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- 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)
- 來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2015/4/22
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前信息領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)之一,可用于特殊環(huán)境實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集、處理和發(fā)送。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù),在現(xiàn)實(shí)生活中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
傳感器節(jié)點(diǎn)可以連續(xù)不斷地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、事件檢測、事件標(biāo)志、位置監(jiān)測和節(jié)點(diǎn)控制。傳感器節(jié)點(diǎn)的這些特性和無線連接方式使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景非常廣闊,能夠廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測和預(yù)報(bào)、健康護(hù)理、智能家居、建筑物狀態(tài)監(jiān)控、復(fù)雜機(jī)械監(jiān)控、城市交通、空間探索、大型車間和倉庫管理,以及機(jī)場、大型工業(yè)園區(qū)的安全監(jiān)測等領(lǐng)域。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的深入研究和廣泛應(yīng)用,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)逐漸深入到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域而受到業(yè)內(nèi)人士的重視。
在智能交通中保障安全暢通
智能交通系統(tǒng)(ITS)是在傳統(tǒng)交通體系的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型交通系統(tǒng),它將信息、通信、控制和計(jì)算機(jī)技術(shù)以及其他現(xiàn)代通信技術(shù)綜合應(yīng)用于交通領(lǐng)域,并將“人—車—路—環(huán)境”有機(jī)地結(jié)合在一起。在現(xiàn)有的交通設(shè)施中增加一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將能夠從根本上緩解困擾現(xiàn)代交通的安全、通暢、節(jié)能和環(huán)保等問題,同時(shí)還可以提高交通工作效率。因此,將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)已經(jīng)成為近幾年的研究熱點(diǎn)。智能交通系統(tǒng)主要包括交通信息的采集、交通信息的傳輸、交通控制和誘導(dǎo)等幾個(gè)方面。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以為智能交通系統(tǒng)的信息采集和傳輸提供一種有效手段,用來監(jiān)測路面與路口各個(gè)方向的車流量、車速等信息。它主要由信息采集輸入、策略控制、輸出執(zhí)行、各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸與通信等子系統(tǒng)組成。信息采集子系統(tǒng)主要通過傳感器采集車輛和路面信息,然后由策略控制子系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的目標(biāo),并運(yùn)用計(jì)算方法計(jì)算出最佳方案,同時(shí)輸出控制信號(hào)給執(zhí)行子系統(tǒng),以引導(dǎo)和控制車輛的通行,從而達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在智能交通中還可以用于交通信息發(fā)布、電子收費(fèi)、車速測定、停車管理、綜合信息服務(wù)平臺(tái)、智能公交與軌道交通、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)和綜合信息平臺(tái)等技術(shù)領(lǐng)域。
在醫(yī)療系統(tǒng)大有作為
近年來,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療系統(tǒng)和健康護(hù)理方面已有很多應(yīng)用,例如,監(jiān)測人體的各種生理數(shù)據(jù),跟蹤和監(jiān)控醫(yī)院中醫(yī)生和患者的行動(dòng),以及醫(yī)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節(jié)點(diǎn),例如心率和血壓監(jiān)測設(shè)備,醫(yī)生就可以隨時(shí)了解被監(jiān)護(hù)病人的病情,在發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)能夠迅速搶救。羅切斯特大學(xué)的一項(xiàng)研究表明,這些計(jì)算機(jī)甚至可以用于醫(yī)療研究。科學(xué)家使用無線傳感器創(chuàng)建了一個(gè)“智能醫(yī)療之家”,即一個(gè)5間房的公寓住宅,在這里利用人類研究項(xiàng)目來測試概念和原型產(chǎn)品。“智能醫(yī)療之家”使用微塵來測量居住者的重要特征(血壓、脈搏和呼吸)、睡覺姿勢以及每天24小時(shí)的活動(dòng)狀況。所搜集的數(shù)據(jù)將被用于開展以后的醫(yī)療研究。通過在鞋、家具和家用電器等設(shè)備中嵌入網(wǎng)絡(luò)傳感器,可以幫助老年人、重病患者以及殘疾人的家庭生活。利用傳感器網(wǎng)絡(luò)可高效傳遞必要的信息從而方便接受護(hù)理,而且可以減輕護(hù)理人員的負(fù)擔(dān),提高護(hù)理質(zhì)量。利用傳感器網(wǎng)絡(luò)長時(shí)間收集人的生理數(shù)據(jù),可以加快研制新藥品的過程,而安裝在被監(jiān)測對(duì)象身上的微型傳感器也不會(huì)給人的正常生活帶來太多的不便。此外,在藥物管理等諸多方面,它也有新穎而獨(dú)特的應(yīng)用。
促進(jìn)信息家電設(shè)備更加智能
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的逐漸普及,促進(jìn)了信息家電、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,家庭網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備已由單一機(jī)向多種家電設(shè)備擴(kuò)展,基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居網(wǎng)絡(luò)控制節(jié)點(diǎn)為家庭內(nèi)、外部網(wǎng)絡(luò)的連接及內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)之間信息家電和設(shè)備的連接提供了一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)。
在家電中嵌入傳感器節(jié)點(diǎn),通過無線網(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(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的遠(yuǎn)程遙控,也可以通過圖像傳感設(shè)備隨時(shí)監(jiān)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(jiān)測兒童的早期教育環(huán)境,以及跟蹤兒童的活動(dòng)軌跡。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)利用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)和電話網(wǎng)將室內(nèi)環(huán)境參數(shù)、家電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息告知住戶,使住戶能夠及時(shí)了解家居內(nèi)部情況,并對(duì)家電設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部和外界的信息傳遞。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)使住戶不但可以在任何可以上網(wǎng)的地方,通過瀏覽器監(jiān)控家中的水表、電表、煤氣表、電熱水器、空調(diào)、電飯煲等及安防系統(tǒng)、煤氣泄漏報(bào)警系統(tǒng)、外人侵入預(yù)警系統(tǒng)等,而且可通過瀏覽器設(shè)置命令,對(duì)家電設(shè)備遠(yuǎn)程控制。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)功能相同或不同的無線傳感器節(jié)點(diǎn)組成,對(duì)一種設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控,從而形成一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò),通過網(wǎng)關(guān)接入互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),采用一種基于星形結(jié)構(gòu)的混合星形無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模型。傳感器節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集,模塊采集戶內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù),如溫度、濕度等,由通信路由協(xié)議直接或間接地將數(shù)據(jù)傳輸給遠(yuǎn)方的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。
目前,國內(nèi)外主要研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的低功耗硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)和拓?fù)淇刂啤⒕W(wǎng)絡(luò)協(xié)議、定位技術(shù)等。以檢測光線強(qiáng)度的傳感器為例,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò),根據(jù)傳感器所檢測的光線強(qiáng)弱來關(guān)閉或開啟指示燈。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,普通節(jié)點(diǎn)將它采集的光強(qiáng)度數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器,網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器將含有控制變量的數(shù)據(jù)幀發(fā)送給帶有指示燈節(jié)點(diǎn)的同時(shí),還可以通過串口將光強(qiáng)度數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)。通過安裝在計(jì)算機(jī)上的后臺(tái)軟件,可以看出光強(qiáng)度信號(hào)的變化。通過遮蓋光強(qiáng)度傳感器可以改變采集到的光強(qiáng)度數(shù)據(jù),當(dāng)光強(qiáng)度比較低時(shí)曲線下降,反之曲線上升。這種傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、短程無線通信技術(shù),有著廣泛的應(yīng)用。該系統(tǒng)不需要對(duì)現(xiàn)場結(jié)構(gòu)進(jìn)行改動(dòng),不需要原先任何固定網(wǎng)絡(luò)的支持,能夠快速布置、方便調(diào)整,并且具有很好的可維護(hù)性和拓展性。
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