无线传感器网络的特点是什么?有哪些应用?

随着近年来无线通信、集成电路传感器以及微机系统等技术的飞速发展，无线传感器网络（WSN）的应用也越来越广泛，WSN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，本文将科普无线传感器网络的特点及应用。

一、无线传感器网络的特点

无线传感器网络是由大量分布式的无线传感器节点，组成的网络系统，具有以下特点：

1、分布式部署：无线传感器节点以分布式的方式部署在感兴趣的区域内，可以广泛涵盖大范围的环境，节点的分布性使得网络，能够有效地监测和感知环境中的事件和现象。

2、自组织和自适应：WSNs具有自组织和自适应能力，节点可以自动配置和重新组织网络拓扑结构，以适应网络拓扑的变化和节点的加入或退出，这种自组织和自适应能力，使得网络在无人干预的情况下能够运行和维护。

3、低功耗和资源受限：无线传感器节点通常由电池供电，能量是有限的，为了延长网络的生命周期，节点需要具备低功耗设计，并采用能量高效的传输和处理机制。此外，节点的计算、存储和通信资源也很有限，因此需要优化算法和协议设计以充分利用有限资源。

4、多跳通信：无线传感器网络通常采用多跳通信方式，即数据从一个节点通过多个中间节点传输到目的节点，这种多跳通信方式可以扩展网络的覆盖范围，并提供网络冗余和容错能力。

5、数据密集：WSNs产生的数据量通常非常大，因为节点需要实时采集和传输环境中的各种信息，数据密集性要求网络具备高效的数据处理和传输机制，以避免网络拥塞和数据丢失。

6、自适应传感：无线传感器节点通常配备多种类型的传感器，可以对不同类型的事件和现象进行感知，节点可以根据不同的应用需求，自适应地选择感知参数和采样频率，以满足特定应用的要求。

二、无线传感器网络的应用

1、军事领域

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。

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。

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。

2、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。

3、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，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。

4、工业领域及其他领域

工业方面，煤矿、石化、冶金行业对工作人员安全、易燃、易爆、有毒物质的监测的成本一直居高不下，无线传感器网络把部分操作人员从高危环境中解脱出来的同时，提高险情的反应精度和速度。

在建筑领域，采用无线传感器网络，可以让大采用无线传感器网络，可以让大楼、桥梁和其它建筑物能够自身感觉并意识到它们的状况，使得安装了传器网络智能建筑动告诉管理自身感觉并意识到它们的状况，使得安装了传器网络智能建筑动告诉管理部门它们的状态信息，从而可以让管理按照优先级进行定期维修工作。

家居方面，智能家居系统的设计目标是将住宅内各种备联起来，使他们能够自动运行，相互协作为居住者提供尽可多的便利和舒适。

医疗方面，无线传感器网络在检测人体生理数据、老年健康状况医院无线传感器网络在检测人体生理数据、老年健康状况医院药品管理以及远程医疗等方面可发挥出色的作用，在病人身上安置体温采集、呼吸、血压等测量传感器，医生可以远程了解病人的情况，利用网络长时间地收集人的生理数据，这些在研制新药品的过程中非常有用。

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