無線感測器網路的作用

① 簡敘無線感測器網路的功能 列出無線感測器網路在4種應用領域中所起到的作用

藉助於節點中內置的感測器測量周邊環境中的熱、紅外、聲納、雷達和地震波信號,從而探測包括溫度、濕度、雜訊、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等物質現象。
以互聯網為代表的計算機網路技術是二十世紀計算機科學的一項偉大成果，它給我們的生活帶來了深刻的變化，然而在目前，網路功能再強大，網路世界再豐富，也終究是虛擬的，它與我們所生活的現實世界還是相隔的，在網路世界中，很難感知現實世界，很多事情還是不可能的，時代呼喚著新的網路技術。感測網路正是在這樣的背景下應運而生的全新網路技術，它綜合了感測器、低功耗、通訊以及微機電等等技術，可以預見，在不久的將來，感測網路將給我們的生活方式帶來革命性的變化。
3．列出無線感測器網路在4種應用領域中所起到的作用
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（1） 軍事領域
在軍事領域，感測器網路將會成為C4ISRT系統不可或缺的部分。C4ISRT系統的目標是利用先進的技術，為未來的現代化戰爭設計一個集命令、控制、通信、計算、智能、監視、偵察和定位於一體的戰爭指揮系統，受到了軍事發達的國家的普遍重視，因為感測器網路是由密集型、低成本、隨機分布的節點組成的，所以自組織性和容錯能力使其不會因為某些節點在惡意攻擊中損壞而導致整個系統的崩潰，這一點是傳統的感測器技術所無法比擬的。
（2） 環境科學
無線感測器網路為野外隨機研究採集原始數據提供了方便，比如，跟蹤候鳥和昆蟲的遷移，研究環境變化對農作物的影響，監視海洋、大氣和土壤的成分等。ALERT系統中就有數種感測器來監測降雨量、河水水位和土壤水分，並依次預測暴發山洪的可能性。感測器網路對准確、及時地預測森林火災也應該是有幫助的。此外，無線感測器網路也可以應用在精細的農業中，以監視農作物中的害蟲、土壤的酸鹼度和施肥狀況等。
（3） 醫療健康
如果在住院的人身上安裝上特殊用途的感測器節點，如心率和血壓監測設備，那麼利用感測器網路，醫生就可以隨時了解被監護病人的病情，進行及時處理。還可以利用感測器網路長時間地收集人的生理數據，這些數據在研製新的葯品的過程中是非常有用的，而安裝在被監視對象身上的微型感測器也不會給人的正常生活帶來太多的不便。此外，在醫物管理等諸多方面，它也有新疑而獨特的應用。總之，無線感測器網路為未來的遠程醫療提供了更加方便、快捷的技術實現手段。
（4） 空間探索
探索外部星球一直是人類夢寐以求的理想，藉助於航天器布下無線感測器網路節點實現對星球表面長時間的檢測，應該是一種經濟可行的方案。

② 無限感測器網路定位的作用是什麼

在許多場合下，感測器節點被隨機部署在某個區域，節點事先無法知道自身的位置，因此需要在部署後通過定位技術來獲取自身的位置信息。目前最常見的定位技術就是GPS（Global Positioning System）了，它能夠通過衛星對節點進行定位，並且能夠達到比較高的精度。因此要想對感測器節點進行定位，最容易想到的方法就是給每個節點配備一個GPS接收器，但是這種方法不適用於感測器網路，主要原因有以下幾點：

1）GPS接收器通常能耗高，而對於無線感測器網路中的節點來說，一般能耗很有限，給每個節點配備一個GPS接收器會大大縮短網路壽命；

2）GPS接收器成本比較高，給無線感測器網路中的每個節點配備一個GPS接收器，需要投入很大成本，尤其對於大規模的無線感測器網路來說不是很適合；

因此有必要研究適合無線感測器網路的定位技術。下面分兩個部分來介紹節點定位的相關研究：1）節點定位的基本概念；2）節點定位的基本思路；3）常見演算法。望採納

③ 無線感測器網路

無線感測器網路：是一種分布式感測網路，它的末梢是可以感知和檢查外部世界的感測器。無線感測器網路中的感測器通過無線方式通信，因此網路設置老寬早靈活，設備位置可以隨時更改，還可以跟互聯網進行有線或無線方式的連接。通過無線通信方式形成的一個多巧卜跳自組織網路。

無線感測器網路的發展得益於微機電系統、片上系統侍雀、無線通信和低功耗嵌入式技術的飛速發展。無線感測器網路廣泛應用於軍事、智能交通、環境監控、醫療衛生等多個領域。

④ 感測器網路的作用

感測器網路主要包括三個方面：感應、通訊、計算（硬體、軟體、演算法）。其中的關鍵技術主要有無線資料庫技術，比如使用在無線感測器網路的查詢，和用於和其它感測器通訊的網路技術，特別是多次跳躍路由協議。例如摩托羅拉使用在家庭控制系統中的ZigBee無線協議。
感測器網路與感測器
感測器網路與感測器是什麼關系呢？它究竟是一種感測器呢還是一種網路呢？在回答這個問題之前，我們先來看一下感測器網路中感測節點的系統組成吧。如圖1所示，一般可以將感測節點分解為感測模塊、微處理器最小系統、無線通信模塊、電源模塊和增強功能模塊5個組成部分，其中增強功能模塊為可選配置。

圖1 感測器網路中感測節點的系統組成
可以把感測模塊和電源模塊看作傳統的感測器，如果再加上微處理器最小系統就可對應於智能感測器，而無線通信模塊是為了實現無線通信功能而比傳統感測器新增加的功能模塊。增強功能模塊是可選配置，例如時間同步系統、衛星定位系統、用於移動的機械繫統等。
從感測節點的系統組成上看，感測器網路可以看作是多個增加了無線通信模塊的智能感測器組成的自組織網路。而從功能上看，感測器和感測器網路大致相同，都是用來感知監測環境信息的，不過顯然感測器網路具備更高的可靠性。
感測器網路的發展
感測器網路是怎樣發展起來的呢？
最早的感測器網路可以追溯到上世紀70年代美軍在越戰中使用的「熱帶樹」感測器。為了遏制北越在胡志明小道的後勤補給，美軍在這條小道上沿途投放了上萬個「熱帶樹」感測器，這是一種振動和聲響感測器，當北越車隊經過時感測器探測到振動和聲響即向指揮中心發送感知信號，美軍收到信號後即組織轟炸，有資料顯示越戰期間美軍依靠「熱帶樹」的幫助總共炸壞了4萬多輛北越運輸卡車。
「熱帶樹」感測器之間沒有通信能力，所以實際上還稱不上網路的概念。20世紀80年代以來，美國軍方陸續與高校開展感測器網路方面的研究合作，旨在建立能夠用於軍事用途的自組織的無線感測器網路，這期間在硬體、軟體、標准化和產品化等方面取得了一系列的重大進展。
2000年，美國加州大學伯克利分校發布了感測器節點專用操作系統TinyOS，後續又推出專用程序設計語言nesC。2001年，伯克利分校又推出Mica系列感測器節點產品。TinyOS和Mica取得了巨大的成功，直到今天它們仍然得到了廣泛的應用。
2001年，ZigBee聯盟成立，並對無線感測器網路的通信協議進行了全面的標准化，後續多家公司發布了多款符合ZigBee協議標準的晶元和產品。
感測器網路未來的發展趨勢
感測器網路未來的發展趨勢又如何呢？
感測器網路技術誕生至今也不過幾十年的時間，最近更是得到了美國之外歐洲、中國和日韓等國的重視和關注，目前其發展前沿也在不斷延伸。總體說來，大致可以將其發展趨勢劃分為兩大類：其一是設計用於完成特殊任務的無線感測器網路，例如無線多媒體感測器網路和無線感測執行網路。其二是設計用於特殊應用環境下工作的無線感測器網路，例如水下環境和地下環境。
無線多媒體感測器網路（WMSN, Wireless Multimedia Sensor Network）在感測器節點上藉助多媒體感測單元將音頻、視頻、圖像等多媒體信息傳送到管理節點，能夠實現對復雜多變環境的監測。
無線感測執行網路（WSAN, Wireless Sensor and Actor Network）在WSN的基礎上加入了執行節點（Actor），執行節點根據收集到的監測信息做出決策並執行相關操作，從而在對環境監測的基礎上進一步實現對環境的控制。
水聲無線感測器網路（UW-ASN, Underwater Acoustic Sensor Network）採用水聲無線通信技術實現水下感測器節點之間的通信連接，能夠完成海洋采樣、環境監測、水下開采、輔助航行等任務。

⑤ 什麼是無線感測器網路

無線感測器的無線傳輸功能，常見的無線傳輸網路有RFID、ZigBee、紅外、藍牙、GPRS、4G、2G、Wi-Fi、NB－IoT。
與傳統有線網路相比，無線感測器網路技術具有很明顯的優勢特點，主要的要求有： 低能耗、低成本、通用性、網路拓撲、安全、實時性、以數據為中心等。

⑥ 什麼是無線感測器網路

本教程操作環境：windows10系統、Dell G3電腦。
什麼是無線感測器網路無線感測器網路(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式感測網路，它的末梢是可以感知和檢查外部世界的感測器。WSN中的感測器通過無線方式通信，因此網路設置靈活，設備位置可李戚以隨時更改，還可以跟互聯網進行有線或無線方式的連接。通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網路。
基本信息

無線感測器網路是一項通過無線通信技術把數以萬計的感測器節點以自由式進行組織與結合進而形成的網路形式。
構成感測器節點的單元分別為：數據採集單元、數據傳輸單元、數據處理單元以及能量供應單元。
其中數據採集單元通常都是採集監測區域內的信息並加以轉換，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緩扒發送接收那些採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點的路由協議和管理任務以及定位裝置等；能量供應單元為縮減感測器節點占據的面積，會選擇微型電池的構成形式。
無線感測器網路當中的節點分為兩種，一個是匯聚節點，一個是感測器節點。
匯聚節點主要指的是網關能夠在感測器節點當中將錯誤的報告數據剔除，並與相關的報告相結合將數據加以融合，對發生的事件進行判斷。
匯聚節點與用戶節點連接可藉助廣域網路或者衛星直接通信，並對收集到的數據進行處理。
相較於傳統式的網路和其他感測器相比，無線感測器網路有以下特點：
（1）組建方式自由。無線網路感測器的組建不受任何外界條件的限制，組建者無論在何時何地，都可以快速地組建起一個功能完善的無線網路感測器網路，組建成功之後的維護管理工作也完全在網路內部進行。
（2）網路拓撲結構的不確定性。從網路層次的方向來看，無線感測器的網路拓撲結構是變化不定的，哪哪陵例如構成網路拓撲結構的感測器節點可以隨時增加或者減少，網路拓撲結構圖可以隨時被分開或者合並。
（3）控制方式不集中。雖然無線感測器網路把基站和感測器的節點集中控制了起來，但是各個感測器節點之間的控制方式還是分散式的，路由和主機的功能由網路的終端實現各個主機獨立運行，互不幹涉，因此無線感測器網路的強度很高，很難被破壞。
（4）安全性不高。無線感測器網路採用無線方式傳遞信息，因此感測器節點在傳遞信息的過程中很容易被外界入侵，從而導致信息的泄露和無線感測器網路的損壞，大部分無線感測器網路的節點都是暴露在外的，這大大降低了無線感測器網路的安全性。
組成結構：

無線感測器網路主要由三大部分組成，包括節點、感測網路和用戶這3部分。其中，節點一般是通過一定方式將節點覆蓋在一定的范圍，整個范圍按照一定要求能夠滿足監測的范圍；感測網路是最主要的部分，它是將所有的節點信息通過固定的渠道進行收集，然後對這些節點信息進行一定的分析計算，將分析後的結果匯總到一個基站，最後通過衛星通信傳輸到指定的用戶端，從而實現無線感測的要求。

⑦ 無線感測器網路的特點與應用

無線感測器網路是一種新型的感測器網路，其主要是由大量的感測器節點組成，利用無線網路組成一個自動配置的網路系統，並將感知和收集到的信息發給管理部門。目前無線感測器網路在軍事、生態環境、醫療和家居方面都有一定應用，未來無線感測器網路的發展前景將是不可估量的。

一、無線感測器網路的特點

(一)節點數量多

在監測區通常都會安置許多感測器節點，並通過分布式處理信息，這樣就能夠提高監測的准確性，有效獲取更加精確的信息，並降低對節點感測器的精度要求。此外，由於節點數量多，因此存在許多冗餘節點，這樣就能使系統的容錯能力較強，並且節點數量多還能夠覆蓋到更廣闊的監測區域，有效減少監測盲區。

(二)動態拓撲

無線感測器網路屬於動態網路，其節點並非固定的。當某個節電出現故障或是耗盡電池後，將會退出網路，此外，還可能由於需要而被轉移添加到其他的網路當中。

(三)自組織網路

無線感測器的節點位置並不能進行精確預先設定。節點之間的相互位置也無法預知，例如通過使用飛機播散節點或隨意放置在無人或危險的區域內。在這種情況下，就要求感測器節點自身能夠具有一定的組織能力，能夠自動進行相關管理和配置。

(四)多跳路由

無線感測網路中，節點之間的距離通常都在幾十到幾百米，因此節點只能與其相鄰的節點進行直接通信。如果需要與范圍外的節點進行通信，就需要經過中間節點進行路由。無線感測網路中的多跳路由並不是專門的路由設備，所有傳輸工作都是由普通的節點完成的。

(五)以數據為中心

無線感測網路中的節點均利用編號標識。由於節點是隨機分布的，因此節點的編號和位置之間並沒有聯系。用戶在查詢事件時，只需要將事件報告給網路，並不需要告知節點編號。因此這是一種以數據為中心進行查詢、傳輸的方式。

(六)電源能力局限性

通常都是用電池對節點進行供電，而每個節點的能源都是有限的，因此一旦電池的能量消耗完，就是造成節點無法再進行正常工作。

二、無線感測器網路的應用

(一)環境監測應用

無線感測器可以用於進行氣象研究、檢測洪水和火災等，在生態環境監測中具有明顯優勢。隨著我國市場經濟的不斷發展，生態環境污染問題也越來越嚴重。我國是一個幅員遼闊、資源豐富的農業大國，因此在進行農業生產時利用無線感測器進行對生產環境變化進行監測能夠為農業生產帶來許多好處，這對我國市場經濟的'不斷發展有著重要意義。

(二)醫療護理應用

無線感測器網路通過使用互聯網路將收集到的信息傳送到接受埠，例如一些病人身上會有一些用於監測心率、血壓等的感測器節點，這樣醫生就可以隨時了解病人的病情，一旦病人出現問題就能夠及時進行臨時處理和救治。在醫療領域內感測器已經有了一些成功案例，例如芬蘭的技術人員設計出了一種可以穿在身上的無線感測器系統，還有SSIM(Smart Sensors and Integrated Microsystems)等。

(三)智能家居建築應用

文物保護單位的一個重要工作就是要對具有意義的古老建築實行保護措施。利用無線感測器網路的節點對古老建築內的溫度是、濕度、關照等進行監測，這樣就能夠對建築物進行長期有效的監控。對於一些珍貴文物的保存，對保護地的位置、溫度和濕度等提前進行檢測，可以提高展覽品或文物的保存品質。例如，英國一個博物館基於無線感測器網路設計了一個警報系統，利用放在溫度底部的節點檢測燈光、振動等信息，以此來保障文物的安全[5]。

目前我國基礎建設處在高速發展期，建設單位對各種建設工程的安全施工監測越來越關注。利用無線感測器網路使建築能夠檢測到自身狀況並將檢測數據發送給管理部門，這樣管理部門就能夠及時掌握建築狀況並根據優先等級來處理建築修復工作。

另外，在傢具或家電匯中設置無線感測器節點，利用無線網路與互聯網路，將家居環境打造成一個更加舒適方便的空間，為人們提供更加人性化和智能化的生活環境。通過實時監測屋內溫度、濕度、光照等，對房間內的細微變化進行監測和感知，進而對空調、門窗等進行智能控制，這樣就能夠為人們提供一個更加舒適的生活環境。

(四)軍事應用

無線感測器網路具有低能耗、小體積、高抗毀等特性，且其具有高隱蔽性和高度的自組織能力，這為軍事偵察提供有效手段。美國在20世紀90年代就開始在軍事研究中應用無線感測器網路。無線感測器網路在惡劣的戰場內能夠實時監控區域內敵軍的裝備，並對戰場上的狀況進行監控，對攻擊目標進行定位並能夠檢測生化武器。

目前無線感測器網路在全球許多國家的軍事、研究、工業部門都得到了廣泛的關注，尤其受到美國國防部和軍事部門的重視，美國基於C4ISR又提出了C4KISR的計劃，對戰場情報的感知和信息綜合能力又提出新的要求，並開設了如NSOF系統等的一系列軍事無線感測器網路研究。

總之，隨著無線感測器網路的研究不斷深入和擴展，人們對無線感測器的認識也越來越清晰，然而目前無線感測器網路的在技術上還存在一定問題需要解決，例如存儲能力、傳輸能力、覆蓋率等。盡管無線感測器網路還有許多技術問題待解決使得現在無法廣泛推廣和運用，但相信其未來發展前景不可估量。

⑧ 什麼是無線感測網路

無線感測器網路是一種分布式感測網路，它的末梢是可以感知和檢查外部世界的感測器。WSN中的感測器通過無線方式通信手念，由大量的靜止或移動的感測器以自組織和多跳的方式構成的無線網路，以協作地感知、採集、處理和傳輸網路覆耐純蓋地理區域內被感昌薯咐知對象的信息，並最終把這些信息發送給網路所有者的。因此網路設置靈活，設備位置可以隨時更改，還可以跟互聯網進行有線或無線方式的連接，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織的網路。

無線感測器網路所具有的眾多類型的感測器，可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、雜訊、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環境中多種多樣的現象。潛在的應用領域可以歸納為: 軍事、航空、防爆、救災、環境、醫療、保健、家居、工業、商業等領域。