時間:2021-07-26 11:19:35來源:中國傳動網
近年來,隨著無線傳感器網絡技術的迅猛發(fā)展,人們對于環(huán)境保護和環(huán)境監(jiān)督提出了更高要求,越來越多的企業(yè)和機構都致力于在環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中應用無線傳感器網絡技術。通過無線傳感器網絡的實際效果來看,無線傳感器網絡技術無疑在推動經濟社會發(fā)展、促進國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化、滿足人民日益增長的美好生活需要等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。
一、無線傳感器網絡是什么?
無線傳感器網絡是一項通過無線通信技術把數(shù)以萬計的傳感器節(jié)點以自由式進行組織與結合進而形成的網絡形式。構成傳感器節(jié)點的單元分別為:數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、數(shù)據(jù)處理單元以及能量供應單元。
數(shù)據(jù)采集單元通常都是采集監(jiān)測區(qū)域內的信息并加以轉換,比如光強度跟大氣壓力與濕度等;
數(shù)據(jù)傳輸單元則主要以無線通信和交流信息以及發(fā)送接收那些采集進來的數(shù)據(jù)信息為主;
數(shù)據(jù)處理單元通常處理的是全部節(jié)點的路由協(xié)議和管理任務以及定位裝置等;
能量供應單元為縮減傳感器節(jié)點占據(jù)的面積,會選擇微型電池的構成形式。
無線傳感器網絡當中的節(jié)點分為兩種,一個是匯聚節(jié)點,一個是傳感器節(jié)點。匯聚節(jié)點主要指的是網關能夠在傳感器節(jié)點當中將錯誤的報告數(shù)據(jù)剔除,并與相關的報告相結合將數(shù)據(jù)加以融合,對發(fā)生的事件進行判斷。匯聚節(jié)點與用戶節(jié)點連接可借助廣域網絡或者衛(wèi)星直接通信,并對收集到的數(shù)據(jù)進行處理。
二、無線傳感器網絡的實際應用
無線傳感器網絡技術應用于環(huán)境監(jiān)測,改變了以往單一傳感器定點、定時測量的模式。實現(xiàn)了對觀測對象多角度(多種類傳感器)、同步、連續(xù)測量。因此獲得的數(shù)據(jù)更全面,更有代表性,便于描述觀測對象空間與時間變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)其內在聯(lián)系。
三、環(huán)境監(jiān)測對無線傳感器節(jié)點的要求
環(huán)境監(jiān)測傳感器通常安裝在室外無人值守的地區(qū),例如揚塵監(jiān)測儀、自動氣象站等傳感器設備,這類設備在室外傳輸數(shù)據(jù)時,容易受到干擾和其他信號的攻擊,從而造成系統(tǒng)故障,導致影響傳輸效率。因此,為了保證傳感器網絡之間的通信就需要根據(jù)檢測環(huán)境,對傳感器網絡節(jié)點提出一定的要求。
1、體積小
傳感器網絡節(jié)點應該在體積上足夠小,保證對目標系統(tǒng)本身不會造成影響,在某些場合甚至需要節(jié)點能小到不被覺察的程度,以完成特殊任務。因此各節(jié)點的能源提供模塊體積也要小。
2、環(huán)境適應性強
作為環(huán)境監(jiān)測的傳感器節(jié)點經常安放于環(huán)境較為惡劣,人跡罕至的區(qū)域。因此,節(jié)點能源提供模塊需要具備較強的環(huán)境適應能力,主要是工作溫度,水密性等指標應滿足使用需要。
3、放電特性穩(wěn)定
隨著芯片制造技術和傳感器技術的發(fā)展,節(jié)點傳感器、處理器和無線收發(fā)模塊的功耗大大降低。因此,節(jié)點對供電系統(tǒng)瞬時放電能力的要求不是很高,但持續(xù)放電穩(wěn)定性對系統(tǒng)使用及壽命影響較大。
4、成本低
低成本是傳感器節(jié)點的基本要求。只有成本低,才能大量布置,因此供電模塊不能使用價格昂貴的技術方案。
5、無污染
應用于環(huán)境監(jiān)測的節(jié)點由于使用環(huán)境艱險且數(shù)量巨大,因而能源模塊必須采用無污染或低污染的技術方案。
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