傳感器網絡的應用研究
[ 導讀 ] 傳感器網絡有著巨大的應用前景,被認為是將對21世紀產生巨大影響力的技術之一。已有和潛在的傳感器應用領域包括:軍事偵察、環境監測、醫療、建筑物監測等等。
傳感器網絡有著巨大的應用前景,被認為是將對21世紀產生巨大影響力的技術之一。已有和潛在的傳感器應用領域包括:軍事偵察、環境監測、醫療、建筑物監測等等。隨著傳感器技術、無線通信技術、計算技術的不斷發展和完善,各種傳感器網絡將遍布我們生活環境,從而真正實現“無處不在的計算”。以下簡要介紹傳感器網絡的一些應用。
(1)軍事應用
傳感器網絡研究最早起源于軍事領域,實驗系統有海洋聲納監測的大規模傳感器網絡,也有監測地面物體的小型傳感器網絡。現代傳感器網絡應用中,通過飛機撒播、特種炮彈發射等手段,可以將大量便宜的傳感器密集地撒布于人員不便于到達的觀察區域如敵方陣地內,收集到有用的微觀數據;在一部分傳感器因為遭破壞等原因失效時,傳感器網絡作為整傳感器網絡體仍能完成觀察任務。傳感器網絡的上述特點使得它具有重大軍事價值,可以應用于如下一些場景中:
監測人員、裝備等情況以及單兵系統:通過在人員、裝備上附帶各種傳感器,可以讓各級指揮員比較準確、及時地掌握己方的保存狀態。通過在敵方陣地部署各種傳感器,可以了解敵方武器部署情況,為己方確定進攻目標和進攻路線提供依據;
監測敵軍進攻:在敵軍駐地和可能的進攻路線上部署大量傳感器,從而及時發現敵軍的進攻行動、爭取寶貴的應對時間。并可根據戰況快速調整和部署新的傳感器網絡;
評估戰果:在進攻前后,在攻擊目標附近部署傳感器網絡,從而收集目標被破壞程度的數據;
核能、生物、化學攻擊的偵察:借助于傳感器網絡可以及早發現己方陣地上的生、化污染,提供快速反應時間從而減少損失。不派人員就可以獲取一些核、生、化爆炸現場的詳細數據。
(2)環境應用
應用于環境監測的傳感器網絡,一般具有部署簡單、便宜、長期不需更換電池、無需派人現場維護的優點。通過密集的節點布置,可以觀察到微觀的環境因素,為環境研究和環境監測提供了嶄新的途徑傳感器網絡研究在環境監測領域已經有很多的實例。這些應用實例包括:對海島鳥類生活規律的觀測;氣象現象的觀測和天氣預報;森林火警;生物群落的微觀觀測等:
洪災的預警:通過在水壩、山區中關鍵地點合理地布置一些水壓、土壤濕度等傳感器,可以在洪災到來之前發布預警信息,從而及時排除險情或者減少損失;
農田管理:通過在農田部署一定密度的空氣溫[FS:PAGE]度、土壤濕度、土壤肥料含量、光照強度、風速等傳感器,可以更好地對農田管理微觀調控,促進農作物生長。
(3)一般應用
建筑及城市管理各種無線傳感器可以靈活方便地布置于建筑物內,獲取室內環境參數,從而為居室環境控制和危險報警提供依據:
智能家居:通過布置于房間內的溫度、濕度、光照、空氣成分等無線傳感器,感知居室不同部分的微觀狀況,從而對空調、門窗以及其他家電進行自動控制,提供給人們智能、舒適的居住環境;
建筑安全:通過布置于建筑物內的圖像、聲音、氣體檢測、溫度、壓力、輻射等傳感器,發現異常事件及時報警,自動啟動應急措施;
智能交通:通過布置于道路上的速度、識別傳感器,監測交通流量等信息,為出行者提供信息服務,發現違章能及時報警和記錄。反恐和公共安全通過特殊用途的傳感器,特別是生物化學傳感器監測有害物、危險物的信息,最大限度地減少其對人民群眾生命安全造成的傷害。
(4)結論
無線傳感器網絡有著十分廣泛的應用前景,它不僅在工業、農業、軍事、環境、醫療等傳統領域有具有巨大的運用價值,在未來還將在許多新興領域體現其優越性,如家用、保健、交通等領域。我們可以大膽的預見,將來無線傳感器網絡將無處不在,將完全融入我們的生活。比如微型傳感器網最終可能將家用電器、個人電腦和其他日常用品同互聯網相連,實現遠距離跟蹤,家庭采用無線傳感器網絡負責安全調控、節電等。
無線傳感器網絡將是未來的一個無孔不入的十分龐大的網絡,其應用可以涉及到人類日常生活和社會生產活動的所有領域。但是,我們還應該清楚的認識到,無線傳感器網絡才剛剛開始發展,它的技術、應用都還還遠談不上成熟,國內企業應該抓住商機,加大投入力度,推動整個行業的發展。
無線傳感器網絡是新興的通信應用網絡,其應用可以涉及到人類生活和社會活動的所有領域。因此,無線傳感器網絡將是未來的一個無孔不入的十分龐大的網絡,需要各種技術支撐。目前,成熟的通信技術都可能經過適當的改進和進一步發展,應用到無線傳感器網絡中,形成新的市場增長點,創造無線通信的新天地。
(1)軍事應用
傳感器網絡研究最早起源于軍事領域,實驗系統有海洋聲納監測的大規模傳感器網絡,也有監測地面物體的小型傳感器網絡。現代傳感器網絡應用中,通過飛機撒播、特種炮彈發射等手段,可以將大量便宜的傳感器密集地撒布于人員不便于到達的觀察區域如敵方陣地內,收集到有用的微觀數據;在一部分傳感器因為遭破壞等原因失效時,傳感器網絡作為整傳感器網絡體仍能完成觀察任務。傳感器網絡的上述特點使得它具有重大軍事價值,可以應用于如下一些場景中:
監測人員、裝備等情況以及單兵系統:通過在人員、裝備上附帶各種傳感器,可以讓各級指揮員比較準確、及時地掌握己方的保存狀態。通過在敵方陣地部署各種傳感器,可以了解敵方武器部署情況,為己方確定進攻目標和進攻路線提供依據;
監測敵軍進攻:在敵軍駐地和可能的進攻路線上部署大量傳感器,從而及時發現敵軍的進攻行動、爭取寶貴的應對時間。并可根據戰況快速調整和部署新的傳感器網絡;
評估戰果:在進攻前后,在攻擊目標附近部署傳感器網絡,從而收集目標被破壞程度的數據;
核能、生物、化學攻擊的偵察:借助于傳感器網絡可以及早發現己方陣地上的生、化污染,提供快速反應時間從而減少損失。不派人員就可以獲取一些核、生、化爆炸現場的詳細數據。
(2)環境應用
應用于環境監測的傳感器網絡,一般具有部署簡單、便宜、長期不需更換電池、無需派人現場維護的優點。通過密集的節點布置,可以觀察到微觀的環境因素,為環境研究和環境監測提供了嶄新的途徑傳感器網絡研究在環境監測領域已經有很多的實例。這些應用實例包括:對海島鳥類生活規律的觀測;氣象現象的觀測和天氣預報;森林火警;生物群落的微觀觀測等:
洪災的預警:通過在水壩、山區中關鍵地點合理地布置一些水壓、土壤濕度等傳感器,可以在洪災到來之前發布預警信息,從而及時排除險情或者減少損失;
農田管理:通過在農田部署一定密度的空氣溫[FS:PAGE]度、土壤濕度、土壤肥料含量、光照強度、風速等傳感器,可以更好地對農田管理微觀調控,促進農作物生長。
(3)一般應用
建筑及城市管理各種無線傳感器可以靈活方便地布置于建筑物內,獲取室內環境參數,從而為居室環境控制和危險報警提供依據:
智能家居:通過布置于房間內的溫度、濕度、光照、空氣成分等無線傳感器,感知居室不同部分的微觀狀況,從而對空調、門窗以及其他家電進行自動控制,提供給人們智能、舒適的居住環境;
建筑安全:通過布置于建筑物內的圖像、聲音、氣體檢測、溫度、壓力、輻射等傳感器,發現異常事件及時報警,自動啟動應急措施;
智能交通:通過布置于道路上的速度、識別傳感器,監測交通流量等信息,為出行者提供信息服務,發現違章能及時報警和記錄。反恐和公共安全通過特殊用途的傳感器,特別是生物化學傳感器監測有害物、危險物的信息,最大限度地減少其對人民群眾生命安全造成的傷害。
(4)結論
無線傳感器網絡有著十分廣泛的應用前景,它不僅在工業、農業、軍事、環境、醫療等傳統領域有具有巨大的運用價值,在未來還將在許多新興領域體現其優越性,如家用、保健、交通等領域。我們可以大膽的預見,將來無線傳感器網絡將無處不在,將完全融入我們的生活。比如微型傳感器網最終可能將家用電器、個人電腦和其他日常用品同互聯網相連,實現遠距離跟蹤,家庭采用無線傳感器網絡負責安全調控、節電等。
無線傳感器網絡將是未來的一個無孔不入的十分龐大的網絡,其應用可以涉及到人類日常生活和社會生產活動的所有領域。但是,我們還應該清楚的認識到,無線傳感器網絡才剛剛開始發展,它的技術、應用都還還遠談不上成熟,國內企業應該抓住商機,加大投入力度,推動整個行業的發展。
無線傳感器網絡是新興的通信應用網絡,其應用可以涉及到人類生活和社會活動的所有領域。因此,無線傳感器網絡將是未來的一個無孔不入的十分龐大的網絡,需要各種技術支撐。目前,成熟的通信技術都可能經過適當的改進和進一步發展,應用到無線傳感器網絡中,形成新的市場增長點,創造無線通信的新天地。
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