無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )在現實(shí)生活中的應用

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )是當前信息領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)之一，可用于特殊環(huán)境實(shí)現信號的采集、處理和發(fā)送。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，在現實(shí)生活中得到了越來(lái)越廣泛的應用。那么無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的應用有哪些呢?

(1)軍事領(lǐng)域的應用

在軍事領(lǐng)域，由于WSN具有密集型、隨機分布的特點(diǎn)，使其非常適合應用于惡劣的戰場(chǎng)環(huán)境。利用WSN能夠實(shí)現監測敵軍區域內的兵力和裝備、實(shí)時(shí)監視戰場(chǎng)狀況、定位目標、監測核攻擊或者生物化學(xué)攻擊等。

(2)輔助農業(yè)生產(chǎn)

WSN特別適用于以下方面的生產(chǎn)和科學(xué)研究。例如，大棚種植室內及土壤的溫度、濕度、光照監測、珍貴經(jīng)濟作物生長(cháng)規律分析與測量、葡萄優(yōu)質(zhì)育種和生產(chǎn)等，可為農村發(fā)展與農民增收帶來(lái)極大的幫助。采用WSN建設農業(yè)環(huán)境自動(dòng)監測系統，用一套網(wǎng)絡(luò )設備完成風(fēng)、光、水、電、熱和農藥等的數據采集和環(huán)境控制，可有效提高農業(yè)集約化生產(chǎn)程度，提高農業(yè)生產(chǎn)種植的科學(xué)性。

(3)生態(tài)監測與災害預警

WSN可以廣泛地應用于生態(tài)環(huán)境監測、生物種群研究、氣象和地理研究、洪水、火災監測。環(huán)境監測為環(huán)境保護提供科學(xué)的決策依據，是生態(tài)保護的基礎。在野外地區或者不宜人工監測的區域布置WSN可以進(jìn)行長(cháng)期無(wú)人值守的不間斷監測，為生態(tài)環(huán)境的保護和研究提供實(shí)時(shí)的數據資料。

具體的應用包括：通過(guò)跟蹤珍稀鳥(niǎo)類(lèi)等動(dòng)物的棲息、覓食習慣進(jìn)行瀕危種群的研究;在河流沿線(xiàn)區域布置傳感器節點(diǎn)，隨時(shí)監測水位及水資源被污染的情況;在泥石流、滑坡等自然災害容易發(fā)生的地區布置節點(diǎn)，可提前發(fā)出災害預警，及時(shí)采取相應抗災措施;可在重點(diǎn)保護林區布置大量節點(diǎn)隨時(shí)監控內部火險情況，一旦發(fā)現火情，可立刻發(fā)出警報，并給出具體位置及當前火勢的大小;可將節點(diǎn)布置在發(fā)生地震、水災等災害的地區、邊遠山區或偏僻野外地區，用于臨時(shí)應急通信。

(4)基礎設施狀態(tài)監測系統

WSN技術(shù)對于大型工程的安全施工以及建筑物安全狀況的監測有積極的幫助作用。通過(guò)布置傳感器節點(diǎn)，可以及時(shí)準確地觀(guān)察大樓、橋梁和其他建筑物的狀況，及時(shí)發(fā)現險情，及時(shí)進(jìn)行維修，避免造成嚴重后果。

(5)工業(yè)領(lǐng)域的應用

在工業(yè)安全方面，傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)可用于危險的工作環(huán)境，例如在煤礦、石油鉆井、核電廠(chǎng)和組裝線(xiàn)布置傳感器節點(diǎn)，可以隨時(shí)監測工作環(huán)境的安全狀況，為工作人員的安全提供保證。另外，傳感器節點(diǎn)還可以代替部分工作人員到危險的環(huán)境中執行任務(wù)，不僅降低了危險程度，還提高了對險情的反應精度和速度。

由于WSN部署方便、組網(wǎng)靈活，其在倉儲物流管理和智能家居方面也逐漸發(fā)揮作用。

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )使傳感器形成局部物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)地交換和獲得信息，并最終匯聚到物聯(lián)網(wǎng)，形成物聯(lián)網(wǎng)重要的信息來(lái)源和基礎應用。

(6)在智能交通中保障安全暢通

智能交通系統(ITS)是在傳統交通體系的基礎上發(fā)展起來(lái)的新型交通系統，它將信息、通信、控制和計算機技術(shù)以及其他現代通信技術(shù)綜合應用于交通領(lǐng)域，并將“人D車(chē)D路D環(huán)境”有機地結合在一起。在現有的交通設施中增加一種無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，將能夠從根本上緩解困擾現代交通的安全、通暢、節能和環(huán)保等問(wèn)題，同時(shí)還可以提高交通工作效率。因此，將無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)應用于智能交通系統已經(jīng)成為近幾年的研究熱點(diǎn)。

智能交通系統主要包括交通信息的采集、交通信息的傳輸、交通控制和誘導等幾個(gè)方面。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )可以為智能交通系統的信息采集和傳輸提供一種有效手段，用來(lái)監測路面與路口各個(gè)方向的車(chē)流量、車(chē)速等信息。

它主要由信息采集輸入、策略控制、輸出執行、各子系統間的數據傳輸與通信等子系統組成。信息采集子系統主要通過(guò)傳感器采集車(chē)輛和路面信息，然后由策略控制子系統根據設定的目標，并運用計算方法計算出最佳方案，同時(shí)輸出控制信號給執行子系統，以引導和控制車(chē)輛的通行，從而達到預設的目標。

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )在智能交通中還可以用于交通信息發(fā)布、電子收費、車(chē)速測定、停車(chē)管理、綜合信息服務(wù)平臺、智能公交與軌道交通、交通誘導系統和綜合信息平臺等技術(shù)領(lǐng)域。

(7)在醫療系統大有作為

近年來(lái)，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )在醫療系統和健康護理方面已有很多應用，例如，監測人體的各種生理數據，跟蹤和監控醫院中醫生和患者的行動(dòng)，以及醫院的藥物管理等。如果在住院病人身上安裝特殊用途的傳感器節點(diǎn)，例如心率和血壓監測設備，醫生就可以隨時(shí)了解被監護病人的病情，在發(fā)現異常情況時(shí)能夠迅速搶救。

羅切斯特大學(xué)的一項研究表明，這些計算機甚至可以用于醫療研究?？茖W(xué)家使用無(wú)線(xiàn)傳感器創(chuàng )建了一個(gè)“智能醫療之家”，即一個(gè)5間房的公寓住宅，在這里利用人類(lèi)研究項目來(lái)測試概念和原型產(chǎn)品。

“智能醫療之家”使用微塵來(lái)測量居住者的重要特征(血壓、脈搏和呼吸)、睡覺(jué)姿勢以及每天24小時(shí)的活動(dòng)狀況。所搜集的數據將被用于開(kāi)展以后的醫療研究。通過(guò)在鞋、家具和家用電器等設備中嵌入網(wǎng)絡(luò )傳感器，可以幫助老年人、重病患者以及殘疾人的家庭生活。利用傳感器網(wǎng)絡(luò )可高效傳遞必要的信息從而方便接受護理，而且可以減輕護理人員的負擔，提高護理質(zhì)量。

利用傳感器網(wǎng)絡(luò )長(cháng)時(shí)間收集人的生理數據，可以加快研制新藥品的過(guò)程，而安裝在被監測對象身上的微型傳感器也不會(huì )給人的正常生活帶來(lái)太多的不便。此外，在藥物管理等諸多方面，它也有新穎而獨特的應用。

(8)促進(jìn)信息家電設備更加智能

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的逐漸普及，促進(jìn)了信息家電、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的快速發(fā)展，家庭網(wǎng)絡(luò )的主要設備已由單一機向多種家電設備擴展，基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的智能家居網(wǎng)絡(luò )控制節點(diǎn)為家庭內、外部網(wǎng)絡(luò )的連接及內部網(wǎng)絡(luò )之間信息家電和設備的連接提供了一個(gè)基礎平臺。

在家電中嵌入傳感器節點(diǎn)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )與互聯(lián)網(wǎng)連接在一起，將為人們提供更加舒適、方便和更人性化的智能家居環(huán)境。利用遠程監控系統可實(shí)現對家電的遠程遙控，也可以通過(guò)圖像傳感設備隨時(shí)監控家庭安全情況。利用傳感器網(wǎng)絡(luò )可以建立智能幼兒園，監測兒童的早期教育環(huán)境，以及跟蹤兒童的活動(dòng)軌跡。

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )利用現有的互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)和電話(huà)網(wǎng)將室內環(huán)境參數、家電設備運行狀態(tài)等信息告知住戶(hù)，使住戶(hù)能夠及時(shí)了解家居內部情況，并對家電設備進(jìn)行遠程監控，實(shí)現家庭內部和外界的信息傳遞。

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )使住戶(hù)不但可以在任何可以上網(wǎng)的地方，通過(guò)瀏覽器監控家中的水表、電表、煤氣表、電熱水器、空調、電飯煲等及安防系統、煤氣泄漏報警系統、外人侵入預警系統等，而且可通過(guò)瀏覽器設置命令，對家電設備遠程控制。

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )由多個(gè)功能相同或不同的無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)組成，對一種設備進(jìn)行監控，從而形成一個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)網(wǎng)關(guān)接入互聯(lián)網(wǎng)系統，采用一種基于星形結構的混合星形無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )結構系統模型。傳感器節點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò )中負責數據采集和數據中轉節點(diǎn)的數據采集，模塊采集戶(hù)內的環(huán)境數據，如溫度、濕度等，由通信路由協(xié)議直接或間接地將數據傳輸給遠方的網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)。

目前，國內外主要研究無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的低功耗硬件平臺設計和拓撲控制、網(wǎng)絡(luò )協(xié)議、定位技術(shù)等。以檢測光線(xiàn)強度的傳感器為例，實(shí)現了一個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )，根據傳感器所檢測的光線(xiàn)強弱來(lái)關(guān)閉或開(kāi)啟指示燈。

在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中，普通節點(diǎn)將它采集的光強度數據發(fā)送給網(wǎng)絡(luò )協(xié)調器，網(wǎng)絡(luò )協(xié)調器將含有控制變量的數據幀發(fā)送給帶有指示燈節點(diǎn)的同時(shí)，還可以通過(guò)串口將光強度數據傳送給計算機。通過(guò)安裝在計算機上的后臺軟件，可以看出光強度信號的變化。通過(guò)遮蓋光強度傳感器可以改變采集到的光強度數據，當光強度比較低時(shí)曲線(xiàn)下降，反之曲線(xiàn)上升。

這種傳感器網(wǎng)絡(luò )綜合了嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、短程無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，有著(zhù)廣泛的應用。該系統不需要對現場(chǎng)結構進(jìn)行改動(dòng)，不需要原先任何固定網(wǎng)絡(luò )的支持，能夠快速布置、方便調整，并且具有很好的可維護性和拓展性。