无线传感器网络技术
无线传感器网络技术内容
第一章物联网：通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
无线传感器网络综合了计算技术、通信技术及传感器技术，其任务是利用传感器节点来监测节点周围的环境，收集相关数据，然后通过无线收发装置采用多跳路由的方式将数据发送给汇聚节点，再通过汇聚节点将数据传送到用户端，从而达到对目标区域的监测。
无线传感器网络通常包括传感器节点、汇聚节点和任务管理节点。
典型的无线传感器网络结构包括哪几部分？一般情况下由以下四个基本单元组成：数据采集单元、控制单元、无线通信单元以及能量供应单元。
无线传感器网络基本节点拓扑结构可分为基于簇的分层结构和基于平面的拓扑结构两种选择题：无线传感器网络可实现数据的采集量化，处理融合和传输应用，具有无线自组织网络的移动性、电源能力局限性，规模大、自组织性、动态性、可靠性、以数据为中心等等。
第2章无线传感器网络物理层的传输介质主要包括电磁波和声波。
无线电波、红外线、光波等负责使在两个网络主机之间透明传输二进制比特流数据成为可能，为在物理介质上传输比特流建立规则，以及在传输介质上收发数据时定义需要何种传送技术。
无线传感器网络物理层接口标准对物理接口具有的机械特性、电气特性、功能特性、规程特性进行了描述。
作为一种无线网络，无线传感器网络物理层协议涉及传输介质以及频段的选择、调制、扩频技术方式等，同时实现低能耗也是无线传感器网络物理层的一个主要研究目标。
IEEE 802.15.4 该标准把低能量消耗、低速率传输、低成本作为关键目标，旨在个人或者家庭范围内不同设备之间建立统一的低速互连标准。
有16个信道工作于2.4GHz ISM频段，2.4GHz频段提供的数据传输速率为250kb/s，对于高数据吞吐量、低延时或低作业周期的场合更加适用有1个信道工作于868MHz频段以及10个信道工作于915MHz频段。
无线传感器网络技术原理及应用-ppt课件-第9章
修正物理层和 MAC 层，提供一个通用及标准的方法与非 IEEE802.11 网络(如蓝牙、 WIMAX)共同工作
扩大了网络吞吐量，减少冲突，提高网络管理的可靠性 扩展了 IEEE802.11 对数据帧的管理和保护以提高网络安全
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
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由于802.11在速率和传输距离上都不能满足需要， 1999年，IEEE小组又相继推出两个补充版本：802.11a和 802.11b。802.11a定义了一个在5GHz的ISM频段上，数据传 输速率可达到54Mbit/s的物理层；802.11b定义了一个在 2.4GHz的ISM频段上，但数据传输速率高达11Mbit/s的物理 层，成为第一个在WIFI标准下将产品推向市场的标准。 1999年，工业界成立了WIFI联盟，致力解决符合802.11标 准的产品的生产和设备兼容性问题。2003年6月，IEEE 802.11g规范正式批准，物理层速率提高到54 Mb/s，并提高 了与IEEE802.11b设备在2.4GHz ISM频段的公用能力。
WIFI全称为Wireless Fidelity，又称IEEE802.11b标准， 它的最大优点就是传输速度较高，可以达到11 Mb/s，另外 有效距离也较长，与已有的各种IEEE802.11DSSS设备兼容。 本章介绍WIFI技术的技术标准、组网方式及协议架构。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
无线传感器网络技术与应用
无线传感器网络技术与应用无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）是近年来兴起的一种新型网络技术，它通过大规模分布在监测区域内的传感器节点，实时采集、处理并传输监测数据。
随着物联网技术的不断发展，无线传感器网络在各个领域的应用也越来越广泛。
本文将围绕无线传感器网络技术的基本原理和典型应用进行论述。
一、无线传感器网络技术的基本原理无线传感器网络由庞大数量的分布在监测区域内的传感器节点组成。
每个传感器节点都具备自主采集环境信息、处理数据并通过无线通信进行传输的能力。
传感器节点之间可以通过无线连接建立起通信网络，将采集到的数据实时传输给基站或其他节点。
无线传感器网络的技术原理主要包括传感器节点的自组织、数据采集与传输以及能源管理。
首先，传感器节点可以通过自组织和自适应的方式建立网络连接，实现动态部署和组网，灵活适应网络拓扑结构的变化。
其次，传感器节点通过感知环境并进行数据采集，将采集到的数据进行处理，并选择合适的传输方式将数据传输给其他节点或基站。
最后，考虑到传感器节点的能源有限，能源管理是无线传感器网络技术的重要方面，包括节点休眠、能量收集与节能优化等。
二、无线传感器网络的典型应用领域1. 环境监测无线传感器网络在环境监测领域的应用得到了广泛关注。
通过部署大量的传感器节点，可以实时监测空气质量、水质、温度、湿度等环境参数，以便及时发现和应对环境污染、灾害等情况。
2. 智能交通利用无线传感器网络技术可以实现智能交通系统的建设与优化。
传感器节点可以实时感知车流量、交通拥堵情况，并将这些信息传输给中心控制系统，该系统可以根据实时数据进行调度，优化交通流量，提高道路利用率，减少交通事故等。
3. 农业监测无线传感器网络可以应用于农业领域，实现对土地、作物、水资源等的实时监测和精确管理。
通过传感器节点采集农田土壤、作物生长环境以及气象等数据，农民和相关管理人员可以及时了解农业生产状况，进行科学决策，提高农业生产效益。
无线传感器网络研究现状与应用
无线传感器网络研究现状与应用一、本文概述无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）是一种由许多在空间上分布的自动装置组成的网络，这些装置能够使用传感器协作地监控不同环境或对象的物理或化学现象，并通过无线方式进行信息传输。
近年来，随着物联网、大数据和等技术的飞速发展，无线传感器网络的研究和应用日益受到关注，成为信息技术领域的一个研究热点。
本文旨在全面综述无线传感器网络的研究现状和应用领域。
我们将对无线传感器网络的基本概念、特点和关键技术进行介绍，包括传感器节点的设计与优化、网络通信协议、能量管理策略等。
接着，我们将对无线传感器网络在环境监测、智能交通、农业物联网、医疗健康、军事防御等领域的应用进行深入探讨，分析其在不同场景下的优势和挑战。
我们还将对无线传感器网络的发展趋势和未来研究方向进行展望，以期为该领域的进一步发展提供参考和借鉴。
通过本文的阐述，我们希望能够为相关领域的学者和工程师提供一个全面而深入的无线传感器网络研究现状和应用概览，同时推动无线传感器网络技术的进一步发展和应用推广。
二、无线传感器网络研究现状无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）是近年来物联网领域研究的热点之一。
随着微型化、低功耗、高性能传感器技术的快速发展，以及无线通信技术的进步，无线传感器网络得到了广泛的应用和深入的研究。
网络拓扑与协议研究：无线传感器网络拓扑结构的研究主要关注如何有效地组织传感器节点，以提高网络的覆盖范围和连通性。
针对传感器节点的能量限制，研究人员还设计了多种节能的通信协议，如跳频扩频、时分复用等，以延长网络的生命周期。
数据融合与处理技术：在无线传感器网络中，由于传感器节点数量众多，产生的数据量巨大。
因此，数据融合与处理技术成为了研究的重点。
数据融合旨在将多个传感器节点的数据融合成一条或多条有用信息，减少数据传输量并提高数据的准确性。
无线传感器网络技术的发展和应用
无线传感器网络技术的发展和应用引言随着物联网、智能家居等领域的发展，无线传感器网络技术也得到了广泛的应用。
无线传感器网络技术的发展已经深入到了我们生活的方方面面。
本文将从技术发展、应用场景和未来趋势三个方面来谈论无线传感器网络技术。
一、技术发展无线传感器网络技术是一种由大量的微型传感器节点构成的自组织网络。
它可以感知、控制和通信等基本功能，实现多种应用，如数据采集、环境监测、医疗保健、智能交通等。
无线传感器网络技术主要经过三个阶段的发展，分别是单一任务网络、多任务网络和智能感知网络。
单一任务网络是最早的无线传感器网络技术，它只能完成单一的任务；多任务网络是在单一任务网络的基础上进一步发展，支持多种任务的同时运行；智能感知网络则是在多任务网络的基础上实现算法的优化和能源的管理，网络更加高效。
二、应用场景无线传感器网络技术的应用场景非常广泛。
它可以应用于城市环境监测、智能家居、工业自动化、医疗保健、军事作战等领域。
城市环境监测方面，可以使用无线传感器网络技术采集城市中的空气、水质、噪声等数据，为城市的环境整治提供数据支持。
此外，它还可以监测城市的交通状况，调整交通信号灯等，实现智能交通系统。
在智能家居方面，无线传感器网络技术可以实现家居设备的联网，通过集中控制器实现家居设备的自动控制和人机交互。
比如，当室内温度过高时，空调会自动打开，当门口有人经过时，门就会自动开启等。
在工业自动化方面，无线传感器网络技术可以实现对工业生产过程中各项参数的检测和控制，提高生产效率。
比如，可以对工业机器设备的健康状况进行实时监测，及时发现故障。
在医疗保健方面，无线传感器网络技术可以实时监测患者的生命体征，比如心率、血氧等，实现远程照护。
此外，它还可以应用于医院的环境检测和药品管理等领域。
在军事作战方面，无线传感器网络技术可以实现战场信息的采集与传输，提高作战效率。
比如，可以对战场上的各种数据，如天气、地形、敌情等实时监控，提供指挥官的决策支持。
无线传感器网络技术的操作教程
无线传感器网络技术的操作教程无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）是一种由大量互联的无线传感器节点组成的网络，用于实时监测和收集环境中的各种信息。
WSN的应用涵盖了智能家居、农业、环境监测以及工业自动化等领域。
本文将为读者介绍无线传感器网络技术的操作教程，包括无线传感器节点的选择与安装、网络拓扑结构的规划、传感器数据的采集与传输、以及网络性能的优化。
一、无线传感器节点的选择与安装在构建无线传感器网络之前，首先需要选择合适的无线传感器节点。
选择节点时应考虑节点的功耗、传输距离、传感器类型以及网络协议等因素。
常见的无线传感器节点有ZigBee、LoRa以及Wi-Fi等。
安装无线传感器节点时需要注意选择合适的位置，以确保节点能够正常工作且能够达到预期的监测效果。
节点的安装高度、安装角度以及通信距离都会对节点的信号接收和传输产生影响。
二、网络拓扑结构的规划网络拓扑结构对于无线传感器网络的表现起着重要作用。
常见的无线传感器网络拓扑结构包括星型、树状和网状结构。
星型结构是最简单的无线传感器网络拓扑结构，所有节点都直接连接到中心节点。
树状结构是一种层次化的结构，各级节点通过父-子关系连接，数据从叶子节点上传输到根节点。
网状结构是一种多对多的结构，节点之间可以直接通信。
选择适当的拓扑结构要根据具体的应用需求和环境条件来确定。
根据节点之间的距离、节点数量以及数据传输需求等因素，选择合适的网络拓扑结构可以提高无线传感器网络的性能和可靠性。
三、传感器数据的采集与传输无线传感器网络通过节点采集环境中的各种信息并将数据传输到目标设备。
传感器数据的采集包括温度、湿度、压力、光照等多种参数。
采集传感器数据时需要注意传感器节点的采样频率和数据精度的选择。
过高的采样频率会增加功耗，而过低的采样频率会导致数据丢失。
同时，还需要考虑数据的压缩和编码算法，以减少数据传输的开销。
数据传输可以通过无线通信方式实现，如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。
无线传感器网络(WSN)技术概述
无线传感器网络（WSN）技术概述无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，简称WSN），是一种由大量分布在监测区域内的无线传感器节点组成的自组织网络。
通过无线通信技术，这些节点可以相互之间进行通信，并将采集到的环境信息传输到基站或其他节点。
WSN技术是当今物联网领域的重要支撑技术之一，具有广泛的应用前景。
一、WSN技术的架构WSN技术的架构主要由传感器节点、网络通信、数据处理和能量管理四个部分组成。
1. 传感器节点传感器节点是WSN技术的基本组成单元，通常由传感器、处理器、存储器和通信模块等组件构成。
传感器用于采集环境信息，如温度、湿度、压力等。
处理器用于对采集到的数据进行处理和分析。
存储器用于存储采集到的数据和运行程序。
通信模块用于与其他节点进行通信。
2. 网络通信在WSN中，节点之间通过无线通信方式进行通信。
常见的无线通信技术包括无线局域网（WLAN）、蓝牙（Bluetooth）和低功耗广域网络（LPWAN）等。
节点之间可以通过广播或点对点通信方式进行数据传输。
3. 数据处理传感器节点采集到的原始数据通常需要进行一定的处理和分析。
数据处理主要包括数据压缩、数据融合和数据挖掘等技术。
通过数据处理，可以减少数据的冗余性，提高数据的有效性，并提取出有用的信息。
4. 能量管理能量管理在WSN技术中非常重要，因为传感器节点通常由电池供电，并且节点通常需要长时间运行。
为了延长节点的寿命，需要对节点的能量进行合理管理。
能量管理包括能量感知、能量节约和能量补充等方面内容。
二、WSN技术的应用领域WSN技术在许多领域具有广泛的应用，在环境监测、农业、工业自动化和智能交通等领域发挥了重要作用。
1. 环境监测WSN技术可以应用于环境监测领域，用于监测空气质量、水质污染等环境参数。
通过部署大量的传感器节点在监测区域内，可以实时的、准确的获取环境信息，对环境状况进行监控和评估。
2. 农业WSN技术可以用于农业生产中，用于监测土壤湿度、气温、光照等参数。
无线传感器网络与物联网技术
无线传感器网络与物联网技术无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）和物联网（Internet of Things，IoT）是现代科技领域中的热门技术。
它们都能够将传感器与互联网连接起来，实现信息的实时监测和远程控制。
本文将详细探讨无线传感器网络和物联网技术的特点、应用以及未来发展方向等方面。
一、无线传感器网络的特点（300字）无线传感器网络是由大量的传感器节点组成的网络，这些节点能够实时采集和传输环境数据。
它具有以下特点：1. 分布式系统：无线传感器网络中的传感器节点分布广泛，可以覆盖较大的区域。
2. 自组织性：传感器节点能够根据网络的需求自行组织成网络，无需外部干预。
3. 节能性：传感器节点通过休眠和节能技术，可以最大限度地延长电池寿命。
4. 自适应性：传感器节点能够根据网络的变化进行自适应调整，保证数据的可靠传输。
二、物联网技术的特点（300字）物联网是将传感器和互联网技术结合起来，实现物理世界和虚拟世界的连接。
它具有以下特点：1. 多样性：物联网可以连接各种不同类型的物体，如家电、车辆、工业设备等，实现信息的共享和交互。
2. 实时性：物联网能够实时采集和传输数据，实现对物体的实时监测和控制。
3. 智能化：物联网可以通过数据分析和人工智能算法，实现对物体的智能化管理和优化控制。
4. 安全性：物联网需要确保数据的安全传输和隐私保护，以防止恶意攻击和数据泄露。
三、无线传感器网络和物联网的应用（500字）无线传感器网络和物联网技术在各个领域都有广泛的应用。
以下列举几个典型的应用领域：1. 环境监测：无线传感器网络可以用于实时监测环境中的温度、湿度、水质等指标，帮助环境保护和灾害预警。
2. 智能农业：利用无线传感器网络和物联网技术，可以实时监测农田中的土壤湿度、气象条件等，帮助农民合理管理农作物。
3. 智能交通：通过在道路上布置传感器节点，无线传感器网络可以实时监测交通流量、路况等信息，帮助交通管理部门优化交通信号控制。
无线传感器网络技术的发展与应用
无线传感器网络技术的发展与应用近年来，随着无线通信和传感技术的飞速发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSNs）在各个领域得到了广泛的应用。
本文将探讨无线传感器网络技术的发展历程以及其在各个领域的应用。
一、无线传感器网络的发展历程无线传感器网络是由大量分布式、自主的传感器节点组成的网络系统，传感器节点配备有感知、处理和通信能力。
无线传感器网络的发展可以追溯到20世纪80年代，当时主要用于军事领域。
随着无线通信技术的进步和成本的降低，无线传感器网络逐渐被应用于其它领域。
在无线传感器网络的发展过程中，主要经历了以下几个阶段：第一个阶段是传感器节点的硬件设计阶段，研究者们致力于设计小型、低功耗的节点设备；第二个阶段是网络结构的优化阶段，研究者们提出了多种网络拓扑结构，如星形、树形、网状等；第三个阶段是通信协议和网络管理的研究阶段，为了提高网络的能效和可靠性，研究者们提出了许多有效的协议和管理机制。
二、无线传感器网络的应用领域1. 环境监测：无线传感器网络广泛应用于环境监测领域，如气象预测、水质监测、大气污染监测等。
通过部署在不同地点的传感器节点，可以实时监测环境参数并进行数据传输和处理，为环境保护和灾害防范提供了重要的支持。
2. 农业应用：无线传感器网络在农业领域的应用可实现精确的农业管理和决策。
通过传感器节点对土壤湿度、温度、光照等关键参数进行监测，可以实现农作物的精细化管理和资源的合理利用，提高农业生产效率和品质。
3. 智能交通：无线传感器网络在智能交通领域的应用主要包括智能交通监测和交通管理两个方面。
通过布设在交通路段的传感器节点，可以实时监测车流量、交通拥堵情况等信息，并采用智能算法进行交通管理，提高道路利用率和交通效率。
4. 健康医疗：无线传感器网络在健康医疗领域的应用可以实现远程医疗和健康监测。
通过佩戴在身体上的传感器节点，可以实时监测人体的生理参数，并将数据传输到医疗机构，实现远程诊断和治疗，提高医疗服务的效率和质量。
无线传感器网络的发展与应用前景
无线传感器网络的发展与应用前景无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是一种由大量分布式无线传感器节点组成的网络系统，能够通过无线通信实现信息采集、处理和传输。
这种先进的技术被广泛应用于环境监测、智能交通、农业、医疗等领域，取得了显著的成就。
本文将探讨无线传感器网络的发展历程以及未来应用前景。
一、无线传感器网络的发展历程无线传感器网络的起源可以追溯到上世纪80年代，当时研究人员开始使用传感器来收集环境数据。
然而，由于技术限制和高成本，这些传感器只能使用有线网络连接。
随着科技的进步，无线传感器网络的发展迎来了突破性的进展。
在20世纪90年代，研究人员开始开发可用于无线通信的低功耗芯片，这使得传感器节点的成本大幅下降，并能够长时间运行。
与此同时，无线通信技术也得到了改善，传感器节点之间可以通过无线信号进行通信，无需额外的有线连接。
这一系列的进步为无线传感器网络的广泛应用奠定了基础。
二、无线传感器网络的应用前景1. 环境监测无线传感器网络在环境监测方面具有巨大的潜力。
通过在大范围地域内部署传感器节点，我们可以实时监测空气质量、水质、土壤湿度等指标，以及检测环境中的异常情况。
这些数据对于环境保护和灾害预警具有重要意义。
未来，无线传感器网络将在各类环境监测领域发挥更大作用。
2. 智能交通随着城市化进程的加速，传统交通系统面临的挑战日益增多。
无线传感器网络可以提供实时交通信息，如道路拥堵状况、停车位的可用性等。
通过收集这些数据，并进行智能分析和管理，我们可以实现交通流优化，缓解拥堵问题，提高交通效率。
因此，无线传感器网络在智能交通领域的应用前景非常广阔。
3. 农业在农业方面，无线传感器网络的应用也非常有前景。
传感器节点可以监测和收集农田的温湿度、土壤状态以及作物生长情况等数据。
这些数据对于农民进行精确的农药和水肥投放、实现智能灌溉等都具有重要价值。
通过无线传感器网络技术的应用，我们可以提高农业生产效率，减少资源浪费。
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2014-2015学年第2学期 物联网技术课程
技 术 报 告 报告题目： 无线传感器网络技术的 ___应用与发展前景___ _ _ 专 业：___软件工程 _________ 班 级： 姓 名：__ ____ _______ 学 号：__ __________ 任课教师： 叶宁
南京邮电大学计算机学院 2015年 3 月 20 日 2
摘 要 随着国内互联网的发展，物联网相关概念也随之进入了人们的视线。物联网是把所有物品通过射频识别等信息传感设备与物联网连接起来，实现智能化识别和管理，是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展，在人类生活和生产服务中具有更加广阔的应用前景。而无线传感器网络技术作为物联网中的一种关键技术，也在人类的生活、军事、空间探索等方面发挥着巨大的作用。 本文介绍了无线传感器网络的定义、背景，并分别讨论了WSN技术在军事、农业、家庭以及环境等方面的应用实例，最后提出了WSN技术在现阶段发展的问题以及在未来更多方面的应用前景。
关键词：无线传感器网络（WSN），应用，远程监控/监测，传感器节点 3
第一章 无线传感器网络概述 1.1无线传感器网络的定义 无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是一种分布式传感网络，就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素
1.2无线传感器网络发展背景 1996年，美国UCLA大学的William J Kaiser教授向DARPA提交的“低能耗无线集成微型传感器”揭开了现代WSN网络的序幕。1998年，同是UCLA大学的Gregory J Pottie教授从网络研究的角度重新阐释了WSN的科学意义。在其后的10余年里，WSN网络技术得到学术界、工业界乃至政府的广泛关注，成为在国防军事、环境监测和预报、健康护理、智能家居、建筑物结构监控、复杂机械监控、城市交通、空间探索、大型车间和仓库管理以及机场、大型工业园区的安全监测等众多领域中最有竞争力的应用技术之一。美国商业周刊将WSN网络列为21世纪最有影响的技术之一，麻省理工学院(MIT)技术评论则将其列为改变世界的10大技术之一。
1.3无线传感器网络的意义 随着通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的发展进步，包括微电子机械系统（Micro-Electro-Mechanical Systems， MEMS）以及相关的接口、信号处现技术的飞速发展和日益成熟，具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器网络引起了人们的极大关注。无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息妙理技术和通信技术，能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理；获得详尽而准确的信息，传送到需要这些信息的用户。无线传感器网络系统可以被广泛地应用于国防军事、工业过程控制、国家安全、环境监测等领域。 美国国防刻和各军事部门都对传感器网络给予了高度重视。在C4ISR的基础上提出了C4KISR计划，强调战标情报的感知能力、信息的综合能力和信息的利用能力，把传感器网络作为一个重要研究领域，设立了一系列的军事传感器网 4
络研究项目，如美国陆军2001年提出了“灵巧传感器网络通信”计划，已被批准为2001财政年度的一项科学技术研究计划．并在2001～2005财政年度期间实施；美国海军最近开展的网状传感器系统CEC（cooperative engagement capability），即使是今天最先进的反舰巡航导弹也会被实时地监测到并被击中。 在民用领域， 2002年，美国 Intel公司发布了“基于微型传感器网络的新型计算发展规划”。今后，Intel将致力于微型传感器网络在预防医学、环境监测、森林灭火乃至海底板块调查、行星探查等领域的应用。伯克利实验室和大西洋学院的研究人员计划部署和使用无线传感器网络来研究岛上环境。这些传感器由温度、湿度、气压等芯片和红外线传感器组成。科学家们使用这些设备可以在不干扰野生动植物正常生活的情况下监视它们及其生存环境。 英国、日本、意大利等国家的一些大学和研究机构也纷纷开展了该领域的研究工作。学术界的研究主要集中在传感器网络技术和通信协议的研究上，也开展了一些感知数据查询处理技术的研究，取得了一些初步研究结果。 国内研究机构如中科院、清华大学、国防科技大学。电子科技大学、哈尔滨工业大学以及浙江大学等学术团体对传感器网络进行了跟踪研究。 中国计算机学会青年计算机科技论坛于2004年11月在北京召开了中国第一次关于Wireless sensor network的专题报告会。讨论了Wireless sensor network技术及其在中国的发展问题。 毋庸置疑，跟踪国外传感器网络技术的发展，并做出开创性的研究工作，对我们国家国防现代化以及实验流体力学的发展也具有重要的意义。
第二章 无线传感器网络技术的应用 2.1 WSN在军事方面的应用 2.1.1 战场侦查与监控 战场侦查与监控的基本思想，是在战场上布设大量的WSN，以收集和中继信息，并对大量的原始数据进行过滤；然后把重要信息传送到数据融合中心，将大量信息集成为一幅战场全景图，以满足作战力量“知己知彼”的要求，大大提升指挥员对战场态势的感知水平。 典型的WSN应用方式是用飞行器将大量微传感器节点散布于战场地域，并自组成网，将战场信息边收集、边传输、边融合。系统软件通过解读传感器节点 5
传输的数据内容，将它们与诸如公路、建筑、天气、单元位置等相关信息，以及其他WSN的信息相互融合，向战场指挥员提供一个动态的、实时或近实时更新的战场信息数据库，为各作战平台更准确地制定战斗行动方案提供情报依据和服务，使情报侦察与获取能力产生质的飞跃。 对战场的监控可以分为对己方的监控和对敌方的监测，包括军事行动侦察与非军事行动的监测。通过在己方人员、装备上附带各种传感器，并将传感器采集的信息通过汇聚节点送至指挥所，同时融合来自战场的其他信息，可以形成己方完备的战场态势图，帮助指挥员及时准确地了解武器装备和军用物资的部署和供给情况。 通过飞机或其他手段在敌方阵地大量部署各种传感器，对潜在的地面目标进行探测与识别，可以使己方以远程、精确、低代价、隐蔽的方式近距离地观察敌方布防，迅速、全方位地收集利于作战的信息，并根据战况快速调整和部署新的WSN，及时发现敌方企图和对我方的威胁程度。通过对关键区域和可能路线的布控WSN，可以实现对敌方全天候的严密监控。 2.1.2 目标定位 WSN中感知目标信息的节点将感知信息广播(无线传送)到管理节点，再由管理节点融合感知信息，对目标位置进行判断的过程称为目标定位。目标定位是WSN的重要应用之一，为火力控制和制导系统提供精确的目标定位信息，从而实现对预定目标的精确打击。 由于WSN具有扩展性强、实时性和隐蔽性好等特点，使得它非常适合对运动目标进行跟踪定位，为指挥中心提供被跟踪对象的实时位置信息。WSN的目标定位应用方式可以分为侦测、定位、报告三个阶段。在侦测阶段，每个传感器节点随机“启动”以探测可能的目标，并在目标出现后计算自身到目标的距离，同时向网络广播包括节点位置及与目标的距离等内容的信息。在定位阶段，各节点根据接收到的目标方位与自身位置信息，通过最大似然、三边测量或三角测量等方法，获得目标的位置信息，然后进入报告阶段。在报告阶段，WSN会向距离目标较近的传感器节点广播消息，使之启动并加入跟踪过程，同时WSN将目标信息通过汇聚节点传输到管理节点或指挥所，实现对目标的精确定位。 2003年美国国防高级研究计划局主导的的Network Embed and System Technology项目成功验证了WSN技术的准确定位能力。该项目采用多个廉价音频传感器节点协同定位敌方狙击手，并标识在所有参战人员的个人计算机中，三维空间的定位精度可达1．5 m，定位延迟达2 s，甚至能显示出敌方狙击手采用跪姿和站姿射击的差异，使指挥员和战斗员的作战态势感知能力产生了质的飞跃。 2.1.3 毁伤效果评估 战场目标毁伤效果评估是对火力打击后目标毁伤情况的科学评价，是后续作战行动决策的重要依据。当前应用较多的目标毁伤效果评估系统主要依托于无人机、侦察卫星等手段，但这些手段均受到飞行距离近、过顶时间短、敌方打击威胁或天气等因素的制约，无法全天时对打击目标进行抵近侦查并对毁伤效果做出 6
正确评估。 WSN系统中，价格低、生存能力强的传感器节点可以通过飞机或火力打击时的导弹、精确制导炸弹附带散布于攻击目标周围。在火力打击之后，传感器节点通过对目标的可见光、无线电通信、人员部署等信息进行收集、传递，并经过管理节点进行相关指标分析，可以使作战指挥员及时准确地进行战场目标毁伤效果评估。这一方面可以使指挥员能够掌握火力打击任务的完成情况，适时调整火力打击计划和火力打击重点，实施正确的决策提供科学依据；另一方面，也可以最大限度地优化打击火力配置，集中优势火力对关键目标进行打击，从而大大提高作战资源利用率。
2.2 WSN在农业方面的应用 2.2.1温度自动调控 蔬菜生产中，温室生产规模正在逐步扩大，传统温室监控系统成本高，移动性差等问题很突出。近年来，节能高效的WSN技术正在温室监控领域兴起。基于WSN的温度监控系统由汇聚节点和子节点构成。将传感器分布在温室中监控温室内土壤温度、湿度、PH值、光照强度等，通过无线网络传到汇聚结点，汇聚结点对数据进行处理，将命令通过无线网络下发给调控节点，调控节点根据所得命令对灌溉设备、加热器等进行控制，改变温室条件。汇聚节点还可接受人工控制，与互联网连接，使用户可以进行远程监控。
图2.2.1 基于无线传感器网络的温室监控系统结构图 2.2.2 基于WSN的动物监测平台的应用
随着人们消费需求的增长，市场竞争不断加剧，饲养场面临来自国际贸易、环境保护、市场需求等各方面的压力。同时猪和牛饲养中的牲畜口蹄疫、疯牛病和猪瘟等重大动物疾病时有发生，如何利用科技技术提高生产水平和科学饲养是养殖场面临的重要问题。能否对饲养对象的实时健康状况监测及在疫情发生、发生疾病或发情等特殊情况下及时采取相应措施，是个挑战的事情。传统饲养场人工获取畜养动物生理数据的方法已经相对落后，其及时性、长期性、方便性及多样性等方面都处在较低水平，这些都减弱了饲养场的信息化水平和竞争力，急需