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自動化技術熱點:無線傳感器網(wǎng)絡技術

自動化技術熱點:無線傳感器網(wǎng)絡技術

2007/11/19 9:18:00
無線傳感網(wǎng)絡(WSN,wireless sensor networks)是當前在國際上備受關注的、涉及多學科高度交叉、知識高度集成的前沿熱點研究領域。它綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現(xiàn)代網(wǎng)絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等,能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息,這些信息通過無線方式被發(fā)送,并以自組多跳的網(wǎng)絡方式傳送到用戶終端,從而實現(xiàn)物理世界、計算世界以及人類社會三元世界的連通。

WSN以最少的成本和最大的靈活性,連接任何有通信需求的終端設備,采集數(shù)據(jù),發(fā)送指令。若把WSN各個傳感器或執(zhí)行單元設備視為“豆子”,將一把“豆子”(可能100粒,甚至上千粒)任意拋撒開,經(jīng)過有限的“種植時間”,就可從某一?!岸棺印蹦抢锏玫狡渌魏巍岸棺印钡男畔?。作為無線自組雙向通信網(wǎng)絡,傳感網(wǎng)絡能以最大的靈活性自動完成不規(guī)則分布的各種傳感器與控制節(jié)點的組網(wǎng),同時具有一定的移動能力和動態(tài)調(diào)整能力。
對網(wǎng)絡技術的深入研究,得到更先進的網(wǎng)絡結構和路由算法;無線設備制造能力的提高,導致無線收/發(fā)器件價格越來越低。這一切足以令眾多廠商早早投入精力,研制價格低廉的短程無線模塊。2000年前后,摩托羅拉公司就已開始嘗試研制造價低于1.5美元的窄帶無線通信模塊;擁有60多家企業(yè)成員的ZigBee 組織正致力于開發(fā)2.5美元~3.5美元的無線網(wǎng)絡模塊和相應網(wǎng)絡協(xié)議;市場上高性價比的無線模塊不斷涌現(xiàn)。這些都使WSN技術擁有極好的研發(fā)環(huán)境和推廣機會,并取得了可喜成就。

WSN的應用非常靈活廣泛,典型應用有:
(a)WSN可用于醫(yī)療設備系統(tǒng)中傳感器的無線數(shù)據(jù)連接(如無線心電圖和腦電圖等).減輕患者身上醫(yī)療設備的負重。
(b)采用WSN建設農(nóng)業(yè)環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng),用同一套網(wǎng)絡設備完成風、光、水、電、熱和農(nóng)藥等的數(shù)據(jù)采集和環(huán)境控制,提高農(nóng)業(yè)集約化生產(chǎn)程度,簡化系統(tǒng)復雜性,降低設備成本。
(c)石化、冶金行業(yè)對易燃、易爆、有毒物質(zhì)監(jiān)測的成本一直居高不下,WSN在把部分操作人員從高危環(huán)境中解脫出來的同時,提高險情的反應精度和速度。
(d)歐洲的“DELTA計劃”在汽車出廠前就把車載信
標集成在車載計算機中,作車輛識別和車輛與路側設備
通信的必選器件,還可構成自動定位和汽車導航等更完
整的應用。
(e)WSN多技術組合時,運用M2M(machine to machine,machine to mobile,mobile to machine)概念,把WSN接入移動通信網(wǎng)絡,既滿足網(wǎng)絡接入的要求,又達到低成本和靈活移動的目的,二者的完美結合可實現(xiàn)無所不在的通信環(huán)境和便宜實惠的應用效果。M2M與WSN聯(lián)合應用最典型的是智能家居系統(tǒng)。

電子樟腦丸是該系統(tǒng)中極有代表性的組件之一。該設備實際上是具有溫度和濕度傳感器的WSN網(wǎng)絡設備。它不能替代樟腦丸的防蛀、防霉作用.但是當該設備檢測到衣櫥或衣帽間中溫濕度不適合衣物保存時,可通過手持遙控器,以手機短信或留言的方式。通知戶主作適當處理。值得一提的是,采用WSN技術制造電子樟腦丸擁有非常誘人的價格,僅須40元人民幣。雖然獨立的GPRS等模塊造價高昂,但其成本分攤到系統(tǒng)中數(shù)以百計的設備上,就不再昂貴。這正是WSN技術的魅力所在。
參考文獻:無線傳感器網(wǎng)絡技術發(fā)展現(xiàn)狀

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