无线数字传感器的新应用

时间：03-18 来源：互联网点击：

无线传感器：新兴的用途

　　应用于住宅方面的传感器在全球具有60亿个节点的潜在市场，用于以无线传感器为基础的监控系统，它是无线传感器用途的一个重要体现。到2012年，用于智能住宅(smart house)的无线传感器网络将会有价值28亿美元的全球市场;相比较而言，其在2007年的市场只有4.7亿美元。传感器最被看好的用途有照明控制、节能系统、保安模块、娱乐系统和远程就医(telemedicine)。无线传感器比有线传感器更易安装并且免除了昂贵而粗大的电缆。这种优势在工业领域尤为重要，电缆在其传感器网络安装费用中占80%。无线传感器在恶劣环境中使用具有优势，在这些环境中传感器要经得起震动、高温和电子噪声甚至是爆炸性气体。在如此恶劣的环境中安装有线传感器是不现实、昂贵甚或是不可能的。过去阻碍无线传感器在工业领域中使用的原因是保安问题以及工厂中不同无线电网络之间可能存在的干扰问题。无线传感器在其它领域中的应用经验可以作为参照来解决其在工业环境中应用所遇到的这些问题。例如，解码技术被用来保护无线传感器网络拒绝非法访问。

　　无线传感器应用的另一个强势领域是由汽车气体力学中的轮胎压力传感器产生的。根据2001年颁发的一项法律，美国强制性要求每一种新款汽车都必须配备这种轮胎压力传感器。The Yole Développement，一家法国市场分析公司预计，到2012年这种传感器的市场将达到1830亿美元，相对于2007年的1.68亿美元，由于价格不断下跌的缘故其复合增长率仅为2%。从销售量的角度分析，德国的Wicht Technologie公司预计，在市场上此类无线传感器节点的数量将会由2011年的十万组增加到2015年的超过6000万组。如果类似美国的轮胎压力传感器法也在欧洲和亚洲通过的话，到2012年其市场可能会超过3亿美元。

　　无线传感器网络的必备条件

　　无线传感器网络的主要组成部分是数字传感器。无线传感器的主要必备条件是一个被降低的波形因数、低能耗以及有效工作范围，其有效工作范围与所发射的无线电信号强度和能耗均成正比的。无线传感器网络必须具备高效性、可靠性和可缩放性，它们还应该能支持数量众多的传感器节点(10,000~100,000个)。其另一个必要条件是极低的维修需求。无线传感器通常都安装在偏远地区，人工介入，即使是像更换电池这样简单的事也是很困难和昂贵的。因此无线传感器的能耗一定要极其低，以使其在一个电池更换周期内可以运行几个月甚至几年。基于这些原因，人们已经研发出了几种不需要电池的解决方案。它们以能量搜集技术为基础，可以从环境中汲取运行所需要的能量。它们通常能利用太阳能、热能或振动所带来的能量。再有，传感器必须能够现场编程和自我设置;即使在有一个或多个故障传感器存在的情况下，网络也能正常运行。信号发送率通常不是问题，因为在大多数应用中，传感器所产生的数据量不是很大，能以非连续方式来发送。

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