无线传感网的应用实例(精选3篇)
(Technology ReviewTechnology Review)
WSN排名第一。相同的
2019年,当美国“商业周刊”的未来技术特别版讨论了四种主要的新技术WSN
还包括。
2。WSN的组成和特征
WSN由大量的无线传感器组成,以自组织的方式(见图1)。
它使用节点中各种传感器的内置形式来测量环境中的信息。
检测各种必需的数据并通过网络传输到所需的位置
正方形。
无线传感器通常通过数据采集单元,处理电源和其他零件无线传输。
传感器通常由数据采集单元,处理电源和其他零件组成(见图2)。
受监视的物理信号的形式决定了传感器的类型,例如温度传感
监视强烈的声音压力等。嵌入式数字传感器通常用于处理。
监视强烈的声音压力等。嵌入式数据传输单元通常用于处理
它由低功率和短距离无线通信模块组成。小型操作系统选择
传输单元主要由低功率和短距离无线通信模块组成。
微型操作系统使用嵌入式操作系统,例如VXWorks,
μCOS-II,μClinux,Tinyos等。
与系统相比,传感器网络具有一些独特的特征,主要是:
1。节点密集,每个都是传感器和路线。 2。计算有限
能力,通信和电源;
3。独特的基础通信传输介质; 4。传感器节点之间没有中心,
自组织,多跳交流; 5。可以同时通过多个来源和主机路由
数据输入; 6。网络非常强大,具有良好的可扩展性。
3。WSN及其概述的应用领域
3.1军事领域
无线传感器网络是可以快速部署,自组织和隐藏的。
它的特征是高容错性,因此非常适合军事应用。使用无线传输
传感器网络可以监视敌军和设备以及对战场的实时监控
视觉,目标定位,战场评估,核和生化攻击监测
和搜索功能。目前,许多国际机构都基于战场需求。
背景扩展。例如,美国军方进行了C4KISR计划,
SmartSenSorweb,智能传感器网络通信,无人值守的接地传输
传感器组,传感器网络系统,网格传感器系统CEC等
在军事应用方面,该技术的长期目标是使用飞机或火灾
大炮和其他发射设备,它们根据一定密度分发大量廉价传感器节点
在要测试的区域中,各种外围参数开元ky888棋牌官网版,例如温度,湿度,声音,
收集了各种信息,例如磁场和红外光线,然后由传感器本身构造
通过网关,互联网,卫星和其他渠道将网络传输回信息中心。
该技术可用于对我们的敌人进行军事信息监控。在友好的人员,设备和手臂上
安装传感器节点以识别并控制您自己的情况。由敌人
部署各种传感器,以了解自己和敌人并采取主动权。此外,
技术
可用于用于智能武器的指南,与雷达,卫星等合作。
利用自己的近距离环境,它可以避免盲点并使武器有效
显着改善。
3.2环境科学
随着人们对环境的更多关注,环境科学已经参与了
越来越广泛。很难以传统方式收集原始数据。
传感器网络为该领域的随机研究数据获取提供了便利,例如
跟踪迁徙鸟类和昆虫的迁移,研究环境变化对农作物的影响,并监测
测试海洋,大气和土壤等的组成等。警报系统中有几种传输
传感器监视降雨,河水水平和土壤水分,并相应预测爆发
闪光的可能性。同样,传感器网络对于森林火灾是准确且及时的
本地预测也应该有所帮助。
3.3农业领域
无线传感器网络具有出色的技术优势。它可用于监视耕作
灌溉条件,土壤空气变化,牲畜和家禽的环境条件以及
面积的表面检测。在细小的农业中,监测农作物中的害虫,
土壤pH和施肥状况,等等。
WSN系统通常通过环境监视节点,基站,通信系统和互连连接。
网络和监视软件和硬件系统组成。 ,根据需要进行测试
具有不同功能的传感器放置在该区域,并形成一个网络以长期和大规模监视它们
轻微的气候变化,包括温度,湿度,风,大气,降雨,
收集相关土地的湿度,氮浓度和土壤pH
科学预测有助于农民抗击灾难,减少灾难,科学植物并获得更高的农民
作物产量。方便通信和轻松部署无线传感器网络的优点,
使其适用于控制节水灌溉。同时,节点还具有土壤
参数和气象参数的测量功能与Internet和GPS技术相结合。
它可以更方便地实现灌溉区,收集和改进作物水需求信息的动态管理
数量控制专家系统的构建可以进一步实现高效率,低能消耗和低投资
多功能农业节水灌溉平台。在温室,庭院花园中可用
高速公路隔离区,农田井灌溉区和其他地区,以实现农业和生态节
定量,标准化,建模和集成水技术,以促进节水行业
快速健康的发展。
3.4工业和其他领域
在工业方面,煤矿,石化和冶金行业对工作人员来说是安全且易燃的。
监测爆炸性和有毒物质的成本仍然很高,无线传感器网络
在使某些操作员摆脱高风险环境的同时,它们也增加了风险状况
反应准确性和速度。
在施工领域,无线传感器网络的使用可以允许采用大型无线传输
传感器网络允许建筑物,桥梁和其他建筑物感觉和
意识到他们的状况,安装了网络智能建筑动力学
关心您自己的感受和对他们处境的认识,以便安装网络的网络智能
建筑运营告诉管理部门的状态信息,以便管理层可以遵循
优先考虑定期维护工作。
在家庭方面,智能家居系统的设计目标是连接房屋中的各种备份。
提高,以便他们可以自动运行并互相合作作为乘员,以尽可能提供
便利和舒适。
在医疗服务方面,无线传感器网络正在检测人类的生理数据和老年人健康
Kangstat医院无线传感器网络正在检测人类的生理数据和老年人健康
疾病医院药物管理和远程医疗可以发挥出色的作用。
将温度收集,呼吸,血压和其他测量传感器放在患者身上。
可以远程学习患者的病情。使用互联网长期收集人类生理学
数据,这些在新药的开发中非常有用。
第2条:无线传感器网络的应用程序案例
无线传感器网络的应用程序案例
摘要:无线传感器WSN是一种集成的感应功能和驱动控制能力
资源受限的嵌入式设备,这些设备集成了功率,计算能力和通信功能。
基于对传感器网络的组成和特征的简要介绍,本文概述了
军事,环境保护,农业,工业和其他主要领域的WSN
应用。深入分析和讨论其申请示例,并最终提出了先前的发展
场景分析的结论。关键字:无线传感器网络组成功能应用程序示例
大型场景
1。简介
近年来,无线通信,集成电路,传感器和微电机电系统
(MEMS)等技术的快速发展促进了低成本,低功率消耗和多功能
无线传感器的大量生产。无线传感器是一个集成的传感函数
与驱动程序控制功能,计算功能和通信功能集成的资源有限
嵌入式设备。无线传感器网络(WSN)由大量无线传感器组成
由设备组成的无线临时网络旨在协作,收集和处理
管理网络覆盖区域中感知对象的信息并将信息传输到所需的信息
用户。
WSN被认为是21世纪最重要的技术之一,将为人类服务
未来的生活方式产生了深远的影响。 2003年2月,美国
技术评论杂志(技术评论)审查了人类的未来
WSN排名第一。相同的
2019年,当美国“商业周刊”的未来技术特别版讨论了四种新技术时,
WSN也包括在内。
2。WSN的组成和特征
WSN由大量的无线传感器组成,以自组织的方式(见图1)。
它利用节点内置的各种传感器的帮助来测量其所在环境
检测到数据的信号通过网络传输到数据
你想要的地方。
无线传感器通常通过数据采集单元,数据处理单元和数据传输。
输入单元,电源和其他零件由(见图2)组成。受监视的物理信号的形式
确定传感器的类型,例如监视温度的温度传感器,监视声音
强度声音压力传感器等。处理器通常使用嵌入式处理器。数字
传输单元主要由低功率和短距离无线通信模块组成。微
打字操作系统使用嵌入式操作系统,例如VXWorks和µ
cos-ii,µ斜角,tinyos等。
与传统网络相比,传感器网络具有一些独特的特征,主要是:
1。节点是致密的,每个节点既是传感器又是路由器。
2。计算和通信功能和电源有限;
3。独特的基础通信传输介质;
4。传感器节点,自组织和多个啤酒花通信之间没有中心;
5。数据可以同时通过多个来源 - 清点路由传输;
6。网络具有强大的鲁棒性和良好的可扩展性。
3。WSN及其概述的应用领域
3.1军事领域
无线传感器网络是可以快速部署,自组织和隐藏的。
它的特征是高容错性,因此非常适合军事应用。使用无线传输
传感器网络可以监视敌军和设备以及对战场的实时监控
视觉,目标定位,战场评估,核和生化攻击监测
和搜索功能。目前,许多国际机构都基于战场需求。
背景扩展。例如,美军进行了C4KISR计划和聪明
传感器网,智能传感器网络通信,无人值守的接地传感器
组,传感器网络系统,网格传感器系统CEC等。
在军事应用方面,该技术的长期目标是使用飞机
或启动炮兵大炮等设备,以将大量廉价传感器节点传输到一定密度
将布放在要测试的区域中,以及周围的参数,例如温度,湿度,声音
收集了各种信息,例如声音,磁场,红外光线,然后是传感器本身
通过网关,互联网,卫星和其他渠道将构建的网络传输回信息。
心。
该技术可用于对我们的敌人进行军事信息监控。在友好的人员,设备和手臂上
安装传感器节点以识别并控制您自己的情况。由敌人
部署各种传感器,以了解自己和敌人并采取主动权。此外,
项目技术可用于智能武器的指南,并与雷达,卫星等相匹配。
共同利用自己的近距离环境,它可以避免盲点并实现武器的使用
效果得到了极大的改善。
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3.2环境科学
随着人们对环境的更多关注,环境科学已经参与了
越来越广泛。很难以传统方式收集原始数据。
传感器网络为该领域的随机研究数据获取提供了便利,例如
跟踪迁徙鸟类和昆虫的迁移,研究环境变化对农作物的影响,监测
测试海洋,大气和土壤等的组成等。警报系统中有几种类型
传感器监视降雨,河水水平和土壤水分,并相应预测爆炸
山洪泛滥的可能性。同样,传感器网络对于森林火灾和
时间和地点的预测也应该有所帮助。
3.3农业领域
无线传感器网络具有出色的技术优势。它可用于监视耕作
灌溉条件,土壤空气变化,牲畜和家禽的环境条件以及
面积的表面检测。在细小的农业中,监测农作物中的害虫,
土壤pH和施肥状况,等等。
WSN系统通常通过环境监视节点,基站,通信系统和互连连接。
网络和监视软件和硬件系统组成。如图所示,人们可以
将不同功能的服务放置在要测试并形成网络的区域中,这是一个长期的大规模
监视累积土地的少量气候变化,包括温度,湿度开yun体育官网入口登录app,风,大气,
降雨,收集相关土地的湿度,氮浓度和土壤pH值,等等。
这将做出科学预测,以帮助农民抗击灾难,减少灾难,科学植物并获得
较高的作物产量。
无线传感器网络的优势方便通信和易于部署,使它们在
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它可以用于控制水灌溉。同时,节点还具有土壤参数和气体
可以比较图像参数的测量能力以及Internet和GPS技术
更方便地实现灌溉区域的动态管理,收集作物水需求信息和精确控制
专家系统的构建可以进一步实现高效率,低能消耗,低投资和多重效率
功能性农业节水灌溉平台。可在温室,庭院,花园,高速上购买
道路隔离区,农田井灌溉区和其他领域,以实现农业和生态水的技术
定量,标准化,建模和集成技术,以促进节水行业的快速发展
速度和健康发展。
3.4工业和其他领域
在工业方面,煤矿,石化和冶金行业对工作人员来说是安全且易燃的。
监测爆炸性和有毒物质的成本仍然很高,无线传感器网络
在使某些操作员摆脱高风险环境的同时,它们也增加了风险状况
反应准确性和速度。
在体系结构领域,无线传感器网络可以允许建筑物,桥梁和
其他建筑物可以感觉到并意识到它们的状况,这使它们安装了
传感器网络的智能建筑物会自动告诉管理部门的状态信息。
这使管理部门可以根据优先级进行定期维护工作。
就家庭而言,智能家居系统的设计目标是将各种房屋带入住宅。
连接居住设备,以便它们可以自动运行,相互协作,因为
提供尽可能多的便利和舒适感。
在医疗服务方面,无线传感器网络正在检测人类的生理数据和老年人
健康状况,医院药物管理和远程医疗可以做得很好
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体温收集,呼吸,血压和其他测量感的作用
医生可以远程了解患者的病情。长时间使用传感器网络
从人类那里收集生理数据,这对于新药的开发非常重要
有用。
4。WSN的申请案例
4.1军事领域
由于无线传感器网络是密度且随机分布的,因此
非常适合在恶劣的战场环境中使用,包括侦察敌人情况和监视士兵
力,设备和材料以及生化攻击和其他用途的判断。
示例:美国国防部视觉研究机构已投资数千万美元来帮助
帮助大学执行“情报
灰尘”传感器技术开发。 Harber Research总裁Almendinger
预测:智能防尘传感器和相关技术销售将是2004年
2010年,1000万美元增加到数十亿美元。
在此阶段,软件,硬件,通信,传感器和其他技术
基于该技术,已成功应用以下系统。
示例:2005年,美国军方成功测试了UME
中国cross产品形成的枪击定位系统。如图1所示
节点放在建筑物周围,可以有效地
根据某些程序,形成了一个网络来进行紧急情况(例如
发现枪声,爆炸源等)提供了帮助和反恐
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力量。
示例:美国科学应用程序国际公司使用无线传输
传感器网络建立了一种电子外围防御系统,以促进美军
提供军事防御和情报信息。在此系统中,使用了多个微磁铁
仪表传感器节点可检测某人是否携带枪支以及是否在驾驶车辆
同时,使用声传感器,系统还可以监视车辆或移动
人群。
示例:美国SSW系统作为军事战术工具,可以指向战场
工匠提供了一个来自大型传感器矩阵的动态更新数据库。
并及时为相关的战斗人员提供实时或近实时的战场信息,包括
通过载人和无人接地车辆,无人机,空气,海洋
高分辨率数字地图,三维地形特征,从卫星获得的多个重量
光谱图形和其他信息。
4.2环境科学
示例:2010年,Wuxi在今年年底之前建造了86个自动水质监测站。
通过无线传输实时数据,台湾湖每天24小时自动监控,并完成
结合陆上屏幕控制和环境卫星遥感,形成对台湾水域的“三合一”监测
与过去主要依赖手动检查和取样的监视方法相比,系统是感觉
技术监控节省了时间,精力,并且更有效。
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示例:上海Jiaotong大学自动化系基于气体污染来源的集中衰减模式
已经开发了气源估计和定位系统。同样,可以推广该技术
在放射性元件,化学元素等的跟踪和定位中。
示例:澳大利亚的CSRIO ICT研究中心将动物节点放在动物中
在对动物的生理状况(脉搏,血压)和外部环境的测试中
制作了完美的草放牧和动物模型。
示例:2005年,澳大利亚科学家使用无线传感器网络来检测
在澳大利亚北部的蟾蜍分布。因为蟾蜍的尖叫声响亮而独特,所以
因此,使用声音作为检测功能非常有效。研究人员将收集
该信号当场在节点上处理,然后将处理的少量结果数据发送回
给控制中心。通过处理,您可以粗略地了解蟾蜍的分布和栖息地
健康)状况。
示例:这是用于室内无线传感器网络环境监视的系统设计。
基于基于无线传感器网络的传统智能建筑物,
无线传感器网络
室内安全和环境监测系统,可以检测房间的空气
先前的智能建筑物的质量,温度和湿度,漏水,漏气和火灾警报
与此信息的处理增加相比,可以避免灾难。
该系统使用室内无线传感器网络和广泛无线网络的组合
对于信息传输和控制,基于FPGA的控制器有利于更好的未来
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降低功耗和成本。
示例:美国俄勒冈研究生院已在哥伦比亚河上建立了13个站点
监视每个站点区域的流速,盐度,温度和水位。
示例:美国的警报系统使用各种传感器来监视降雨。
河流水平和土壤水分,因此预测了山洪暴发的可能性。
4.3农业领域
示例:根据Dajiang.com财务管理渠道,Kunming将于2011年4月12日
在文章“ Lun Coast为智能农业赋予黄金翅膀”的文章中,它再次见证了我们国家
无线传感器网络的应用正在进行中。短期无线通信的Kunlun海岸公司
标准,芯片和产品技术领域的积累已独立开发,以支持
基于此技术的无线传感网络中自组织和自我维护的系统
基本上开发了具有独立知识产权的智能温室的无线温度和湿度采购
能够提供24/7的集成系统,无人看管,无维护和依赖功率
无线温度和湿度获取服务。
示例:Digital Sun Company的自动洒水系统
许多国际媒体目前正在收到S.Sense无线传感器
报告。它使用无线传感器来感知土壤的水分和
如有必要,与接收器进行通信,控制灌溉系统的阀门已打开/关闭
实现自动和节水灌溉的目的。
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自动洒水系统数字太阳系统的主要模型
示例:可以读取许多宝贵的药物材料的增长规则
通过无线通道,卫星或互联网对该技术进行准确测量和传输
将其注入控制中心,以便可以准确地掌握这种类型的药物的生长周期和水
,湿度,光,雨水和其他信息。根据分析结果,农业人员
可以在人工环境中进行现实的模拟,这有望提高产量并提高稀疏性。
药物材料短缺。
示例:2008年,湖南农业大学提出了一个基于的无线传感器
该网络的自动节水灌溉施工解决方案是使用无线传感器设计的
该网络实现了农田土壤水分信息的实时收集和传输,并通过灌溉控制它
灌溉管道由制造商控制,并且在不同地区实时调整土壤水分以实现
优质农业要求的时空差异和水资源有效利用。
示例:使用适当的传感器,例如压电传感器,加速度传感器
设备,超声传感器,湿度传感器等可以有效地构建三维
三维保护检测网络(见图8)。该系统可用于监视桥梁,
道路环境,例如高架桥,高速公路等。对于许多旧桥梁,码头很长
在此期间,传感器可以放在码头的底部以进行感测
桥码头结构;它也可以放置在桥的两侧或底部,以收集桥梁的温度,
湿度,振动振幅,桥墩的侵蚀程度等可以减少桥梁破裂的发生
生命和财产丧失。
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4.4工业和其他领域
示例:根据RFID世界网络和数字时代2011的工业领域
3月14日,Advantech无线传感网络被完全启动。 Advantech
他Chunsheng的技术总经理指出,无线传感器网络(WSN),
通过微芯片,宇宙的物理量,例如温度和湿度,流动,
然后,水位变成电流或电压,以便计算机可以读取,
这样的技术可以实现多面阶段的应用。
示例:建筑领域,WSN用于博览会公园。没有创建墙壁
ping expo公园依靠无线,无形开元棋官方正版下载,智能和无人看管的电力
子档。不仅如此,无线传感器网络还连接了博览会建筑物,展览和
生态环境信息等在关键部分中,例如主梁和地基建筑物的基础柱,
传感器节点可以执行变形监视;它可以安装在空调通风口中并随机分散
布的微型传感器可用于防止展览馆温度,湿度,二氧化碳和有毒
对环境参数(例如有害气体和噪声)的全面监控;在展示柜和展览中排列
周围的传感器节点可以是防盗,反触电等。此外,内置的功率
子标签(RFID)的博览会门票,以及访问卡和无线访问
带有付款功能的“移动机票”是物联网系统的所有微型终端。
示例:就家庭而言,智能家庭网络是指在家庭环境中未应用的应用程序。
线路传感器网络。在家里,部署各种传感器,例如红外传感器
,烟雾传感器,RFID门磁性传感器以监视家中的某些环境
信息,这些传感器通过自组织建立智能家庭网络。
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因此,本文设计的智能家居门户主要实现WSN网络和
Internet和GSM网络互连。显然,聪明的家门口是整体
家庭网络的核心主要实现了对Internet和GSM网络的访问。
遥控器和实施协议转换以连接到家庭内部网络的能力
有能力的。目前,基于PC解决方案的家庭门户不仅昂贵,而且需要计算
计算机始终在打开,因此对于普通用户来说,家庭门户
如果单个8位或16位单一单一,则应使用廉价的嵌入式CPU
芯片计算机由于速度慢和资源有限而无法获得复杂的控制。
不理想。
示例:医疗领域,研究人员开发多个加速传感器
无线传感器网络系统,用于监视人类行为模式,例如坐着,
站立,撒谎,步行,跌倒,爬行等(见图11)。该系统使用多个
传感器节点安装在人体的几个特征部分。实时人体的系统
由动作产生的三维加速度信息被提取,集成和分类。
监视界面显示被检测到的人的行为模式。该系统有一个小产品
它可以成为一些老年人和流动性困难的患者的安全助理。同时,
该系统也可以适用于某些残疾人的康复中心,并且患者的各种
精确测量肢体恢复的进度,从而为康复解决方案的设计带来宝藏
昂贵的参考。
图11:基于无线传感器网络技术的人类行为监测系统
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5。结论
WSN是研究的热门话题,未来具有广泛的发展前景。
高科技之一。它是传感器技术,嵌入式系统技术,MEMS
多个学科的交集,例如技术,分布式信息处理技术和无线通信技术
集成为我们提供了获取和处理信息的新方法。
WSN的应用程序前景非常吸引人。经典应用主要涉及军事,工业,
在环境领域,新兴申请将涉及家庭使用,业务管理,医疗保健,农业,
运输等等。可以预测,在不久的将来,WSN将没有
不在这里。由于WSN对国家和社会具有重要意义,因此本文针对我们国家
提出了国家条件,设计框架和两个设计框架,用于在该国应用WSN。
特定的方向,即水状况监测系统和交通监控系统,以及许多其他
智能应用程序和复杂系统都可以采用相同的设计思想。
参考
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