無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )應用前景

2013/5/27 8:59:37      點(diǎn)擊:

 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的應用領(lǐng)域非常廣闊,它能應用于軍事、精準農業(yè)、環(huán)境監測和預報、健康護理、智能家居、建筑物狀態(tài)監控、復雜機械監控、城市智能交通、空間 探索、大型車(chē)間和倉庫管理,以及機場(chǎng)、大型工業(yè)園區的安全監測等領(lǐng)域。隨著(zhù)傳感器網(wǎng)絡(luò )的深入研究和廣泛應用,傳感器網(wǎng)絡(luò )將會(huì )逐漸深入人類(lèi)生活的各個(gè)領(lǐng)域。

 

(1)在軍事應用領(lǐng)域的應用

 

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )具有可快速部署、可自組織、隱蔽性強和高容錯性的特點(diǎn),因此它非常適合在軍事領(lǐng)域的應用。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )能實(shí)現對敵軍兵力和裝備的監控、戰場(chǎng)的實(shí)時(shí)監 視、目標的定位、戰場(chǎng)評估、核攻擊和生物化學(xué)攻擊的監測和搜索等功能。通過(guò)飛機或炮彈直接將傳感器結點(diǎn)播撒到敵方陣地內部,或在公共隔離帶部署傳感器網(wǎng) 絡(luò ),能非常隱蔽和近距離地準確收集戰場(chǎng)信息,迅速地獲取有利于作戰的信息。傳感器網(wǎng)絡(luò )由大量的、隨機分布的結點(diǎn)組成,即使一部分傳感器結點(diǎn)被敵方破壞,剩 下的結點(diǎn)依然能自組織地形成網(wǎng)絡(luò )。利用生物和化學(xué)傳感器,可以準確探測生化武器的成分并及時(shí)提供信息,有利于正確防范和實(shí)施有效的反擊。傳感器網(wǎng)絡(luò )已成為 軍事系統必不可少的部分,并且受到各國軍方的普遍重視。

 

(2)在環(huán)境監測和預報中的應用

 

在環(huán)境監測和預報方面,無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )可用于監視農作物灌溉情況、土壤空氣情況、家畜和家禽的環(huán)境和遷移狀況、無(wú)線(xiàn)土壤生態(tài)學(xué)、大面積的地表監測等,可用 于行星探測、氣象和地理研究、洪水監測等。還可以通過(guò)跟蹤鳥(niǎo)類(lèi)、小型動(dòng)物和昆蟲(chóng)進(jìn)行種群復雜度的研究等;跓o(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò ),可以通過(guò)數種傳感器來(lái)監測降 雨量、河水水位和土壤水分,并依此預測山洪爆發(fā)描述生態(tài)多樣性,從而進(jìn)行動(dòng)物棲息地生態(tài)監測。

 

(3)在醫療系統和健康護理中的應用

 

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )在醫療系統和健康護理方面也會(huì )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結點(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。

 

(4)在信息家電設備中的應用

 

在家電和家具中嵌入傳感器結點(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。

 

(5)在建筑物狀態(tài)監控中的應用

 

建筑物狀態(tài)監控是指利用傳感器網(wǎng)絡(luò )來(lái)監控建筑物的安全狀態(tài)。由于建筑物不斷進(jìn)行修補,可能會(huì )存在一些安全隱患。雖然地殼偶爾的小震動(dòng)可能不會(huì )帶來(lái)看得見(jiàn)的 損壞,但是也許會(huì )在支柱上產(chǎn)生潛在的裂縫,這個(gè)裂縫可能會(huì )在下一次地震中導致建筑物倒塌。用傳統方法檢查往往需要將大樓關(guān)閉數月,而安裝傳感器網(wǎng)絡(luò )的智能 建筑可以告訴管理部門(mén)它們的狀態(tài)信息,并自動(dòng)按照優(yōu)先級進(jìn)行一系列自我修復工作。未來(lái)的各種摩天大樓可能都會(huì )裝備這類(lèi)裝置,從而建筑物可自動(dòng)告訴人們當前 是否安全、穩固程度如何等信息。

 

(6)在空間探索中的應用

 

用航天器在外星體上撒播一些傳感器結點(diǎn),可以對該星球表面進(jìn)行長(cháng)時(shí)間的監測。這種方式成本很低,結點(diǎn)體積小,相互之間可以通信,也可以和地面站通信。 NASAJPL實(shí)驗室研制的Sensor Webs項目就是為將來(lái)的火星探測進(jìn)行技術(shù)準備。該系統三在佛羅里達宇航中心周?chē)沫h(huán)境監測項目中進(jìn)行測試和 完善。

 

(7)在特殊環(huán)境中的應用

 

另外,還有一些傳感器網(wǎng)絡(luò )的重要應用領(lǐng)域,例如石油管道通常要 過(guò)大片荒無(wú)人煙的地區,對管道監控一直是個(gè)難題,傳統的人力巡查幾乎是不可能的事情。而現 有的監控產(chǎn)品往往復雜且昂貴。將無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )布置在管道上可以實(shí)時(shí)監控管道情況,一 有破損或惡意破壞都能在控制中心實(shí)時(shí)了解。加州大學(xué)伯克利分校的研 究員認為,如果美國加州將這種技術(shù)應用于電力使用狀況監控,電力調控中心每年將可以節省78億美元。

 

21世紀開(kāi)始,傳感器網(wǎng)絡(luò )引起學(xué)術(shù)、軍事和工業(yè)界的極大關(guān)注,美國和歐洲相繼啟動(dòng)很多有關(guān)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的研究計劃。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )是涉及傳感器技術(shù)、 計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)、微電子制造技術(shù)、軟件編程技術(shù)等多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域,它具有鮮明的跨學(xué)科研究的特點(diǎn)。

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