自動(dòng)化技術(shù)熱點(diǎn):無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
2007/11/19 9:18:00
無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN,wireless sensor networks)是當(dāng)前在國際上備受關(guān)注的、涉及多學(xué)科高度交叉、知識(shí)高度集成的前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域。它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等,能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對(duì)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(luò)方式傳送到用戶終端,從而實(shí)現(xiàn)物理世界、計(jì)算世界以及人類社會(huì)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(shè)備,采集數(shù)據(jù),發(fā)送指令。若把WSN各個(gè)傳感器或執(zhí)行單元設(shè)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(shí)間”,就可從某一?!岸棺印蹦抢锏玫狡渌魏巍岸棺印钡男畔ⅰW鳛闊o線自組雙向通信網(wǎng)絡(luò),傳感網(wǎng)絡(luò)能以最大的靈活性自動(dòng)完成不規(guī)則分布的各種傳感器與控制節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng),同時(shí)具有一定的移動(dòng)能力和動(dòng)態(tài)調(diào)整能力。
對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深入研究,得到更先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和路由算法;無線設(shè)備制造能力的提高,導(dǎo)致無線收/發(fā)器件價(jià)格越來越低。這一切足以令眾多廠商早早投入精力,研制價(jià)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(jià)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(luò)模塊和相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議;市場上高性價(jià)比的無線模塊不斷涌現(xiàn)。這些都使WSN技術(shù)擁有極好的研發(fā)環(huán)境和推廣機(jī)會(huì),并取得了可喜成就。
WSN的應(yīng)用非常靈活廣泛,典型應(yīng)用有:
(a)WSN可用于醫(yī)療設(shè)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(shè)備的負(fù)重。
(b)采用WSN建設(shè)農(nóng)業(yè)環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng),用同一套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備完成風(fēng)、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(fù)雜性,降低設(shè)備成本。
(c)石化、冶金行業(yè)對(duì)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(shí),提高險(xiǎn)情的反應(yīng)精度和速度。
(d)歐洲的“DELTA計(jì)劃”在汽車出廠前就把車載信
標(biāo)集成在車載計(jì)算機(jī)中,作車輛識(shí)別和車輛與路側(cè)設(shè)備
通信的必選器件,還可構(gòu)成自動(dòng)定位和汽車導(dǎo)航等更完
整的應(yīng)用。
(e)WSN多技術(shù)組合時(shí),運(yùn)用M2M(machine to machine,machine to mobile,mobile to machine)概念,把WSN接入移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),既滿足網(wǎng)絡(luò)接入的要求,又達(dá)到低成本和靈活移動(dòng)的目的,二者的完美結(jié)合可實(shí)現(xiàn)無所不在的通信環(huán)境和便宜實(shí)惠的應(yīng)用效果。M2M與WSN聯(lián)合應(yīng)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(shè)備實(shí)際上是具有溫度和濕度傳感器的WSN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它不能替代樟腦丸的防蛀、防霉作用.但是當(dāng)該設(shè)備檢測到衣櫥或衣帽間中溫濕度不適合衣物保存時(shí),可通過手持遙控器,以手機(jī)短信或留言的方式。通知戶主作適當(dāng)處理。值得一提的是,采用WSN技術(shù)制造電子樟腦丸擁有非常誘人的價(jià)格,僅須40元人民幣。雖然獨(dú)立的GPRS等模塊造價(jià)高昂,但其成本分?jǐn)偟较到y(tǒng)中數(shù)以百計(jì)的設(shè)備上,就不再昂貴。這正是WSN技術(shù)的魅力所在。
參考文獻(xiàn):無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
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(shè)備,采集數(shù)據(jù),發(fā)送指令。若把WSN各個(gè)傳感器或執(zhí)行單元設(shè)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(shí)間”,就可從某一?!岸棺印蹦抢锏玫狡渌魏巍岸棺印钡男畔ⅰW鳛闊o線自組雙向通信網(wǎng)絡(luò),傳感網(wǎng)絡(luò)能以最大的靈活性自動(dòng)完成不規(guī)則分布的各種傳感器與控制節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng),同時(shí)具有一定的移動(dòng)能力和動(dòng)態(tài)調(diào)整能力。
對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深入研究,得到更先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和路由算法;無線設(shè)備制造能力的提高,導(dǎo)致無線收/發(fā)器件價(jià)格越來越低。這一切足以令眾多廠商早早投入精力,研制價(jià)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(jià)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(luò)模塊和相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議;市場上高性價(jià)比的無線模塊不斷涌現(xiàn)。這些都使WSN技術(shù)擁有極好的研發(fā)環(huán)境和推廣機(jī)會(huì),并取得了可喜成就。
WSN的應(yīng)用非常靈活廣泛,典型應(yīng)用有:
(a)WSN可用于醫(yī)療設(shè)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(shè)備的負(fù)重。
(b)采用WSN建設(shè)農(nóng)業(yè)環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng),用同一套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備完成風(fēng)、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(fù)雜性,降低設(shè)備成本。
(c)石化、冶金行業(yè)對(duì)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(shí),提高險(xiǎn)情的反應(yīng)精度和速度。
(d)歐洲的“DELTA計(jì)劃”在汽車出廠前就把車載信
標(biāo)集成在車載計(jì)算機(jī)中,作車輛識(shí)別和車輛與路側(cè)設(shè)備
通信的必選器件,還可構(gòu)成自動(dòng)定位和汽車導(dǎo)航等更完
整的應(yīng)用。
(e)WSN多技術(shù)組合時(shí),運(yùn)用M2M(machine to machine,machine to mobile,mobile to machine)概念,把WSN接入移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),既滿足網(wǎng)絡(luò)接入的要求,又達(dá)到低成本和靈活移動(dòng)的目的,二者的完美結(jié)合可實(shí)現(xiàn)無所不在的通信環(huán)境和便宜實(shí)惠的應(yīng)用效果。M2M與WSN聯(lián)合應(yīng)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(shè)備實(shí)際上是具有溫度和濕度傳感器的WSN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它不能替代樟腦丸的防蛀、防霉作用.但是當(dāng)該設(shè)備檢測到衣櫥或衣帽間中溫濕度不適合衣物保存時(shí),可通過手持遙控器,以手機(jī)短信或留言的方式。通知戶主作適當(dāng)處理。值得一提的是,采用WSN技術(shù)制造電子樟腦丸擁有非常誘人的價(jià)格,僅須40元人民幣。雖然獨(dú)立的GPRS等模塊造價(jià)高昂,但其成本分?jǐn)偟较到y(tǒng)中數(shù)以百計(jì)的設(shè)備上,就不再昂貴。這正是WSN技術(shù)的魅力所在。
參考文獻(xiàn):無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
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