交通/醫療/農業(yè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )應用分析

成都弱電公司訊：

傳感器節點(diǎn)可以連續不斷地進(jìn)行數據采集、事件檢測、事件標識、位置監測和節點(diǎn)控制，傳感器節點(diǎn)的這些特性和無(wú)線(xiàn)連接方式使得無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的應用前景非常廣闊，能夠廣泛應用于環(huán)境監測和預報、健康護理、智能家居、建筑物狀態(tài)監控、復雜機械監控、城市交通、空間探索、大型車(chē)間和倉庫經(jīng)管，以及機場(chǎng)、大型工業(yè)園區的平安監測等領(lǐng)域。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的深人研究和廣泛應用，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )逐漸深入到人類(lèi)生活的各個(gè)領(lǐng)域而受到業(yè)內人士的重視。

在生態(tài)環(huán)境監測和預報中的應用

在環(huán)境監測和預報方面，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )可用于監視農作物灌溉情況、土壤空氣情況、家畜和家禽的環(huán)境和遷移狀況、無(wú)線(xiàn)土壤生態(tài)學(xué)、大面積的地表監測等，可用于行星探測、氣象和地理研究、洪水監測等?；跓o(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )，可以通過(guò)數種傳感器來(lái)監測降雨量、河水水位和土壤水分，并依此預測山洪爆發(fā)描述生態(tài)多樣性，從而進(jìn)行動(dòng)物棲息地生態(tài)監測。還可以通過(guò)跟蹤鳥(niǎo)類(lèi)、小型動(dòng)物和昆蟲(chóng)進(jìn)行種群復雜度的研究等。

隨著(zhù)人們對環(huán)境的日益關(guān)注，環(huán)境科學(xué)所涉及的范圍越來(lái)越廣泛。通過(guò)傳統方式采集原始數據是一件困難的工作。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )為野外隨機性的研究數據獲取提供了方便，特殊是如下幾方面：將幾百萬(wàn)個(gè)傳感器散布于森林中，能夠為森林火災地點(diǎn)的判定提供最快的信息；傳感器網(wǎng)絡(luò )能提供遭受化學(xué)污染的位置及測定化學(xué)污染源，不需要人工冒險進(jìn)入受污染區；判定降雨情況，為防洪抗旱提供準確信息；實(shí)時(shí)監測空氣污染、水污染以及土壤污染；監測海洋、大氣和土壤的成分。

Crossbow的MEP系列就是其中之一。這是一種小型的終端用戶(hù)網(wǎng)絡(luò )，主要用來(lái)進(jìn)行環(huán)境參數的檢測。該系統包括了2個(gè)MEP410環(huán)境傳感器節點(diǎn)，4個(gè)MEP510濕度/溫度傳感器。溫度壓力傳感器是由溫度敏感元件和檢測線(xiàn)路組成的。溫度傳感器從使用的角度大致可分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi)，前者是讓溫度傳感器直接與待測物體接觸，來(lái)敏感被測物體溫度的變化，而后者是使溫度傳感器與待測物體離開(kāi)一定的距離，檢測從待測物體放射出的紅外線(xiàn)，從而達到測溫的目的。傳統的熱電偶、熱電阻、熱敏電阻及半導體溫度傳感器都是將溫度值經(jīng)過(guò)一定的接口電路轉換后輸出模擬電壓或電流信號，利用這些電壓或電流信號即可進(jìn)行測量控制。而將模擬溫度傳感器與數字轉換接口電路集成在一起，就成為具有數字輸出能力的數字溫度傳感器。隨著(zhù)半導體技術(shù)的迅猛發(fā)展，半導體溫度傳感器與相應的轉換電路、接口電路以及各種其它功能電路逐漸集成在一起，形成了功能強大、精確、價(jià)廉的數字溫度傳感器。

在交通經(jīng)管中的應用

在交通經(jīng)管中利用安裝在道路兩側的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )系統，可以實(shí)時(shí)監測路面狀況、積水狀況以及公路的噪音、粉塵、氣體等參數，達到道路保護、環(huán)境保護和行人健康保護的目的。

1995年，美國交通部提出了“國家智能交通系統項目規劃”，預計到2025年全面投入使用。這種新型系統將有效地使用傳感器網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行交通經(jīng)管，不僅可以使汽車(chē)按照一定的速度行駛、前后車(chē)距自動(dòng)地保持一定的距離，而且還可以提供有關(guān)道路堵塞的最新消息，推薦最佳行車(chē)路線(xiàn)以及提醒駕駛員避免交通事故等。

由于該系統將應用大量的傳感器與各種車(chē)輛保持聯(lián)系，人們可以利用計算機來(lái)監視每一輛汽車(chē)的運轉狀況，如制動(dòng)質(zhì)量、發(fā)動(dòng)機調速時(shí)間等。根據具體情況，計算機可以自動(dòng)進(jìn)行調整，使車(chē)輛保持在高效低耗的最佳運轉狀態(tài)，并就潛在的故障發(fā)出警告，或直接與事故搶救中心取得聯(lián)系。目前在美國的賓西法尼亞州的匹茲堡市就已經(jīng)建成有這樣的交通信息系統，并且通過(guò)電臺等媒體附帶產(chǎn)生了一定商業(yè)價(jià)值。

道路兩側的傳感器結點(diǎn)可以實(shí)時(shí)監測道路破損、路面不平等情況，在暴雨時(shí)可以監測路面積水情況，并將這些數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)的發(fā)送到相關(guān)部門(mén)，便于相關(guān)部門(mén)對道路進(jìn)行檢修或者發(fā)布道路積水警報及進(jìn)行險情排除等工作。道路兩側的傳感器結點(diǎn)還可以實(shí)時(shí)監測公路附近的環(huán)境狀況，例如噪音、粉塵及有毒氣體濃度等參數，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )系統將這些數據實(shí)時(shí)發(fā)送出去，便于有關(guān)部門(mén)對道路情況進(jìn)行監測。Senera的系統，可用于監測橋梁、高架橋、高速公路等道路環(huán)境。對許多老舊的橋梁，橋墩長(cháng)期受到水流的沖刷，傳感器能放置在橋墩底部用以感測橋墩結構；也可放置在橋梁兩側或底部，搜集橋梁的溫度、濕度、震動(dòng)幅度、橋墩被侵蝕程度等，能減少斷橋所造成生命財產(chǎn)的損失。在舊金山，200個(gè)聯(lián)網(wǎng)微塵已被部署在金門(mén)大橋，這些微塵用于確定大橋從一邊到另一邊的擺動(dòng)距離——可以精確到在強風(fēng)中為幾英尺。當微塵檢測出移動(dòng)距離時(shí)，它將把該信息通過(guò)微型計算機網(wǎng)絡(luò )傳遞出去，信息最后到達一臺更強大的計算機進(jìn)行數據分析，任何與當前天氣情況不吻合的異常讀數都可能預示著(zhù)大橋存在平安隱患，系統將根據這一信息通知工程師對其進(jìn)行修繕，以確保橋梁在遭受地震或另外自然災害時(shí)仍保持完好無(wú)損。

智能交通系統(ITS)是在傳統的交通體系的基礎上發(fā)展起來(lái)的新型交通系統，它將信息、通信、控制和計算機技術(shù)以及另外現代通信技術(shù)綜合應用于交通領(lǐng)域，并將“人-車(chē)-路-環(huán)境”有機地結合在一起。在現有的交通設施中增加一種無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，將能夠從根本上緩解困擾現代交通的平安、通暢、節能和環(huán)保等問(wèn)題，同時(shí)還可以提高交通工作效率。因此，將無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)應用于智能交通系統已經(jīng)成為近幾年來(lái)的研究熱點(diǎn)。智能交通系統主要包括交通信息的采集、交通信息的傳輸、交通控制和誘導等幾個(gè)方面。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )可以為智能交通系統的信息采集和傳輸提供一種有效手段，用來(lái)監測路面與路口各個(gè)方向上的車(chē)流量、車(chē)速等信息。它主要由信息采集輸入、策略控制、輸出執行、各子系統間的數據傳輸與通信等子系統組成。信息采集子系統主要通過(guò)傳感器來(lái)采集車(chē)輛和路面信息，然后由策略控制子系統根據設定的目標，并運用計算方法計算出最佳方案，同時(shí)輸出控制信號給執行子系統，以引導和控制車(chē)輛的通行，從而達到預設的目標。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )在智能交通中還可以用于交通信息發(fā)布、電子收費、車(chē)速測定、停車(chē)經(jīng)管、綜合信息服務(wù)平臺、智能公交與軌道交通、交通誘導系統和綜合信息平臺等技術(shù)領(lǐng)域。