随着微电子技术、无线通信技术、分布式信息处理技术和计算技术的发展,20世纪90年代末现代意义上的无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSNS)技术 先在 发端。当时美军主要研制了分布式传感器网络系统并将其用于提升海军协同交战能力,以及远程战场监控等军事。其后,世界各主要发达 也开展了对传感器网络相关工作轰轰烈烈的研究。除军事应用外,无线传感器网络技术也越来越多地被应用于民用。我国与世界各发达 几乎同步启动了对现代意义上的无线传感网络及其应用的研究,该研究己经成为我国信息少数位于世界前列的方向之一。
作为获取客观世界物理信息的方式,无线传感器网络综合了传感器技术、半导体技术、微系统技术、嵌入式计算技术、无线通信技术、分布式信息处理技术和计算机技术等,具有鲜明的跨学究特点。可以实现对网络监控区域内监测对象信息的实时监测、感知和收集,并将收集到的信息进行数据处理后传送给终端用户。无线传感器网络在军事侦查、工业流程、农业生产、交通管理、 反恐、、空间探测,以及家庭室内环境等众多都有着广泛的应用,其研究、和应用涉及到许多重要方面,与国民经济、 戚戚相关。
无线传感器网络具有广阔的应用前景,目前己被广泛应用于军事、环境、交通、、家庭、空间探索等诸多,其发展和应用己经深入改变了人类生产和生活的理念和方式。以下仅列出传感器网络的几个典型应用。
(1)军事应用。无线传感器网络可通过飞机散布、炮弹发射等方式进行大规模部署,自组织能力和高容错性使其在部分节点受到外界干扰和恶意攻击时不至于陷入整体崩溃。这些特点使得无线传感器网络在军事应用中具有 的技术优越性,而且关于它的研究 早也起源于军事。无线传感器网络是军事管理、控制、通信和计算系统的一部分,能够对敌军的兵力和装备进行侦察、对战场实施实时监控、为制导系统提供准确的目标位置信息、准确探测生化武器成分并对核攻击进行监测和搜索。
(2)环境监测。传感器网络无人值守,外部设置传感器外壳保护,适于获取随机数据,克服了传统方式在数据收集过程中遇到的困难,同时避免了对侵入环境所造成的破坏。在环境研究方面,传感器网络可用于监视农作物灌溉和土壤情况;监测海洋和大气的成分;通过对动物栖息地的监测实现生物多样性的描述;监测森林环境并进行火灾报告;根据降雨量、河水水位和土壤水分的监测数据预测山洪爆发的可能性等。
(3)护理。无线传感器网络在护理方面优越性明显,可用于监护病人的生理数据监测以便医生随时了解病人病情;可用于人体生理数据的长期收集,便于了解人体活动机理和研制新药品;还可用于药品的分类管理以防用药错误。
(4)智能家居。无线传感器网络也在逐步改变着人们的生活方式。通过在家电和家具中放置传感器节点,组建无线网络并与Internet网络相连,形成一个家庭智能化网络,从而实现对家电的远程遥控,对家庭 状况的实时监控,尽可能的为居住者提供便利舒适的家居生活。
(5)工业应用。无线传感器网络在工业的应用包括在危险工业环境中进行过程监控,实施 监测;在工业自动化生产中,生产条件,降低检查设备成本,并及时发现机械故障;在交通管理中,通过车辆跟踪,实时的交通信息;在大型建筑物上部署无线传感器网络,收集数据以及时掌握建筑物的状况。
(6)空间探索。无线传感器网络在空间探索这一新兴也体现了其优越性,借助于航天器将传感器网络节点布撒在外星体上,可以实现对星体表面长时间、大范围、近距离的监测和探索。 航空与航天局的喷气推进实验室所研制的SensorWebs就是为将来的火星探测进行技术准备的。我为积极推进探月工程,也将无线传感器网络应用于月球探测车的传感、导航和定位系统。
总之,无论是在 ,还是在国民经济等诸多方面,无线传感器网络都有着广泛的应用。未来,传感器网络将向着智能化、综合化的方向发展,成为联系现实世界与数字世界的桥梁。随着研究的不断加深和拓宽,无线传感器网络将会逐步深入到人类生产生活的各个层面。
无线传感器网络是当今备受关注的、多学科高度交叉的新兴前沿研究,具有广阔的应用前景,在众多都有重要的研究和实用价值,已经引起了许多 军事界、学术界和工业界的高度重视。无线传感器网络与传统的无线网络有着不同的特点和技术要求,因此提 量利用效率,研究和的、实用的无线传感器网络拓扑结构,的通信协议和路由算法,设计的策略,延长网络的生命周期都成为目前传感器网络研究的核心课题。