无线传感器网络的通信技术和应用

第２５卷第１期　

２０１５年２月　广东石油化工学院学报　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖ０１．２５　Ｎｏ．１　

Ｆｅｂｒｕａｒｙ　２０１５　

无线充电技术在无线传感器网络中的应用现状　

叶奇明　

（广东石ｉｄ￣４－Ｌ．．ｚ．学院理学院，广东茂名５２５０００）　

摘要：在无线传感器网络的应用中普遍存在一个急需解决的问题——整个网络的能量限制问题。目前能量管理研究侧重　于节能方向，但随着无线充电技术取得突破性进展，现已可从主动能量供应方面来对无线传感器网络进行能量管理。文章　首先介绍了无线传感器网络的能量短缺问题以及无线电力传输技术的基本原理、方法、优缺点和发展状况，进而阐述了在　无线传感器网络中运用无线电力传输技术的方法、进展和存在问题，并对无线充电技术的下一步研究重点做出了展望。　关键词：无线传感器网络；无线充电；能量供应　中图分类号：ＴＰ３９３　文献标识码：Ａ　文章编号：２０９５—２５６２（２０ｌ５）Ｏ１—００４５—０５　

无线传感器网络是一个由大量廉价的传感器节点组成的无线自组织网络＿１］。在解决无线传感器网络　

能量短缺问题的研究过程中，大多数研究者都从以下两个方向分析：（１）从网络各层面人手，研究各组成部　

分如何实现能量的最小化消耗，即所谓的节能　；（２）￣１１何对能量不足的网络实现能量再供给，以求延续整　

个网络的使用寿命，即所谓的充能可持续利用＿３ｊ。前者尽量做到让各个层面的能量消耗降到最低，如利用　

更有效率的网络传输协议，平衡网络负载，建立节能数据聚合树，使用移动节点与移动簇头，或者对节点进　

行一系列的操作：缩小传输范围、降低传输频率、睡眠调度等。后者则通过多种途径来给传感器网络供给　

能量，比如风力供电、太阳能供电等，可是这类供电措施往往受制于客观环境条件而效果不理想，无线电力　

传输技术为能量收集提供了可行的方案＿４ｊ。在目前的研究中，针对节能的研究已经开展了很多，但是由于　

无线传感器网络在军事领域的应用

随着科技的不断发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）在军事领域的应用也越来越广泛。无线传感器网络是一种由大量分布在特定区域的无线传感器节点组成的网络系统，它可以实时感知、采集和传输各种军事信息，对军事作战具有重要的意义。

首先，无线传感器网络在军事领域的应用可以提高军事作战的情报收集能力。通过部署在战场上的无线传感器节点，可以实时监测和感知敌方的动态信息，包括敌军的位置、数量、行动和武器装备等。这些信息对于指挥官制定作战计划、调配兵力和武器装备具有重要的参考价值，可以提高军队的作战效能和胜算。

其次，无线传感器网络在军事领域的应用可以加强军事目标的监控和防御能力。通过在军事目标周围部署无线传感器节点，可以实时监测目标周边的环境变化，包括敌方的侦察、渗透和攻击等。一旦发现敌方的威胁，无线传感器网络可以及时发出警报，提醒军队采取相应的防御措施，保护军事目标的安全。

此外，无线传感器网络在军事领域的应用还可以提高军事通信的效率和可靠性。传统的军事通信系统往往依赖于有线网络，受到地理环境和敌方干扰的限制。而无线传感器网络可以通过无线信号传输数据，不受地理环境的限制，可以在复杂的战场环境中实现军事通信的全面覆盖。同时，无线传感器网络还具有自组织、自适应和自愈合的特点，可以在网络节点故障或遭受攻击时自动调整和修复，保证通信的可靠性和稳定性。

最后，无线传感器网络在军事领域的应用还可以提高军事作战的精确打击能力。通过在军事目标附近部署无线传感器节点，可以实时监测目标的位置、速度和方向等信息，为军队提供精确的目标定位和打击指导。同时，无线传感器网络还可以与军事装备和武器系统进行无线连接，实现信息的共享和协同作战，提高军事作战的整体效能和精确度。 综上所述，无线传感器网络在军事领域的应用具有重要的意义和价值。它可以提高军事作战的情报收集能力、目标监控和防御能力、通信效率和可靠性，以及精确打击能力。随着无线传感器网络技术的不断发展和创新，相信它在军事领域的应用将会更加广泛和深入，为军队的现代化建设和军事作战的胜利做出更大的贡献。

无线传感器网络应用案例分析

无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）是一种由大量分布式无线传感器节点组成的自组织网络，可以实现环境监测、物体追踪、数据通信等功能。本文将通过分析几个具体案例，探讨无线传感器网络在不同领域的应用。

一、农业领域中的无线传感器网络应用

在农业领域，无线传感器网络能够监测土壤湿度、气温、光照等环境参数，帮助农民全面掌握农田的状态，从而提高农作物的生长质量和产量。例如，在农田中布置了大量的无线传感器节点，通过采集土壤湿度和光照强度等信息，农民可以及时调整灌溉和施肥的策略，以达到最优的生长条件。

二、环境监测中的无线传感器网络应用

无线传感器网络在环境监测领域有着广泛的应用。例如，在城市污染监测中，可以部署大量的传感器节点，实时监测空气质量、噪音水平等指标，并将数据传输给中心服务器进行分析。通过这种方式，城市管理者可以及时采取措施，改善环境质量，提升居民的生活质量。

三、智能交通中的无线传感器网络应用

无线传感器网络在智能交通系统中发挥着重要作用。例如，在交通拥堵监测中，通过在道路上布置传感器节点，可以实时监测车流量、车速等信息。这些数据可以帮助交通管理部门及时采取交通疏导措施，提升交通通行效率，减少交通拥堵。 四、医疗健康中的无线传感器网络应用

无线传感器网络在医疗健康领域中也有着重要的应用价值。例如，在健康监测中，可以通过佩戴传感器设备，对患者的心率、体温等生理指标进行实时监测，并及时将数据传输给医疗机构进行分析。这种方式可以帮助医生及时判断患者的健康状况，并采取相应的治疗措施。

五、安防领域中的无线传感器网络应用

在安防领域，无线传感器网络可以用于监测和控制。例如，在监狱监控系统中，可以使用无线传感器节点对监狱周边进行实时监测。如果有异常情况出现，传感器节点会立即发出警报信号，以便安保人员及时介入处理。这种应用可以提高监狱的安全性，并加强对犯罪行为的防范。

无线传感器网络在医疗领域中的应用

随着信息技术的不断发展，无线传感器网络技术已经在医疗领域中得到了广泛的应用。无线传感器网络是一种以传感器为节点，通过无线通信技术建立起的一种自组织、自适应的网络。在医疗领域中，这种技术可以用于医学监测、电子病历、远程医疗等方面，为医护人员提供更加全面、方便、快捷的服务。

医学监测

无线传感器网络在医学监测方面的应用主要是指对患者生命体征的监测。传统的医学监测方式需要用各种仪器对患者进行检查，这种方法显然很繁琐、费时，并且有可能造成交叉感染等问题。而利用无线传感器网络技术，只需要将传感器放置在患者身上，就能够实时、准确地监测到各种生命体征指标，如心跳、呼吸、体温等。医护人员可以通过监测数据分析患者的病情，及时采取有效的治疗措施，提高治疗效果。

例如，美国西雅图的儿童医院利用传感器网络技术，对早产儿进行控制性气管插管，其数据收集能力和传输效率都得到了明显的提高，有效提高了医疗工作的速度和准确性。

电子病历

无线传感器网络在医疗领域的另一大应用是电子病历。传统的纸质病历很容易丢失、遗漏，而且不方便查找和共享。而利用无线传感器网络技术，患者的各种医学信息可以被自动记录，并通过互联网实现实时的数据共享。这不仅方便了医护人员查找、查询患者的病历记录，还能够使患者及时掌握自己的病情，并对治疗进展进行更加准确的了解和掌握。

远程医疗 无线传感器网络在医疗领域的另一个重要应用是远程医疗。随着人们生活和就医地点的变化，传统的医疗模式已经很难满足人们的需求。而利用无线传感器网络技术，医护人员可以通过远程监测技术随时随地对患者病情进行监测和诊断，为患者提供更加方便、快捷的医疗服务。同时，这种技术还能够为偏远地区的患者提供更加便捷的医疗服务，给他们带来了更多的健康福祉。

例如，在中国西藏，利用无线传感器网络技术实现了对智障孩子的远程医疗控制，这有效地缓解了治疗难度，提高了医疗效率和治疗成功率。