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无线传感网络技术兴起,带动信息感知领域新变革

来源:中为咨询www.zwzyzx.com 【日期:2016-04-21 14:36:51】【打印】【关闭】
无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN)是一种分布式传感网络,它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。WSN中的传感器通过无线方式通信,因此网络设置灵活,设备位置可以随时更改,还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。WSN的发展得益于微机电系统(Micro-Electro-MechanismSystem,MEMS)、片上系统(SystemonChip,SoC)、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展。
 
无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN)以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。
 
无线传感器网络所具有的众多类型的传感器,可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。基于MEMS的微传感技术和无线联网技术为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。这些潜在的应用领域有军事、航空、反恐、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等。
 
由于无线传感网在国际上被认为是继互联网之后的第二大网络,2003年美国《技术评论》杂志评出对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术,传感器网络被列为第一。
 
在2006年我国发布的《国家中长期科学与技术发展规划纲要》中,为信息技术确定了三个前沿方向,其中有两项就与传感器网络直接相关,这就是智能感知和自组网技术。
 
无线传感网络技术具备以下特点:
 
大规模:为了获取精确信息,在监测区域通常部署大量传感器节点,可能达到成千上万,甚至更多。大量冗余节点使系统容错性很强,大量节点能覆盖广泛的地区。
 
自组织:在传感器网络应用中,通常情况下传感器节点被放置在没有基础结构的地方,传感器节点的位置不能预先精确设定,节点之间的相互邻居关系预先也不知道,如通过飞机播撒大量传感器节点到面积广阔的原始森林或海洋中,或随意放置到人不可到达或危险的区域。
 
传感器节点具有自组织的能力,能够自动进行配置和管理,通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。
 
动态性:传感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变:①环境因素或电能耗尽造成的传感器节点故障或失效;②环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化,甚至时断时通;③传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性;④新节点的加入。这就要求传感器网络系统要能够适应这种变化,具有动态的系统可重构性。
 
可靠性:WSN特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域,节点可能工作在露天环境中,遭受日晒、风吹、雨淋,甚至遭到人或动物的破坏。传感器节点往往采用随机部署,如通过飞机撒播或发射炮弹到指定区域进行部署。这些都要求传感器节点非常坚固,不易损坏,适应各种恶劣环境条件。
 
除上述四大特点外,无线传感网络还具有以数据为中心、集成化、具有密集的节点布置、协作方式执行任务等特点。因此无线传感网络技术是互联网和物联网技术的又一次升级,物与物之间能自动组网和通信,各节点还能随进随出,网络具有冗余和容错的能力,既万物能实现自动互联。
 
美国超级无人机就是利用无线传感网络技术打造无人机蜂群,即使被战斗机从炮筒中发射出来,无人机自动通信和编队成形,这充分体现了无线传感网络技术自组网、适应性强、可靠性高的特点。
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