对无线传感网络技术挑战分析及应用研究
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摘要：无线传感器有三个阶段，分别是无线智能传感器、智能传感器与无线传感器网络。无线传感器网络其实就是把网络技术应用到无线智能传感器中，这样就可以使得传感器不再是单个难的感知单元，而是能够协调控制和交换信息的有机结合体，与实物相联，将感知触角应用到每个地方，这将是下代网络发展的组成部分。
中图分类号：TN923 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）10-0044-01
1、无线传感器网络技术发展背景
在96年时候，美国UCLA大学的一个教授向DARPA提交的 “低能耗无线集成微型传感器”揭开了现代WSN网络的序幕。在98年的时候，同是UCLA大学的GregoryJPottie教授从网络研究的角度重新阐释了WSN的科学意义。在后来的十年里，WSN网络的技术在学术界与工业界等都得到了应用，该技术在健康护理、国防军事、智能家居、环境监测和预报、城市交通、空间探索、仓库管理与大型车间以及机场、大型工业园区的安全监测等很多的领域中均有涉及。
2、传感器网络的特点与面临的挑战分析
2.1 传感器网络的特点
无线传感器网络是主要是由数据分布网络、获取网络与控制管理中心三个内容构成。集成有数据处理单元、通信模块的节点与传感器，每个节点间通过协议，会组成分布式网络，然后会把数据通过处理后再输送信息中心。传感器各个规模的特点有这几个方面：（1）大规模网络特点：地理区域大；部署密集；（2）提高信噪比特点；提高监测精度；增强容错性；减少盲区；（3）自组织网络特点：不确定性；拓扑结构变化；（4）资源受限特点：计算、存储、通讯、能量；（5）动态拓扑特点：节点故障；通讯故障；移动性；节点加入；（6）可靠网络特点：适应环境条件；鲁棒性、容错性；（7）应用相关特点：没有统一的通信协议平台。
2.2 无线传感器网络的挑战分析
随着科学技术的不断进步，传感网络的不断发展，对传感网络的要求越来越高，传感技术的挑战越来越大，以下几点是无线传感器网络面临的挑战。挑战一：通信能力有限；挑战二：多源、多跳是主要通信方式；挑战三：节点移动、断接频繁；挑战四：电源能量有限；挑战五：计算能力有限；挑战六：传感器数量大、分布范围广；挑战七：大规模分布式触发器；挑战八：感知数据流无限；挑战九：传感器网络是以数据为中心的网络；挑战十：需要多种多样的感知器。
3、无线传感器网络应用分析
3.1 军事领域
随传感技术的不断发展，在军事领域可以利用传感技术把炮弹直接散播在对方的军营，或是是放在特定的一点，同时还能收集敌方的资料。例：传感器网络已经成为美军事C4ISRT系统必不可少的一部分，如图1所示。
3.2 医疗护理
通过无线网络的传感技术，可以在人体中获取各种生理数据，同时，还能跟踪和监控医院内医生和患者的行动，医院的药物管理等。像一个可以成像的特殊发送器芯片与精巧设计的超低功率无线技术结合，就可以实现可用于一个胃肠道诊断的微型吞服摄像胶囊。
3.3 环境观测和预报系统
无线传感器网络可以用于检视土壤情况、农作物灌溉情况、牲畜与家禽的环境状况和大面积的地表监测、气象和洪水监测、地理研究等。例：ALERT系统中就有用于监测降雨量、河水水位和土壤水分，并依此预测爆发山洪的可能性。
3.4 智能家居
家电和家具间可以装入一个传感器的节点，这样就可以连接网络。人们就可以在家自由上网，而且环境又环保，从而创造人们更好的家居生活。例如：Avaak提供一个只有1立方英寸大小的产品。这个微型的无线视频平台包含有一节电池、摄像相机、无线电、 （彩色成像器加镜头）、天线、控制器和温度传感器。
3.5 建筑物状态监控
利用传感器网络监控建筑物的安全状态。比如：Microstrain在佛蒙特州的一座重载桥梁上安装了一套该公司研制的系统，将位移传感器安装在钢梁上用来测量静态和动态应力，并通过无线网络来采集数据。这样对建筑物所发生的事情就可以了如指掌。同时还可以省去一部分的人力，还能更有效的监控建筑物，使建筑物更加安全、可靠。
3.6 工业自动化
随着企业效益和自动化的提高，无线传感器网络（wsn）被广泛应用到生产中，wsn可以用来进行厂房监控、高压电缆检测、煤矿生产现场以及设备故障检测，在生产中帮助现场点检人员及时发现设备故障，避免事故的发生，创造了潜在的经济价值。
4、结语
总而言之，无线传感技术不仅融合了计算机网络技术、微电子技术等，还有着很多内在的技术，正等着我们去研究，发现，这就需要我国的研究人员需要发挥想象力。现如今，无线传感器网络技术在军事作战中、医学手术中、环境环保中建筑物状态监控、工业自动化等各个方面都有应用。
参考文献
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