無線傳感器網絡在環(huán)境監(jiān)測中的應用

時間：2021-06-07

近年來，隨著無線傳感器網絡技術的迅猛發(fā)展，人們對于環(huán)境保護和環(huán)境監(jiān)督提出了較高要求，越來越多的企業(yè)和機構都致力于在環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中應用無線傳感器網絡技術。通過無線傳感器網絡的實際效果來看，無線傳感器網絡技術無疑在推動經濟社會發(fā)展、促進國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化、滿足人民日益增長的美好生活需要等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。

一、無線傳感器網絡是什么？

無線傳感器網絡是一項通過無線通信技術把數以萬計的傳感器節(jié)點以自由式進行組織與結合進而形成的網絡形式。構成傳感器節(jié)點的單元分別為：數據采集單元、數據傳輸單元、數據處理單元以及能量供應單元。

數據采集單元通常都是采集監(jiān)測區(qū)域內的信息并加以轉換，比如光強度跟大氣壓力與濕度等；

數據傳輸單元則主要以無線通信和交流信息以及發(fā)送接收那些采集進來的數據信息為主；

數據處理單元通常處理的是全部節(jié)點的路由協(xié)議和管理任務以及定位裝置等；

能量供應單元為縮減傳感器節(jié)點占據的面積，會選擇微型電池的構成形式。

無線傳感器網絡當中的節(jié)點分為兩種，一個是匯聚節(jié)點，一個是傳感器節(jié)點。匯聚節(jié)點主要指的是網關能夠在傳感器節(jié)點當中將錯誤的報告數據剔除，并與相關的報告相結合將數據加以融合，對發(fā)生的事件進行判斷。匯聚節(jié)點與用戶節(jié)點連接可借助廣域網絡或者衛(wèi)星直接通信，并對收集到的數據進行處理。

二、無線傳感器網絡的實際應用

無線傳感器網絡技術應用于環(huán)境監(jiān)測，改變了以往單一傳感器**、定時測量的模式。實現(xiàn)了對觀測對象多角度（多種類傳感器）、同步、連續(xù)測量。因此獲得的數據較全面，較有代表性，便于描述觀測對象空間與時間變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)其內在聯(lián)系。

三、環(huán)境監(jiān)測對無線傳感器節(jié)點的要求

環(huán)境監(jiān)測傳感器通常安裝在室外**的地區(qū)，例如揚塵監(jiān)測儀、自動氣象站等傳感器設備，這類設備在室外傳輸數據時，*受到干擾和其他信號的攻擊，從而造成系統(tǒng)故障，導致影響傳輸效率。因此，為了保證傳感器網絡之間的通信就需要根據檢測環(huán)境，對傳感器網絡節(jié)點提出一定的要求。

1、體積小

傳感器網絡節(jié)點應該在體積上足夠小，保證對目標系統(tǒng)本身不會造成影響，在某些場合甚至需要節(jié)點能小到不被覺察的程度，以完成特殊任務。因此各節(jié)點的能源提供模塊體積也要小。

2、環(huán)境適應性強

作為環(huán)境監(jiān)測的傳感器節(jié)點經常安放于環(huán)境較為惡劣，人跡罕至的區(qū)域。因此，節(jié)點能源提供模塊需要具備較強的環(huán)境適應能力，主要是工作溫度，水密性等指標應滿足使用需要。

3、放電特性穩(wěn)定

隨著芯片制造技術和傳感器技術的發(fā)展，節(jié)點傳感器、處理器和無線收發(fā)模塊的功耗大大降低。因此，節(jié)點對供電系統(tǒng)瞬時放電能力的要求不是很高，但持續(xù)放電穩(wěn)定性對系統(tǒng)使用及壽命影響較大。

4、成本低

低成本是傳感器節(jié)點的基本要求。只有成本低，才能大量布置，因此供電模塊不能使用價格昂貴的技術方案。

5、無污染

應用于環(huán)境監(jiān)測的節(jié)點由于使用環(huán)境艱險且數量巨大，因而能源模塊必須采用無污染或低污染的技術方案。

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