无线传感器网络的设计与应用研究

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天津电子信息职业技术学院

课 程 设 计

课题名称

无线传感器网络的应用

姓 名 XXX

学 号 34

班 级 电子S09-3

专 业 应用电子技术

成 绩

完成日期 2011/10/26

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摘要

传感器探测技术和结点间的无线通信能力，为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。作为一种无处不在的感知技术，无线传感器网络广泛应用于各种行业领域，这里主要对当前成功应用的一些领域进行简略介绍。

关键词：传感器；应用；领域

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目录

一、前言 ......................................... 4

二、无线传感器网络的标准定义和优势 ............... 4

三、无线传感器网络应用领域 ....................... 4

1、军事领域 ............................................ 4

2、工业领域 ............................................ 5

3、农业领域 ............................................ 5

4、智能交通领域 ........................................ 6

5、家庭与健康领域 ...................................... 6

6、环境保护领域 ........................................ 7

无线传感器网络的应用

【摘要】由于无线传感器网络具备低价格、高容错性、自组织等优点，使得其已经被应用在各个领域中，如军事应用、环境监测、医疗健康、智能家具、工业应用等。

【关键词】无线传感器网络;低价格;高容错性;自组织

1.引言

伴随低功耗无线电射频技术、微电子机械系统、微型传感器技术、嵌入式计算技术及集成电路技术高速发展，无线传感网络（Wireless Sensor Networks，WSN）应用而生，是由大量具有无线通信功能的微型传感器节点，以自组织方式组织起来的网络，通过节点间的协作，实时采集、处理和传输网络覆盖区域内的各种环境或监测对象的信息，如温度、湿度、振动、噪声、光强度、压力、土壤成分、运动物体的速度和方向等，对信息进行处理后通过自组织无线通信网络以多跳中继方式传送到用户终端[1]。

无线传感器网络具有节点数量大、密度高的特点，使得其被广泛应用到野外恶劣环境中，利用其可靠、稳定的监测与通信方式获得环境信息。无线传感网络改变了人类对自然界的信息获取方式，构建了逻辑信息世界和物理世界之间的桥梁。由于无线传感器网络具备低价格、高容错性、自组织等优点，使得其已经被应用在各个领域中，如军事应用、环境监测、医疗健康、智能家具、工业应用等[2-7]。

2.军事应用

无线传感网络最早应用在军事领域，通过飞机随机散布传感器节点，利用其节点随机分布型、密集性高、隐蔽性强等特点进行军事要地监控、敌军兵力与装备监控、战场破坏情况及损失的评估等，适用于恶劣的战场环境中。

2001年至2005年期间，美国国防部投入了大量资金对“智能微尘”传感器技术进行研究，其应用于美军的战场侦查。美国军方针对网络中心战的需要，研发了灵巧传感器网络，主要是根据战场中部署的大量传感器绘制出战场全景图，提高战士对战局的认知能力。

3.环境监测

人类生活环境的日益变化，是对其进行监测的重要原因，传感器网络能够为环境科学研究采集第一手大量的原始数据。无线传感器网络的低成本、容易部署等特点能够有效地应用在人类生存条件恶劣的环境中，还能够避免传统数据采集对环境造成的一些侵入式破坏，同时无线传感器网络不需要长期更换电池，不需要进行现场维护，这为环境监测提供了新的方法与途径。加州大学伯克利分校利

２０１２年第０９期　，　计算机光盘软件与应用　

Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ＣＤ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　工程技术　

浅谈无线传感器网络研究现状与应用　

陈志涛　（顺德职业技术学院，广东佛山５２８３００）　

摘要：无线传感器网络一种特殊的Ａｄ－Ｈｏｃ无线网络，其体积小、价格便宜，由部署在监测区域内大量的廉价微型传　感器节点组成，应用范围十分广泛。本文将从无线传感器网络研究现状着手，简要介绍一下无线传感器网络的应用，并对　其前景进行展望。　关键词：无限传感器研究现状应用　中图分类号：ＴＰ３９３　文献标识码：Ａ文章编号：１００７—９５９９（２０１２）０９—００７９—０２　

无限传感器网络，简称ＷＳＮ，在国际上备受关注，其涉及多　

种学科，综合了传感器技术、现代网络及无线通信技术、嵌入式　

计算技术、分布式信息处理技术等，应用十分广泛，是知识高度　

交叉集成的前沿热点研究领域。无限传感器网络的成本小，灵活　性大，它能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感　

知和采集各种环境或监测对象的信息，并通过无线自组多跳的网　

络方式将这些信息发送出去，最总是先三元世界的联通。　

一、无线传感器网络的研究研究历程及现状　

无线传感器网络是新兴的传感器网络，具有广泛的应用前景　

和重要的科研价值，无线传感器网络出现于２０世纪末，１９９８年，　

美国国防部提出了“智能尘埃”的概念，开启了无线传感器网络　

的研究大幕；１９９９年，题为“传感器走向无线时代”的具有代表　性论述的文献出现；２００１年，美国陆军提出“灵巧传感器网络通　

信”计划，ＷＳＮ在军事方面的应用研究正式开始；２００２年，英　

特尔公司发布了“基于微型传感器网络的新型计算发展规划”，　

主要侧重于环境监测、森林灭火、海底板块、医学和行星探测等　

方面的应用；与英特尔公司的侧重点不同，同年欧盟提出的ＥＹＥＳ　

计划，主要以研究无线传感器网络的构架、网络协议和安全、节　

点的协作等；２００３年，　美国《技术评论》杂志和《商业周刊》　将无线传感器网络列入未来新兴技术之列，美国科学基金委员会　

无线传感器网络技术的应用

摘 要：无线传感器网络(WSN)是新兴的下一代传感器网络，在国防安全和国民经济各方面均有着广阔的应用前景。本文介绍了无线传感器网络的组成和特点，讨论了无线传感器网络在军事、瓦斯监测系统、智能家具，环境监测，农业。交通等方面的现有应用，最后提出无线传感器网络技术需要解决的问题。

关键词：无线传感器网络，军事、瓦斯监测系统、智能家具，环境监测，农业。交通。

1．无线传感器网络研究背景以及发展现状

随着半导体技术、通信技术、计算机技术的快速发展，90年代末，美国首先出现无线传感器网络（WSN）。1996年，美国UCLA大学的William J Kaiser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。1998年，同是UCLA大学的Gregory

J Pottie教授从网络研究的角度重新阐释了WSN的科学意义。在其后的10余年里，WSN网络技术得到学术界、工业界乃至政府的广泛关注，成为在国防军事、环境监测和预报、健康护理、智能家居、建筑物结构监控、复杂机械监控、城市交通、空间探索、大型车间和仓库管理以及机场、大型工业园区的安全监测等众多领域中最有竞争力的应用技术之一。美国商业周刊将WSN网络列为21世纪最有影响的技术之一，麻省理工学院(MIT)技术评论则将其列为改变世界的10大技术之一。WSN是由布置在监测区域内传感器节点以无线通信方式形成一个多跳的无线自组网（Ad hoc），其目的是协作的感知，采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者是WSN的三要素。将Ad hoc技术与传感器技术相结合，人们可以通过WSN感知客观世界，扩展现有网络功能和人类认识世界的能力。WSN技术现已经被广泛应用。图为WSN基本结构。

WSN经历了从智能传感器，无线智能传感器到无线传感器三个发展阶段，智能传感器将计算能力嵌入传感器中，使传感器节点具有数据采集和信息处理能力。而无线智能传感器又增加了无线通信能力，WSN将交换网络技术引入到智能传感器中使其具备交换信息和协调控制功能。