无线传感网技术浅析

　　近年来，无线通信、集成电路传感器以及微机系统近年来，无线通信、集成电路传感器以及微机系统（MEMS）等技术的飞速发展，推动了低成本、功耗多能的无线传感器大量生产。是一种集传感功能与驱动控制力、计算通信于一体的资源受限嵌入式设备，而无线传感器网络（WSN）则是由大量无线传感器构成的自组织网络，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域内对象信息，并将传其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域内对象信息，并将传送给需要的用户。

　　WSN被认为是21世纪最重要的技术之一，它将会对人类未来生活方式产生深远影响。在生深远影响。在2003年2月的美国评出的对人类未来生活产深远影响十大新兴技术中，WSN位居第一。同年，美国《商业周刊》未来技术专版在论述四大新时，WSN也被列入其中。

　　WSN的组成和特点的组成和特点的组成和特点

　　WSN由大量无线传感器采用自组织方式构成（见图1），它借助于节点中内置的形式多样传感器测量所在环境中信号，从而探测各种需要的数据，并通过网络传送到需要的地方。

　　无线传感器一般由数据采集单元、处理输电源等部无线传感器一般由数据采集单元、处理输电源等部分组成（见图2）。被监测物理信号的形式决定了传感器类型，如温度度传感器，监测声音强的压等。处理通常选用嵌入式数度传感器，监测声音强的压等。处理通常选用嵌入式数据传输单元主要由低功耗、短距离的无线通信模块组成。微型化操作系统选用据传输单元主要由低功耗、短距离的无线通信模块组成。微型化操作系统选用嵌入式操作系统，如Vxworks、μCOS-II、μClinux、TinyOS等。

　　传感器网络与统相比有一些独的特点，主要：

　　1.节点密集，每个既是传感器又路由；

　　2.具有限的计算能力和通信以及电源供应；

　　3.独特的底层通信传输媒介；

　　4.传感器节点间无中心、自组织，多跳通信；

　　5.可以同时通过多条信源——信宿路由传输数据；

　　6.网络具有很强的鲁棒性和良好伸缩。

　　WSN的应用领域及其概述

　　无线传感器网络具有可快速部署、可自组织、隐蔽性强和高容错性的特点，因此非常适合在军事上应用。利用无线传感器网络能够实现对敌军兵力和装备的监控、战场的实时监视、目标的定位、战场评估、核攻击和生物化学攻击的监测和搜索等功能。目前国际许多机构的课题都是以战场需求为背景展开的。例如，美军开展的如C4KISR计划、SmartSensorWeb、灵巧传感器网络通信、无人值守地面传感器群、传感器组网系统、网状传感器系统CEC，等等。

　　在军事领域应用方面，该项技术的远景目标是：利用飞机或火炮等发射装置，将大量廉价传感器节点按照一定的密度布放在待测区域内，对周边的各种参数，如温度、湿度、声音、磁场、红外线等各种信息进行采集，然后由传感器自身构建的网络，通过网关、互联网、卫星等信道，传回信息中心。

　　该技术可用于敌我军情监控。在友军人员、装备及军火上加装传感器节点以供识别，随时掌控自己情况。通过在敌方阵地部署各种传感器，做到知己知彼，先发制人。另外，该项技术可用于智慧型武器的引导器，与雷达、卫星等相互配合，利用自身接近环境的特点，可避免盲区，使武器的使用效果大幅度提升。

　　环境科学

　　随着人们对于环境的日益关注，环境科学所涉及的范围越来越广泛。通过传统方式采集原始数据是一件困难的工作。传感器网络为野外随机性的研究数据获取提供了方便，比如，跟踪候鸟和昆虫的迁移，研究环境变化对农作物的影响，监测海洋、大气和土壤的成分等。ALERT系统中就有数种传感器来监测降雨量、河水水位和土壤水分，并依此预测爆发山洪的可能性。类似地，传感器网络对森林火灾准确、及时地预报也应该是有帮助的。

　　农业领域

　　无线传感器网络有着卓越的技术优势。它可用于监视农作物灌溉情况、土壤空气变更、牲畜和家禽的环境状况以及大面积的地表检测。在精细农业中，以监测农作物中的害虫、土壤的酸碱度和施肥状况等。

　　WSN系统通常由环境监测节点、基站、通信系统、互联网以及监控软硬件系统构成。如图所示，根据需要，人们可以在待测区域安放不同功能的传感器并组成网络，长期大面积地监测微小的气候变化，包括温度、湿度、风力、大气、降雨量，收集有关土地的湿度、氮浓缩量和土壤PH值等，从而进行科学预测，帮助农民抗灾、减灾，科学种植，获得较高的农作物产量。

无线传感器网络的通信便利、部署方便的优点，使其在节水灌溉的控制中得以应用。同时，节点还具有土壤参数、气象