研究生，研究方向為無線通信技術(shù)。

蘇曉軍（1988-），男，河北石家莊人，在讀研究生，研究方向為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。