時(shí)間:2021-09-24 15:27:31來(lái)源:
通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際效果來(lái)看,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無(wú)疑在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、促進(jìn)國(guó)家治理體系和治理能力現(xiàn)代化、滿(mǎn)足人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
一、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是什么?
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一項(xiàng)通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)把數(shù)以萬(wàn)計(jì)的傳感器節(jié)點(diǎn)以自由式進(jìn)行組織與結(jié)合進(jìn)而形成的網(wǎng)絡(luò)形式。構(gòu)成傳感器節(jié)點(diǎn)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(yīng)單元。
數(shù)據(jù)采集單元通常都是采集監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的信息并加以轉(zhuǎn)換,比如光強(qiáng)度跟大氣壓力與濕度等;
數(shù)據(jù)傳輸單元?jiǎng)t主要以無(wú)線通信和交流信息以及發(fā)送接收那些采集進(jìn)來(lái)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(diǎn)的路由協(xié)議和管理任務(wù)以及定位裝置等;
能量供應(yīng)單元為縮減傳感器節(jié)點(diǎn)占據(jù)的面積,會(huì)選擇微型電池的構(gòu)成形式。
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的節(jié)點(diǎn)分為兩種,一個(gè)是匯聚節(jié)點(diǎn),一個(gè)是傳感器節(jié)點(diǎn)。匯聚節(jié)點(diǎn)主要指的是網(wǎng)關(guān)能夠在傳感器節(jié)點(diǎn)當(dāng)中將錯(cuò)誤的報(bào)告數(shù)據(jù)剔除,并與相關(guān)的報(bào)告相結(jié)合將數(shù)據(jù)加以融合,對(duì)發(fā)生的事件進(jìn)行判斷。匯聚節(jié)點(diǎn)與用戶(hù)節(jié)點(diǎn)連接可借助廣域網(wǎng)絡(luò)或者衛(wèi)星直接通信,并對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
二、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè),改變了以往單一傳感器定點(diǎn)、定時(shí)測(cè)量的模式。實(shí)現(xiàn)了對(duì)觀測(cè)對(duì)象多角度(多種類(lèi)傳感器)、同步、連續(xù)測(cè)量。因此獲得的數(shù)據(jù)更全面,更有代表性,便于描述觀測(cè)對(duì)象空間與時(shí)間變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在聯(lián)系。
三、環(huán)境監(jiān)測(cè)對(duì)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的要求
環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器通常安裝在室外無(wú)人值守的地區(qū),例如揚(yáng)塵監(jiān)測(cè)儀、自動(dòng)氣象站等傳感器設(shè)備,這類(lèi)設(shè)備在室外傳輸數(shù)據(jù)時(shí),容易受到干擾和其他信號(hào)的攻擊,從而造成系統(tǒng)故障,導(dǎo)致影響傳輸效率。因此,為了保證傳感器網(wǎng)絡(luò)之間的通信就需要根據(jù)檢測(cè)環(huán)境,對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提出一定的要求。
1、體積小
傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)應(yīng)該在體積上足夠小,保證對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)本身不會(huì)造成影響,在某些場(chǎng)合甚至需要節(jié)點(diǎn)能小到不被覺(jué)察的程度,以完成特殊任務(wù)。因此各節(jié)點(diǎn)的能源提供模塊體積也要小。
2、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)
作為環(huán)境監(jiān)測(cè)的傳感器節(jié)點(diǎn)經(jīng)常安放于環(huán)境較為惡劣,人跡罕至的區(qū)域。因此,節(jié)點(diǎn)能源提供模塊需要具備較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力,主要是工作溫度,水密性等指標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足使用需要。
3、放電特性穩(wěn)定
隨著芯片制造技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展,節(jié)點(diǎn)傳感器、處理器和無(wú)線收發(fā)模塊的功耗大大降低。因此,節(jié)點(diǎn)對(duì)供電系統(tǒng)瞬時(shí)放電能力的要求不是很高,但持續(xù)放電穩(wěn)定性對(duì)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(diǎn)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(jià)格昂貴的技術(shù)方案。
5、無(wú)污染
應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)的節(jié)點(diǎn)由于使用環(huán)境艱險(xiǎn)且數(shù)量巨大,因而能源模塊必須采用無(wú)污染或低污染的技術(shù)方案。
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