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基于无线传感器技术的应用探讨
作者：胡郑松
来源：《沿海企业与科技》2010年第05期
[摘要]与传统的数据采集技术相比,无线传感器网络系统的优势主要体现在:感知范围扩大、容错性能提高、测量的准确性提高、成本降低。此外,由于无线传感器网络具有很高的智能性,部署方便,可以长期在无人干预的环境中自主工作,大大降低了使用和维护的成本。文章主要就无线传感器网络的广泛应用进行探讨,总结当前制约无线传感器网络实际应用的因素及目前的研究热点,探讨传感器的发展趋势。 [关键词]无线传感器;网络;发展趋势
[作者简介]胡郑松,广东公诚通信建设监理有限公司,广东汕头, 515041 [中图分类号] TP393 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723(2010)05-0040-0002 一、无线传感器网络技术概念
无线传感器网络(Wireless Sensor NetworksWSNs)是由众多传感器节点构成的无线网络。其目的是感知、采集和转发网络覆盖的感知对象的各种信息,并发送给观测者。传感器节点、感知对象和观测者是无线传感器网络的3个组成部分:无线网络是传感器之间、传感器节点与观测者之间的通信基础,用于在传感器与观测者之间建立通信路径;感知、采集、处理、发送感知信息是传感器网络的基本功能。传感器网络中的部分或全部节点可以移动。传感器网络的分布形状也会随着节点的移动而不断地动态变化。传感器节点由电源、传感器元器件、处理器CPU、存储器、通信部件和软件几部分构成。无线传感器网络可以在独立的环境下运行,也可以通过网关连接到现有的网络基础设施上,如Internet等。由于无线传感器网络的单个传感器的节点、通信处理能力有限,大多情况下无法处理大规模的复杂问题,分布在大范围的地理区域内,无法对数据进行科学的处理。无线传感器网络的能量有限,要收集敏感区域的传感数据就要给出节点密度策略及动态调整的仿真场景。节点数量和位置随形状的信息控制量的不同而进行动态的调整。
二、无线传感器的选用原则
无线传感器的原理和结构各不相同,因此,要根据实际的测量目的、测量对象以及测量的环境来合理地选用无线传感器。测量结果的成败在很大程度上取决于无线传感器的特性。无线传感器的选择应该遵循以下几个原则: (一)无线传感器灵敏度的选择
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通常来说,无线传感器的灵敏度越高越好,并控制在一定的范围内。无线传感器的灵敏度高低经常会被外界的噪音干扰,将系统放大,从而使测量的精确度降低。另外,应根据方向性来选择传感器,灵敏度小的传感器对方向性要求较高,如果被测量的并非是单向量,那么传感器的灵感度还是越小越好。
(二)无线传感器的稳定性及精度选择
无线传感器在使用一段时间后,其性能保持不变的能力称为稳定性。首先,在选择无线传感器时,应优先考虑测量的环境,对使用环境进行调查。在超过使用期后,为确定传感器性能是否改变要重新进行标定。大多选用经得住长时间考验的无线传感器,以适应不同场合的需要。无线传感器的稳定性和精度之间是存在着密切联系的,测量的精度关系到整个测量系统的精度,是传感器的重要性能指标。根据测量的目的来选择无线传感器的类型是一项科学有效的方法,测量的目的可以分为定量分析和定性分析。定性分析就不宜使用绝对值精度高的传感器;定量分析可以选用精度等级较高的、能满足要求的传感器。 (三) 无线传感器的频率响应
传感器的频率响应高低,可测的信号频率的范围都受到传感器的机械性能和结构的影响。因此,传感器的频率响应决定了频率范围内不失真的测量条件。 三、无线传感器的应用
(一)无线传感器在交通系统中的应用
无线传感器在交通系统中的应用可以从交通的信息采集和道路控制两个方面分析: 首先,无线传感技术综合了一系列的微电子、通信技术,使无线传感器在交通系统中的应用更加广泛。我国的中心道路基础建设日趋完善,为使道路通行能力提高就要不断地完善交通信号及道路交通管理的能力。通过无线传感器技术可以对道路实际信息进行采集和分析,形成充分利用中心城市道路通行能力的管理的重要手段。
其次,通过传感器系统的建立,使城市区域范围及较远的地区范围的出行者都能方便及时地获得信息,为国际和国内的游客出行提供极大的方便,提高运输部门的管理和服务水平。建立统一的营业性停车场和道路收费标准,费率随着交通拥挤的不同程度来规定,减缓交通拥挤的情况,改善交通效率,方便快捷地传输道路信息。
再次,采用先进的无线传感器技术对车辆进行检测、收费和信息传输,对停车场收费进行统一规范,建立规范的停车信息数据,并及时地发布这些信息。 (二)无线传感器在军事上的应用
