无线传感器网络研究现状与应用分析

蒋一博　成都理工大学



无线传感器网络研究现状与应用分析

蒋一博成都理工大学

摘要：作为一种新的网络，无线传感器网络近几年频繁出现在人们的视线中。由于其具有体积小、价格便宜和能够进行监测对象实时感知的特点，所以得到了十分广泛的应用。因此，基于这种认识，本文对无线传感器网络的研究现状进行了分析，并且对其应用问题情况展开了探讨，从而为关注这一话题的人们提供参考。

关键词：无线传感器网络研究现状应用

引言

所谓的无线传感器网络，其实就是一种由大量连接微型传感器节点组成的特殊Ad-Hoc无线网络。该种网络的构建涉及了较多的学科知识，并且结合了无线通信技术、传感器技术和分布式信息处理技术等多种技术。就目前来看，无线传感器网络已经在各个领域得到了应用，并且成为了学科交叉领域的研究热点。因此，有必要对无线传感器网络的研究现状及应用展开分析，从而更好的进行该种网络的运用。

一、无线传感器网络研究现状

（一）无线传感器网络的国外研究现状

早在上世纪末，美国国防部就开始研究无线传感器网络技术。而当时研究的目的，则是为了对敌方的活动状况进行不被察觉的监控。21世纪初，美国陆军正式提出“灵巧传感器网络通信”计划，开始尝试将传感器、无人值守式弹药、战斗机器人系统连接成网络。2002年，英特尔在医学预防和森林火灾监测方面重点研究了传感器网络，对无线传感器网络架构、网络协议、网络节点写作和网络安全问题展开了研究。在国外学术界，美国科学基金会为促进微型传感器网络发展，制定了无线传感网络研究计划，并对生物攻击和有毒化学物分布环境下的传感器网络的特征展开了研究。此外，目前国外哈佛大学、麻省理工学院和康奈尔大学均成立了无线传感器网络研究小组，克尔斯博公司、英特尔和微软等公司也都陆续参与了无线传感器网络的研究。

（二）无线传感器网络的国内研究现状

相较于国外，我国研究无线传感器网络的起步时间较晚。2002年以后，清华大学、北京大学和中科院所等高校和机构最早开始了传感器数据管理领域的研究。同时，重庆大学则在无线传感器定位、无线传感器网络节点重构等方面展开了研究。2004年，国家自然科学基金委员会正式将一项无线传感器网络项目列为研究重点。次年，无线传感器网络及技术被列入计划。2006年，传感器网络技术则被列为重点研究项目。就目前来看，国内无线传感器研究的前沿方向包含了自组织网络技术和智能感知技术[1]。此外，在传感器网络技术研究方面，城都无线龙科技、北京鑫诺金和宁波中科等企业也开始陆续加入该研究领域。

二、无线传感器网络的应用分析

（一）在军事领域的应用

在最早的研究阶段，无线传感器网络就是作为军事科技得到了研究。利用无线传感器网络，可以在恶劣的战场环境中进行敌军区域内的兵力和装备的监测，并且能够完成目标物、生物化学攻击和核攻击的监测。在军事应用研究领域，“智能尘埃”这一具有代表性的项目就是由超微型传感器构成的网络，可以对周围环境的振动程度、光亮度和有毒化学物质等内容进行监测，并且成本和功耗相对较低。此外，美国军方研究出的“沙地直线”和枪声定位系统都属于无线传感器项目。

（二）在医疗卫生领域的应用

在远程健康管理、病理数据采集、重症病人看护和紧急救护等方面，无线传感器网络都得到了应用。而罗彻斯特大学更是创建了一个智能医疗房间，整个房建相当是一个无线传感器网络，可以根据微尘对居住者的呼吸、脉搏和睡觉姿势等内容进行测量。此外，英特尔推出的家庭护理技术也是基于无线传感器网络，可以通过在家电和家具等物体中嵌入半导体传感器获取需要被护理的人员的信息，并且利用无线通信将信息传递给护理人员。

（三）在农业及环境领域的应用

在农业及环境领域，无线传感器网络可以用来监测动物活动环境、森林火灾和洪水等内容，并且实现精准农业监测。例如在农田灌溉方面，就可以利用无线传感器网络进行空气湿度、土壤湿度等参数的检测，然后利用这些参数为灌溉的控制提供依据。而在野外观察活动中，利用无线传感器系统也能对动物的活动进行监测，从而确保观察人员的安全[2]。此外，利用无线传感器网络进行泥石流的监测，也能提前预测泥石流的发生，继而为人员疏散提供依据。

（四）在智能家居领域的应用

在智能家居领域，可以利用各种传感器对家居环境的温度、湿度和光照等内容进行监测，从而通过调节室内环境为居住者提供一个更加舒适的居住空间。同时，利用无线传感器网络对建筑和桥梁的状况进行监测，也能够为管理部门开展建筑修复工作提供依据。而在家电中进行传感器节点的嵌入，则能够帮助人们实现家电的智能控制，从而为人们的生活提供更多的便利。

（五）在其他领域的应用

实际上，无线传感器网络在很多领域都得到了应用。比如在工业生产方面，无线传感器网络就能在核电厂和矿井等危险工业环境中得到应用。利用特殊的传感器，生物化学研究人员也能对有毒有害物质进行监测，从而减少化学生产对人体的伤害[3]。在工业自动化生产方面，也可以利用无线传感器网络对工厂环境进行监测，从而通过改善工厂运作条件降低工厂生产成本，并且有效延长工厂设备的使用寿命。

结论：总而言之，随着人们对无线传感器网络的认识的逐渐加深，有关无线传感器网络的研究也将得到进一步发展。在这种情况下，有关网络构建和应用的关键问题将逐渐得到解决，从而为人们提供更好的服务。因此，相信随着相关技术的发展，无线传感器网络将获得更加广阔的应用前景。

参考文献：

[1]孙玉文,沈明霞,陆明洲等.无线传感器网络在农业中的应用研究现状与展望[J].浙江农业学报,2011,03:639-644.

[2]孙向荣.无线传感器网络的研究现状及主要应用[J].电子制作,2013,16:142.

[3]朱立丽.无线传感器网络的应用现状及优化手段[J].科技广场,2012,05:77-79.