无线传感网络的发展现状及研究中的关键技术教学内容
无线传感器研究背景目的意义及现状与发展趋势教程文件
无线传感器研究背景目的意义及现状与发展趋势1 研究背景随着无线技术的快速发展和日趋成熟，无线通信也发展到一定的阶段，其发展的技术越来越成熟，方向也越来越多，越来越重要，大量的应用方案开始采用无线技术进行数据采集和通信。
微机电系统和低功耗高集成数字设备的发展，使得低成本、低功耗、小体积的传感器节点得以实现。
这样的节点配合各类型的传感器，可组成无线传感器网络（WSN）。
无线传感网络是一种开创了新的应用领域的新兴概念和技术。
广泛应用于战场监视、大规模环境监测和大区域内的目标追踪等领域。
传感技术、传感网络已经被认定为最重要的研究之一。
因为无线传感器网络节点一般采用电池供电，工作环境通常比较恶劣，而且数量大、更换非常困难，所以低功耗是无线传感器网络最重要的设计准则之一，因此，它迫切需要对传统的嵌入式应用开发进行更新和改进，需要精心设计的软硬件系统，以使其可靠而耐用。
2003年,美国《技术评论》杂志论述未来新兴十大技术时,WSN被列为第一;美国《今日防务》杂志更认为WSN的应用和发展将引起一场划时代的军事技术革命和未来战争的变革。
可以预测,WSN是信息感知和采集的一场革命,是21世纪最重要的技术之一[2]。
低功耗无线传感模块，便是组成无线传感网络的节点。
此方面的研究由来已久，是计算机应用的扩展，采用了大规模集成电路和嵌入式技术，使用智能微处理器对采集到的信息进行处理和加工。
现已广泛应用于社会建设的各个层面和人们的日常生活当中。
但过去的研究有的只考虑低功耗而性能不高，有的性能高但是功耗太大。
因此，在无线传感技术应用如此广泛的今天，在保证无线传感模块性能的同时又能实现其低功耗具有一定的理论和现实意义。
2 研究目的及意义2.1 研究目的当前对于无线传感技术的研究仍然处在一个高速发展的阶段，低功耗就是其发展方向之一，而低功耗与高性能的结合实现还不完全。
因此，为了更好的实现无线传感模块的功能，增加模块的可靠性和使用寿命，通过对无线传感节点的硬件功耗的分析，确定无线传感模块各单元的基本功率消耗，并进行相应比较，确定需重点降耗的单元，在此基础上结合当前对低功耗无线传感模块的研究，通过对比分析选择合适的芯片完成对低功耗无线传输模块的自主设计和制作。
无线传感器网络应用技术综述
无线传感器网络应用技术综述摘要：传感器被越来越多地布置到实际的网络环境中，用于实现某些应用。
无线传感器网络已经成为了科学研究领域最前沿的课题之一，引起了工业界和学术界众多研究者的关注。
通过总结相关方面的工作，综述在不同领域中无线传感器网络的实际应用，并对具体应用的一些重要特性进行分析，在此基础上提出若干值得继续研究的方面。
关键词：无线传感器；网络应用一、无线传感器网络简介随着微机电系统的迅速发展，片上系统SoC(System on Chip)得以实现，一块小小的芯片可以传递逻辑指令，感知现实世界，乃至做出反应。
无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network)，这一由大量具有片上微处理能力的微型传感器节点组成的网络，引起了工业界和学术界众多研究者的关注。
传统的传感器网络通常由两种节点：传感器节点(sensor)和接收器节点(sink)组成。
传感器节点负责对事件的感知和数据包的传输；接收器节点则是数据传输的目标节点，一般具有人机交互界面，并可以接入其它类型的网络体系。
传感器网络以其低成本、低功耗的特点，在军事、环境监测、医疗健康等领域都有着广泛的应用。
在本文中，对大量现有无线传感器和无线传感器网络的应用进行分析，从节点移动性、节点互联方式、网络数据规模、网络分层结构等方面进行分析和比较。
并在此基础上，提出若干值得继续研究的方面，为挖掘传感器网络新的应用打下基础。
二、无线传感器网络的特点目前常见的无线网络包括移动通信网、无线局域网、蓝牙网络、ad hoc网络等，与这些网络相比，无线传感器网络具有以下特点：（1）硬件资源有限。
节点由于受价格、体积和功耗的限制，其计算能力、程序空间和内存空间比普通的计算机功能要弱很多。
这一点决定了在节点操作系统设计中，协议层次不能太复杂。
（2）电源容量有限。
网络节点由电池供电，电池的容量一般不是很大。
任何技术和协议的使用都要以节能为前提。
（3）自组织。
无线传感网络技术的研究现状和发展趋势
无线传感网络技术的研究现状和发展趋势随着物联网的快速发展，无线传感网络技术逐渐成为关注的热点。
无线传感网络是由大量传感器节点组成的无线网络，能够对物理或化学量进行测量、感知、处理和传输等多项任务。
该技术有望推动智能城市、智能交通、智能工厂等方面的发展，因此备受学者和产业界的关注。
本文将介绍无线传感网络技术的研究现状和发展趋势。
一、无线传感网络技术的研究现状1、节点设计传感器节点是无线传感网络的基本单元，它需要具有小巧灵活、低功耗、高性能、易部署等特点。
近年来，有学者提出了各种新型传感器节点设计方案，如无源/半无源传感器节点、多传感器节点、组合式节点等。
无源/半无源传感器节点是指将电力来源从传统的电池、太阳能等换成环境能源，如无线充电、温差发电等，以降低节点的功耗成本和维护难度。
多传感器节点是指一种节点集成多种传感器，提高网络测量精度及传感应用的灵活性。
组合式节点则是指在满足节点特定任务需求的前提下，将已有元件（如集成电路、微处理器等）组合便能达到令人满意的性能。
这种方案既省设计成本，又能满足差异化需求。
2、网络拓扑网络拓扑是指无线传感网络中各节点的编号、位置、连接方式等。
常见的拓扑结构有星型、树型和网状结构。
随着新型应用的出现，研究者们不断地探索符合实际场景需求的新型拓扑结构。
例如，分簇拓扑是传感网络中的一种重要拓扑结构，主要是将传感节点按聚集距离远近分组，然后指定一组节点为簇头节点，该节点进行数据处理和转发，并与上层节点通信，达到良好的数据整合效果。
3、网络通信网络通信是无线传感网络技术的核心之一。
面对信道质量恶劣、多传感器数据通信问题等，研究人员们提出了各种新算法和协议。
例如，多跳通信是一种传感器节点间经常采用的数据传输方式，它通过中继节点传递数据，从而实现跨越较长距离的数据传输。
此外，近年来一些学者也尝试利用构建信道模型的方法深入挖掘信道特性，提高网络的通信质量。
二、无线传感网络技术的发展趋势1、智能化未来，无线传感网络技术将更加接近人工智能。
无线传感器网络发展现状研究
无线传感器网络发展现状研究引言近年来,由于微电子技术、计算技术和无线通信技术的进步,使得大量低功耗、多功能、低成本的无线传感器问世,由多个传感器共同构成的网络系统吸引了大量学者的兴趣。
无线传感器网络(WSN)就是在监测区域内布置大量具有信息采集、数据处理及无线通信能力的节点,整体形成一个多跳自组织网络系统,共同完成某些功能,在环境监测、交通运输、医疗等领域的科学研究中得到广泛应用。
无线传感器网络的传感器节点通常配备一个或多个不同类型的传感器,用于完成不同物理数据的采集。
同时节点上还配置有微处理器、存储器、电源、射频收发器和执行器等。
与传统的传感器网络不同,WSN体积小,价格便宜,因而节点的能量(如存储空间、计算能力、通信带宽、通信范围等)相对较弱。
此外,WSN节点常常由电池供电,并且常常工作于恶劣的环境甚至是敌方区域,不能提供电池补给或更换,因而电源也是约束传感器节点的一个重要因素。
节点通常由无线通信设备通过多跳的方式将数据发送到基站,再由基站传送到指挥中心。
WSN领域的研究目标是满足上述约束条件的同时完成指定任务。
引入新的设计理念,开发或改进现有的协议,开创新的应用领域,开发新的算法,都成为WSN研究热点。
本文总结了近年来WSN关键支持技术新的协议、算法以及应用。
1 无线传感器网络的应用无线传感器网络由许多不同类型的节点(如地震、低采样率电磁传感器、温度、视觉、红外声音和雷达等)构成。
WSN的应用,可以分为监测和追踪两类。
监测应用包括室外室内环境监测、健康状况监测、库存监测、工厂生产过程自动化、自然环境监测等方面。
跟踪的应用有目标跟踪、动物跟踪、汽车跟踪、人的跟踪等。
1.1 公共卫生WSN可用于残疾人监测、病人监测、诊断、医院药品管理系统。
C.R.Badker 等人指出,在公共卫生医疗监测中应用WSN能提高现有卫生和病人监测状况。
文中提出了4种应用原型:婴儿监测、提醒聋人、血压监测与追踪、消防员身体特征信号监测。
无线传感网络
无线传感网络一、无线传感网络的概念：无线传感网络WSN（WirelessSensorNetwork）或译无线感知网络，是一种由传感器节点构成的网络，通过大量低成本、资源受限的传感节点设备协同工作实现某一特定任务。
是一种全新的信息获取和处理技术。
它综合了传感技术、嵌入式计算技术、现代网络技术、无线通信技术、分布式智能信息处理技术等。
总之无线传感网络就是一种让观察者做到目视千里，耳听八方的新型科技。
二、无线传感网络的特点：1、无线传感网络可以自组织网络，网络自动配置，自动识别节点这包括自动组网、对入网的终端进行身份验证、防止非法用户入侵。
2、无线传感网络规模大，包括了大面积的空间分布，可以形成形成大面积的监视网络。
3、无线传感网络属于.动态性网络，它的能源受限制：网络大多工作在无人区或者对人体有伤害的恶劣环境中，环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化，更换电源几乎是不可能的事。
这就要求传感器网络系统要能够适应这种变化。
4、无线传感网络具有自动管理和高度协作性：在无线传感网络中，数据处理由节点自身完成，这样做的目的是减少无线链路中传送的数据量。
5、可靠的网络：传感器网络特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域，所以网络必须具有高度的可靠行才能完成人们的需求。
二、无线传感网络的现状：目前的无线传感网络发展主要集中在几个方面，协议通信层，网络管理技术层，网络支撑技术层等。
在国际上比较有代表性和影响力的实用和研发项目有遥控战场传感器系统(Remote Battlefield Sensor System,简称REMBASS --伦巴斯),网络中心战(NCW)及灵巧传感器网络(SSW)), 智能尘(smart dust),Intel®Mote,Smart-Its 项目,SensIT,SeaWeb,行为习性监控(Habitat Monitoring)项目,英国国家网格，美军"狼群"地面无线传感器网络，英特尔研究实验室研究人员将处方药瓶大小的32 个传感器连进互联网,以读出缅因州"大鸭岛"上的气候。
无线传感器网络(WSN)发展现状及困境
科技发展的脚步越来越快，人类已经置身于信息时代。
而作为信息获取最重要和最基本的技术——传感器技术，也得到了极大的发展。
传感器信息获取技术已经从过去的单一化渐渐向集成化、微型化和网络化方向发展，并将会带来一场信息革命。
具有感知能力、计算能力和通信能力的无线传感器网络（WSN，wirelesssensornetworks）综合了传感器技术、嵌人式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，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。
由于WSN的巨大应用价值，它已经引起了世界许多国家的军事部门、工业界和学术界的广泛关注，被广泛地应用于军事，工业过程控制、国家安全、环境监测等领域。
无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等多种领域，是当前计算机网络研究的热点。
一、发展概述早在上世纪70年代，就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形，我们把它归之为第一代传感器网络。
随着相关学科的不断发展和进步，传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力，并通过与传感控制器的相联，组成了有信息综合和处理能力的传感器网络，这是第二代传感器网络。
而从上世纪末开始，现场总线技术开始应用于传感器网络，人们用其组建智能化传感器网络，大量多功能传感器被运用，并使用无线技术连接，无线传感器网络逐渐形成。
无线传感器网络是新一代的传感器网络，具有非常广泛的应用前景，其发展和应用，将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。
发达国家如美国，非常重视无线传感器网络的发展，IEE（E正在努力推进无线传感器网络的应用和发展，波士顿大学（BostonUNIversity）还于最近创办了传感器中国测控网络协会（SensorNetworkConsortium），期望能促进传感器联网技术开发。
无线传感网络关键技术研究
无线传感器网络国内外研究现状概要
无线传感器网络国内外研究现状摘要:无线传感器网络(WSN综合了传感器技术、微电子机械系统(MEMS嵌入式计算技术.分布式信息处理技术和无线通信技术,能够协作地实时感知、采集、处理和传输各种环境或监测对象的信息.具有十分广阔的应用前景,成为国内外学术界和工业界新的研究领域研究热点。
本文简要介绍了无线传感器网络的网络结构、节点组成,分析了无线传感器网络的特点及其与现有网络的区别。
进而介绍现有无线传感器网络中的MAC层技术、路由技术、节点技术和跨层设计等关键技术。
最后展望无线传俄器网络的应用和发展并指出关键技术的进步将起到决定性的促进作用。
关键词:无线传感器网络节点MAC层路由协议跨层设计Abstract: Wireless sensor network (WSN is integration of sensor techniques, Micro-Electro-Mechanical Systems, embedded computation techniques, distributed computation techniques and wireless communication technique. They can be used for sensing, collecting, processing and transferring information of monitored objects for users. As a new research area and interest hotspot of academia and industries, Wireless Sensor Network(WSN has a wide application future. This paper briefly introduced the wireless sensor network of networks, nodes, the analysis of the characteristics of wireless sensor networks and the differences wihthe existing networks. And the MAC layer technology, routing technology, joint cross-layer design technology and key technology are introduced . At last the prospects of wireless sensor network are discussed in this article.Key Words: Wireless Sensor Network, node, MAC, routing protocol, Cross-layer design一、概述随着通信技术、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。
电子信息技术中的无线传感网络技术
电子信息技术中的无线传感网络技术无线传感网络技术在电子信息技术领域的应用越来越广泛，它是一种基于无线通信技术和传感器技术相结合的新型网络技术。
本文将从无线传感网络的基本概念、无线传感节点、无线通信协议以及无线传感网络的应用领域等方面进行阐述。
一、无线传感网络的基本概念无线传感网络（WSN）是一种可以自组织、自适应和自愈的分布式无线网络，由大量的低成本、低功耗的微型传感器节点组成，这些节点分布在感兴趣区域内，通过无线通信进行数据采集、处理和传输。
无线传感网络具有灵活性、可靠性和高实时性等特点，可以广泛应用于环境监测、农业、医疗和工业自动化等领域。
二、无线传感节点无线传感网络的核心是无线传感节点，它是由传感器、处理器、存储器、无线通信模块和能量供应模块等组成的微型设备。
传感器负责感知环境中的物理和化学参数，将采集到的数据传输给处理器进行处理和分析。
无线通信模块负责与其他节点进行通信，将数据传输到目标终端。
能量供应模块可以通过蓄电池、太阳能电池等方式为节点提供能量。
三、无线通信协议在无线传感网络中，无线通信协议起着至关重要的作用。
当前，常用的无线通信协议有ZigBee、WiFi和Bluetooth等。
ZigBee是一种低速、低功耗、短距离的无线通信协议，适用于大规模的传感网络。
WiFi是一种高速、长距离的无线通信协议，适用于小规模的传感网络。
Bluetooth是一种短距离、低功耗的无线通信协议，适用于个人设备之间的数据传输。
根据实际需求选择适合的无线通信协议可以提高传感网络的性能和可靠性。
四、无线传感网络的应用领域无线传感网络技术在各个领域都有着广泛的应用。
首先，它在环境监测领域发挥着重要作用。
通过大量的传感节点，可以对环境中的温度、湿度、光照等参数进行实时监测，帮助人们更好地了解环境状况。
其次，在农业领域，无线传感网络可以实现对农作物的实时监测，提高农作物生长的效率与质量。
同时，在医疗领域，无线传感网络可以用于监测病人的生命体征，并传输给医生进行远程诊断和治疗。
无线传感网络技术的研究与应用
无线传感网络技术的研究与应用随着科技的不断发展，无线传感网络技术在各个领域的研究与应用日益广泛。
无线传感网络技术是一种能够将大量分布在特定区域的传感器节点进行无线通信和数据传输的技术。
本文将探讨无线传感网络技术的研究方向及其应用，并对其发展前景进行展望。
无线传感网络技术的研究方向包括传感器节点的设计、无线通信协议以及数据处理与管理等。
首先，传感器节点的设计是无线传感网络技术研究的核心之一。
传感器节点的设计需要考虑功耗、传感器选择、尺寸等因素，以满足各种应用场景的需求。
例如，针对环境监测中的空气质量传感器，需要精确测量空气中的污染物浓度，节点设计需要具备高精度、低功耗等特点。
其次，无线传感网络技术的研究还包括无线通信协议的设计与优化。
传感器网络中的传感器节点通常资源有限，因此需要设计适用于无线传感网络的高效低功耗通信协议。
例如，低功耗的MAC协议能够有效延长节点的寿命。
最后，数据的处理与管理是无线传感网络技术研究的又一重要方向。
大规模无线传感网络所产生的海量数据需要进行高效处理和管理，以提取出有价值的信息。
数据处理与管理的关键在于能够实现数据压缩、数据融合和数据挖掘等技术，以满足不同应用场景对数据处理与管理的需求。
无线传感网络技术的应用涉及众多领域，包括环境监测、工业控制、智能交通等。
首先，无线传感网络技术在环境监测领域具有广泛的应用前景。
通过在地质、气象、污染物等监测中部署大量的传感器节点，可以实现对环境的实时监测与预警。
例如，在地震监测中，通过将地震传感器节点分布在地震易发区域，能够实时采集地震参数，并实现对地震活动的预警与分析。
其次，无线传感网络技术在工业控制中的应用也具有重要意义。
通过将传感器节点部署在工业生产线上，可以实现对生产过程的实时监测与控制。
例如，在工业自动化中，通过与PLC等设备的连接，实现对设备状态的远程监测和控制，能够提高生产效率和质量。
此外，无线传感网络技术在智能交通领域也有广泛的应用。
无线传感器网络国内外研究现状
无线传感器网络国内外研究现状1 无线传感器网络简介 (1)2 无线传感器网络的国外研究现状 (2)3 无线传感器网络的国内研究现状 (3)1 无线传感器网络简介随着传感器技术、嵌入式计算技术、通信技术和半导体与微机电系统制造技术的飞速发展,具有感知、计算存储和通信能力的微型传感器应用于军事、工业、农业和宇航各领域。
无线网络传感器是集传感器执行器、控制器和通信装置于一体, 集传感与驱动控制能力、计算能力、通信能力于一身的资源（计算、存储和能源）受限的嵌入式设备。
由这些微型传感器构成的无线传感器网络能够实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种监测对象信息, 并对这些信息进行处理, 传送给需要这些信息的用户。
无线传感器网络(WSN)是由大量的具有通信和计算能力的微小传感器节点，以无线的方式连接构成的自治测控网络。
一种普遍被接受的无线传感器网络的定义为:大规模、无线、自组织、多跳、无分区、无基础设施支持的网络，其中节点是同构的，成本较低、体积较小，大部分节点不移动，被随意散布在工作区域，要求网络系统有尽可能长的工作时间。
一个典型的无线传感器网络的系统架构包括分布式无线传感器节点(群) 、接收发送器汇聚节点、互联网或通信卫星和任务管理节点等。
无线传感器网络具有价格低廉、体积小、组网方便、灵活等特点。
从21世纪开始，无线传感器网络成为多学科交叉前沿研究热点，引起了世界各国的极大关注。
WSN由具有传感器模块、数据处理模块、交换路由模块和无线通信模块等大量传感器节点，通过交换传输组成多跳的自组织、自学习无线通信网络系统，把感知对象的信息发送给控制者。
WSN已成为一种全新的信息获取、处理、传输和控制系统，并在军事、工业、商业、医疗、灾害预报等领域有着广阔应用前景。
WSN经历了从智能传感器、无线智能传感器到无线传感器网络的3个发展阶段。
智能传感器将计算能力嵌入到传感器中，使传感器节点不仅具有据采集能力，而且具有信息处理能力。
无线传感网络技术的研究现状与应用
无线传感网络技术的研究现状与应用无线传感网络技术是指通过传感器节点搭建起来的一种多节点的网络结构，该网络结构由无线通信和传感器技术组成，能够对周围环境进行实时监测，进行数据处理、存储和传输。
在近几年中，无线传感网络技术一直是众多学者和企业关注的重点领域之一，也是新兴技术发展中备受关注的方向。
本文将介绍无线传感网络技术的研究现状与应用。
一、无线传感网络技术的研究现状在近年来，随着无线传感网络技术的不断发展，该技术得到了越来越多的重视和广泛应用。
经过多年的技术积累和进步，无线传感网络技术的研究现状已经全面提升，在多个方向上都有了更丰富和实用的成果。
1. 无线节点的设计无线传感网络中最重要的部分就是传感器节点的设计，一般节点的设计是需要考虑到两个方面的问题：能耗和通信质量。
在传感器节点的设计中，需要研究新的能源管理策略和低功耗设计技术。
同时，为了提高通信质量，需要研究新的传输机制，以及改进数据传输的效率，提高通信的稳定性和可靠性。
2. 网络拓扑结构的研究网络拓扑结构是指无线传感网络中各种节点之间的互联关系。
优化网络拓扑结构能够有效地提高网络整体性能和可靠性。
在研究中，通过对不同的拓扑结构进行比较和分析，进一步提高了无线传感网络的能力和效率。
3. 路由技术的研究在网络中节点之间的通信协议就是路由技术。
通过对路由技术的不断研究和改进，必然能进一步提高网络整体性能。
当前已经出现了很多种不同的路由协议，如LEACH、TEEN和PEGASIS 等，在不同情境下广泛应用，且大大提高了网络的性能和效率。
二、无线传感网络技术的应用随着无线传感网络技术的发展，这项技术已经被广泛应用在各个领域中，如环境监测、智能交通、医疗保健、安防监控等。
1. 环境监测无线传感网络技术可以实时监测环境中的各个参数，如温度、湿度、大气压力、光照、降雨等。
特别是在大气污染、水污染、地震、叶绿素含量等重要能够提供更为准确的数据和信息。
2. 智能交通无线传感网络技术可以为智能交通提供一种新的解决方案。
无线传感网络技术的新进展与应用
无线传感网络技术的新进展与应用近年来，随着技术的不断更新与进步，无线传感网络技术已经逐渐成为人们关注的焦点。
它可以应用在不同领域，如环境监测、智能交通、医疗卫生、能源管理等等，具有广泛的应用前景。
本文将着重讨论无线传感网络技术的新进展与应用，分别从技术发展、智能交通以及环境监测方面进行阐述。
一、技术发展无线传感网络技术指的是一种网络结构，其主要由多个分布在一个区域内的传感器节点组成。
它们可以通过无线方式进行通信，并可通过传感器采集数据，用来分析并得出所需的信息。
在无线传感网络发展的初期，其主要存在的问题是节点的能量耗尽问题。
随着技术的逐步完善，现在已经出现了一些新的解决方案，如能量有效的无线传感网络技术。
这种技术可以通过选择低功耗的硬件与协议、优化能量管理和最大限度地减少通讯的时间来提高网络的能量利用效率，从而延长网络的寿命。
另外，无线传感网络技术在通信效率和可靠性方面也取得了重大进展。
目前，网络协议和通讯技术都已经得到了优化和改善，使得无线传感网络技术可以更加稳定、有效地工作，从而实现更高效的数据采集和传输。
二、智能交通随着城市化的发展，交通问题已经成为了一个国家所面临的重要的问题，尤其是高速公路的拥堵问题已经非常严重。
而无线传感网络技术的出现可以有效解决这些问题。
无线传感网络技术可以通过在高速公路上安装传感器节点，及时采集交通状况等数据，并将数据实时传输到后台算法系统中进行分析处理，从而对于路况进行调整和优化，以提高高速公路的通行效率和安全性，让司机和乘客更加享受安全、快捷、舒适的出行体验。
此外，无线传感网络技术还可以通过智能交通信号的优化，来避免或者减少车辆之间的碰撞事故，降低车辆行驶时间和能源消耗，从而提高了道路间交通运输的效率。
三、环境监测无线传感网络技术在环境监测方面是一种非常有效的方法。
传统的环境监测技术需要设备高昂、投入时间多、监测效率低等问题。
而无线传感网络技术可以同时监测环境中的温度、湿度、光强度、气压等多项参数，并将监测数据实时传输到中央处理系统，其较为高效和便捷。
无线传感网技术建立与发展教学教材
通过实际案例，介绍了无线传 感网在智能家居、农业物联网
、环境监测等领域的应用。
学员学习成果展示
学员能够熟练掌握无线传感网的 基本概念和通信技术，了解各种
通信技术的特点和适用场景。
学员能够独立设计和组建小型无 线传感网，实现数据采集和传输
功能。
通过课程实验和项目实践，学员 提高了动手能力和解决问题的能 力，培养了团队合作精神和创新
无线传感网特点
无线传感网具有自组织性、动态性、可靠性、低 功耗等特点，能够适应各种复杂环境和应用场景。
3
无线传感网应用领域
无线传感网广泛应用于环境监测、智能交通、智 能家居、农业智能化等领域，为社会发展和人们 的生活带来了诸多便利。
教材编写目的和结构
教材编写目的
本教材旨在系统介绍无线传感网技术的基本原理、关键技术 和应用实践，帮助学生掌握无线传感网技术的核心知识和技 能。
智能家居和智能建筑领域应用
智能家居控制
无线传感网可实现家居设备的智能化控制和远程管理，提高生活 便利性和舒适度。
智能建筑节能
通过无线传感器节点采集建筑内外环境参数，实现智能调节和控制， 降低能耗。
安全监控系统
利用无线传感网技术构建智能建筑安全监控系统，实现入侵检测、 火灾报警等功能。
农业现代化和智能农业领域应用
智能医疗设备
通过无线传感器节点实现医疗设 备的智能化控制和数据传输，提 高医疗效率和服务质量。
健康管理系统
利用无线传感网技术构建个人健 康管理系统，实现健康监测、疾 病预防等功能。
其他领域应用
智能交通
无线传感网可应用于智 能交通系统，实现车辆 检测、交通信号控制等 功能。
物流管理
无线传感网络的发展现状及研究中的关键技术
随着无线通信、集成电路、传感器、微机电系统等技术的飞速发展，低成本、低功耗、小体积、多功能的微型传感器的大量生产成为可能。
之所以称为微型传感器，是因为传感器小到可以像灰尘一样在空气中浮动，所以又可称之为“智能尘埃（Smart Dust）”[1]。
传感器节点借助于内置的微型传感器，可以测量周围环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号、温度、湿度、光强度、压力、土壤成分、移动物理大小、速度和方向等人们感兴趣的物理现象。
无线传感网络( Wireless Sensor Network, WSN) 是集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信息系统，IEEE1451.5无线标准为无线传感器网络提供了各种基于协议和需求的无线应用标准。
在WSN中，无线传感器节点常常被随机地布置在许多人类无法接近的场合，通过自组织的方式来构成一个快速、有效可靠的无线网络。
传感器节点往往是同构的，并且由于其低能耗（甚至不需要换电池）的特点，它适用于无人看守的各种应用场景等特点，从而被公认为是未来改变人们生活的十大技术之一。
本文针对无线传感网络的特点、应用、关键技术及各种研究进行了论述和分析，在研究人员进行应用场景的选择、课题申报，特别是对做WSN的MAC层研究的人员有一定的参考价值。
1 无线传感器网络的特点目前常见的无线通信网络包括移动通信网、无线局域网、蓝牙网络、AdHoc 网络等, 无线传感器网络与无线通信网络有着本质的区别:无线通信网络的主要功能是提供网络上点对点的建立连接、互相通信和操作, 为数据共享提供正确、可靠的传输, 而由微型传感器节点构成的无线传感器网络则一般是为了某个特定的需要设计的自组织网络, 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, 并对这些数据进行处理, 从而获得详尽而准确的信息, 将其传送到汇聚节点。
无线传感器网络相对于Ad hoc网络具有以下特点[2]:(1) 节点更多, 分布更密集, 网络规模更大。
无线传感网络技术论文
无线传感网络技术论文无线传感网络技术论文无线网络传感技术给人们的生活创造了很多的乐趣，也为信息的有效、及时的传递起到一定的促进作用，以下是小编为您整理的无线传感网络技术论文相关资料，欢迎阅读！无线传感网络技术论文一摘要:实验教学在学校教育教学中提升学生的实际动手与操作能力方面具有十分重要的作用,尤其是在电子类课程的教学中实验室的重要性更是不言而喻。
但是对这类实验室的管理难度却要更大,迫切需要良好的技术手段和方法支持其管理。
目前基于WSN新型分布式协议在电子类实验室管理中的应用越来越广泛,为如何提高电子类实验室的使用效率提供了重要的思路和方法。
关键词:WSN新型分布式协议；电子类实验室；管理；应用研究WSN也就是无线传感器网络(全称为wirelesssensornetwork),WSN目前在国际上是备受关注,其涉及诸多的学科,而这些学科还具有高度的交叉性和集成性。
具体来说,WSN综合了目前比较流行的传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络、无线通信技术以及分布式信息处理技术等一系列的高新技术。
1WSN新型分布式协议在电子类实验室管理中的应用传统背景下,WSN主要是由部署在检测区域内大量的传感器节点(一般都是比较廉价的)所组成,其通过无线通信和传输的方式形成的一个多跳的、自组织的综合系统,其实际的目的就是为了协作地感知、采集与处理网络覆盖区域中具体的感知对象,并将感知到的具体对象的信息发送给观察者。
一般是由传感器、感知对象以及观察者,三个基本要素所构成。
在电子类实验室的WSN应用领域,感知对象就是电子类实验室中的各种实验仪器、设备、操作平台等,而观察人员则为实验室的管理员(当然也有相应的技术人员参与其中)。
新型的分布式WSN网络协议使得监控获得的信息数据不再仅仅局限于一些环境数据信息如温度、湿度、位置等标量的数据。
其已经集成了更多的视频、音频、图像信息等进入到系统中,而分布式的WSN 网络协议与网络结构的OSI模型有着类似之处,就是将系统分层、分布的展开,不同的层次负责不同的业务,是一种分布处理的工作机制。
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随着无线通信、集成电路、传感器、微机电系统等技术的飞速发展，低成本、低功耗、小体积、多功能的微型传感器的大量生产成为可能。
之所以称为微型传感器，是因为传感器小到可以像灰尘一样在空气中浮动，所以又可称之为“智能尘埃（Smart Dust）”[1]。
传感器节点借助于内置的微型传感器，可以测量周围环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号、温度、湿度、光强度、压力、土壤成分、移动物理大小、速度和方向等人们感兴趣的物理现象。
无线传感网络( Wireless Sensor Network, WSN) 是集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信息系统，IEEE1451.5无线标准为无线传感器网络提供了各种基于协议和需求的无线应用标准。
在WSN中，无线传感器节点常常被随机地布置在许多人类无法接近的场合，通过自组织的方式来构成一个快速、有效可靠的无线网络。
传感器节点往往是同构的，并且由于其低能耗（甚至不需要换电池）的特点，它适用于无人看守的各种应用场景等特点，从而被公认为是未来改变人们生活的十大技术之一。
本文针对无线传感网络的特点、应用、关键技术及各种研究进行了论述和分析，在研究人员进行应用场景的选择、课题申报，特别是对做WSN的MAC层研究的人员有一定的参考价值。
1 无线传感器网络的特点目前常见的无线通信网络包括移动通信网、无线局域网、蓝牙网络、AdHoc 网络等, 无线传感器网络与无线通信网络有着本质的区别:无线通信网络的主要功能是提供网络上点对点的建立连接、互相通信和操作, 为数据共享提供正确、可靠的传输, 而由微型传感器节点构成的无线传感器网络则一般是为了某个特定的需要设计的自组织网络, 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, 并对这些数据进行处理, 从而获得详尽而准确的信息, 将其传送到汇聚节点。
无线传感器网络相对于Ad hoc网络具有以下特点[2]:(1) 节点更多, 分布更密集, 网络规模更大。
为了在某个地理区域上进行监测, 通常有成百上千甚至上万的节点被布置在该区域, 如果单个节点或者局部几个节点出现故障是不会导致网络瘫痪的, 所以利用节点之间的高度连接性可以保证系统的容错性和抗毁性。
(2) 节点处理信息能力受限。
由于受价格、体积和功耗的限制, 传感器网中的传感器节点一般采用嵌入式处理器和存储器。
这些传感器都具有计算能力,可以完成一些信息处理工作。
但是, 由于嵌入式处理器的能力和存储器的容量有限, 因此传感器的处理能力也相对受限，所以在设计WSN的各种协议时要力求简单有效。
(3) 能量节省更为重要。
由于受到硬件条件的影响, 无线传感器节点通常采用电池供电, 而无线传感网络通常是不需更换电池的，相对于Ad hoc网络,电池的更换更为不便，而多数传感器网又往往要求长时间工作, 所以能量节省更为重要。
受到发射能量的限制，无线传感网络节点的通信距离可能会短些, 一般只有几十米, 甚至更短。
(4)无线传感器网络中的节点相对而言处于静止状态，移动的节点有限，所以在考虑MAC层协议时，往往不需考虑节点移动的特性。
而Ad hoc网络中的节点必须考虑移动特性。
(5)以数据为中心。
在无线传感网络中，人们常常只关心某个区域内某个观测指标的数值，而不会去关心单个节点的观测数据。
它不同于传统网络的寻址过程，能够快速有效地组织起各个节点的信息并融合提取出有用的信息来传送到用户。
2 无线传感网络中的关键技术无线传感网络作为当今信息领域的研究热点，涉及多个学科的交叉，所需要研究的内容可以分为四个部分，网络通信协议、核心支撑技术、自组织管理、开发与应用。
每个部分都有一些关键技术需要解决。
（1）网络通信协议由于传感器节点能量很受限，其计算、存储和通信能力十分有限，每个节点只能获取局部网络的信息，因而节点上所运行的网络通信协议不能太复杂；同时，WSN拓扑结构和外界环境也是不断地变化，对通信协议的设计也提出了更高的要求。
WSN通信协议包括物理层、数据链路层、网络层和传输层，它们相互配合运行。
（2）核心支撑技术WSN里的核心支撑技术使用网络通信协议提供的服务，并通过应用服务接口来屏蔽底层网络的细节，使终端用户可以方便地对WSN进行操作。
它的核心技术包括：能量挖掘、能量节省管理、拓扑控制、节点定位、时间同步、网内信息处理、网络安全等。
节点的能量成为无线传感器网络发挥效能的瓶颈。
无线网络传感器节点的能量供应系统应根据自身特点进行设计, 传感器节点功耗较低, 但功耗变化范围比较大。
如果利用能量挖掘技术从环境中挖掘能量, 使节点具有能量补充的能力, 这将从根本上解决节点的能量供给问题。
典型方法是利用能量挖掘装置, 可以挖掘各类能量如风能、太阳能、温差、振动等形式的能量。
在能量管理方面，由于无线传感器网络节点多, 覆盖范围大, 工作环境复杂, 能源无法替代, 设计有效的策略延长网络的生命周期成为无线传感器网络的核心问题。
休眠机制是节省能源的最有效方式之一, 如何进行休眠调度而不影响传感器网络的正常运行十分重要。
定位技术主要指的是节点定位, 即确定传感器的每个节点的相对位置或绝对位置。
它是无线传感器网络研究领域中非常重要的一个研究方向, 特别是军事应用的基础。
WSN系统可以智能地选择一些特定的节点来完成任务, 从而大大降低整个系统的能耗, 提高系统的存活时间。
典型的基于距离的定位算法分别利用RSSI、TOA、TDOA、AOA 测距来定位节点。
距离无关的定位机制无需测量节点间的绝对距离或方位, 因而降低了对节点硬件的要求,使得节点成本更适合于大规模无线传感器网络, 典型的距离无关的定位算法包含质心法、DV2Hop、Amorphous 和APIT 算法。
当然，安全问题是也无线传感网络面临的一个关键的问题。
无线传感网络大部分采用无线射频连接,无线电电磁的干扰使信噪比变差导致无法通信。
而人为的干扰可以采用被动的方式监听网络中传送的数据包, 还可以对监听到的数据包进行解析, 主动发出入侵数据包以非法窃取或者修改某些重要信息, 或者针对无线传感网络能量有限性的特点, 发送大量无用的数据包导致能量耗尽而瘫痪。
无线传感网络中的两种专用安全协议:SNEP 和uTESLA。
SNEP 的功能是提供节点到接收机之间数据的鉴权、加密、刷新, uTESLA的功能是对广播数据的鉴权。
当前对无线传感网络安全方面的研究集中在基于计算能力以及通信能力有限状态下的自适应安全机制。
这类研究致力于加密与消息认证机制, 及在密钥组管理。
（3）自组织管理多变的网络状态及外在环境要求无线传感器网络要具有自组织能力，能够自动组网运行、自行配置维护、适时转发监测数据。
自组织管理技术使用网络通信协议提供的服务，通过网络管理接口来屏蔽底层的细节，使终端用户可以方便地管理资源分配。
其自组织管理技术包括：节点管理、资源和任务管理、数据管理、初始化与系统维护等。
（4）开发与应用作为一种源于应用而又服务于应用的现行网络技术，WSN还要有完整的软硬件设计原则，高效的开发平台以及一系列别具特色的应用实例。
其内容包括：仿真平台的建立，硬件系统开发、操作系统、软件开发、环境监测应用、目标追踪应用等。
3 无线传感器网络的应用传感器网络有着巨大的应用前景，美国商业周刊和MIT技术评论在预测未来技术发展的报告中，分别将无线传感器网络列为21世纪最有影响的21项技术和改变世界的10大技术之一。
无线传感器网络，塑料电子科学和仿生人体器官又被称为全球未来三大高科技产业。
已有和潜在的传感器应用领域包括：军事侦察、环境监测、医疗、建筑物监测等等。
随着传感器技术、无线通信技术、计算机技术的不断发展和完善，各种传感器网络将遍布我们生活环境，从而真正实现“无处不在的计算”。
（1）军事应用在军事领域，传感器网络将会成为C4ISRT（command，control，communication，computing，intelligence，surveillance，reconnaissance and targeting）系统[3]不可或缺的一部分。
C4ISRT系统的目标是利用先进的高科技技术，为未来的现代化战争设计一个集命令、控制、通信、计算、智能、监视、侦察和定位于一体的战场指挥系统，受到了军事发达国家的普遍重视。
因为传感器网络是由密集型、低成本、随机分布的节点组成的，自组织性和容错能力使其不会因为某些节点在恶意攻击中的损坏而导致整个系统的崩溃，这一点是传统的传感器技术所无法比拟的。
在战场，指挥员往往需要及时准确地了解部队、武器装备和军用物资供给的情况，铺设的传感器将采集相应的信息，并通过汇聚节点将数据送至指挥所，再转发到指挥部，最后融合来自各战场的数据形成我军完备的战区态势图。
当然，也可以直接将传感器节点撒向敌方阵地，在敌方还未来得及反应时迅速收集利于作战的信息。
在军事应用中，与独立的卫星和地面雷达系统相比，传感器网络也有潜在无可比拟的优势。
(2) 环境科学应用于环境监测的传感器网络，一般具有部署简单、便宜、长期不需更换电池、无需派人现场维护的优点。
通过密集的节点布置，可以观察到微观的环境因素，为环境研究和环境监测提供了崭新的途径。
传感器网络研究在环境监测领域已经有很多的实例。
这些应用实例包括：对海岛鸟类生活规律的观测，气象现象的观测和天气预报，生物群落的微观观测，森林火警和洪灾预警，农田管理等。
（3）医疗健康传感器网络在医疗领域也有一些成功实例。
SSIM（Smart Sensors and Integrated Microsystems）项目中，100个微型传感器被植入病人眼中，从而帮助盲人获得了一定程度的视觉。
借助于各种医疗传感器网络，人们可以享受到更方便更舒适的医疗服务，比如：远程健康监测和病变器官观察等。
（4）家庭、建筑及城市管理各种无线传感器可以灵活方便地布置于建筑物内，监测建筑安全；也可布置于房间内获取室内环境参数，从而为居室环境控制和危险报警提供依据；还可布置于道路上，为出行者提供信息服务，或发现违章及时报警和记录。
（5）工业应用在一些危险的工作环境，如煤矿、石油钻井、核电厂等，利用WSN可以探测工作现场有哪些员工，他们在做什么以及他们的安全保障。
而在机械制造和工业近控制过程中，也可以利用WSN来测量各种参数，形成一个统一的网络，及时利用各种参数达到管理和自动控制的目的。
（6）其他应用WSN还可以应用于各种场景，如桥梁的监测，防灾减灾，电子牧场，太空探索、地震救护、体育裁判、物流管理、海洋测量等。
4 传感器网络的研究进展传感器网络的研究起源于美国军方的作战要求，1978年DARPA在卡耐基梅隆大学成立了分布式传感器网络工作组。