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1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實例薈萃陳建峰西安成峰科技有限公司，西安市高新一路16號創(chuàng)業(yè)大廈B座706室,電話：88257625無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有可快速部署、可自組織、隱蔽性強(qiáng)和高容錯性的特點，因此非常適合在軍事上應(yīng)用。利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)對敵軍兵力和裝備的監(jiān)控、戰(zhàn)場的實時監(jiān)視、目標(biāo)的定位、戰(zhàn)場評估、核攻擊和生物化學(xué)攻擊的監(jiān)測和搜索等功能。目前國際許多機(jī)構(gòu)的課題都是以戰(zhàn)場需求為背景展開的。例如，美軍開展的如C4KISR計劃、SmartSensorWeb、靈巧傳感器網(wǎng)絡(luò)通信、無人值守地面?zhèn)鞲衅魅?、傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)、網(wǎng)狀傳感器系統(tǒng)CEC，等等。在軍事領(lǐng)域應(yīng)用方面，該項技術(shù)的遠(yuǎn)景目標(biāo)是：利用飛機(jī)或火炮
2、等發(fā)射裝置，將大量廉價傳感器節(jié)點按照一定的密度布放在待測區(qū)域內(nèi)，對周邊的各種參數(shù)，如溫度、濕度、聲音、磁場、紅外線等各種信息進(jìn)行采集，然后由傳感器自身構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)關(guān)、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星等信道，傳回信息中心。該技術(shù)可用于敵我軍情監(jiān)控。在友軍人員、裝備及軍火上加裝傳感器節(jié)點以供識別，隨時掌控自己情況。通過在敵方陣地部署各種傳感器，做到知己知彼，先發(fā)制人。另外，該項技術(shù)可用于智慧型武器的引導(dǎo)器，與雷達(dá)、衛(wèi)星等相互配合，利用自身接近環(huán)境的特點，可避免盲區(qū)，使武器的使用效果大幅度提升。在現(xiàn)階段軟件、硬件、通信、傳感器等技術(shù)的基礎(chǔ)上，以下系統(tǒng)已得到成功的應(yīng)用。實例：2005年，美國軍方成功測試了由美國
3、Crossbow產(chǎn)品組建的槍聲定位系統(tǒng)。如圖1所示，節(jié)點被安置在建筑物周圍，能夠有效地按照一定的程序組建成網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行突發(fā)事件(如槍聲、爆炸源等)的檢測，為救護(hù)、反恐提供有力手段。實例：美國科學(xué)應(yīng)用國際公司采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)筑了一個電子周邊防御系統(tǒng)，為美國軍方提供軍事防御和情報信息。在這個系統(tǒng)中，采用多枚微型磁力計傳感器節(jié)點來探測某人是否攜帶槍支，以及是否有車輛駛來；同時，利用聲傳感器，該系統(tǒng)還可以監(jiān)視車輛或者移動人群。1．軍事領(lǐng)域(1)圖1：狙擊手定位系統(tǒng)（上圖）檢測區(qū)域俯瞰圖（下圖）模型圖：紅色為狙擊手的位置，綠色為節(jié)點位置2．農(nóng)業(yè)領(lǐng)域我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)對國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展意
4、義重大。在這些方面，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有著卓越的技術(shù)優(yōu)勢。它可用于監(jiān)視農(nóng)作物灌溉情況、土壤空氣變更、牲畜和家禽的環(huán)境狀況以及大面積的地表檢測。如圖2所示，一個典型的系統(tǒng)通常由環(huán)境監(jiān)測節(jié)點、基站、通信系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)以及監(jiān)控軟硬件系統(tǒng)構(gòu)成。如圖所示，根據(jù)需要，人們可以在待測區(qū)域安放不同功能的傳感器并組成網(wǎng)絡(luò)，長期大面積地監(jiān)測微小的氣候變化，包括溫度、濕度、風(fēng)力、大氣、降雨量，收集有關(guān)土地的濕度、氮濃縮量和土壤PH值等，從而進(jìn)行科學(xué)預(yù)測，幫助農(nóng)民抗災(zāi)、減災(zāi)，科學(xué)種植，獲得較高的農(nóng)作物產(chǎn)量。在“九五”計劃中，“工廠高效農(nóng)業(yè)工程”已經(jīng)把智能傳感器和傳感器網(wǎng)絡(luò)化的研制列為國家重點項目。以下介紹幾種國內(nèi)外在這
5、個領(lǐng)域所作的一些嘗試。圖2：農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測實例結(jié)構(gòu)圖實例：2002年，英特爾公司率先在俄勒岡建立了世界上第一個無線葡萄園。傳感器節(jié)點被分布在葡萄園的每個角落，每隔一分鐘檢測一次土壤溫度、濕度或該區(qū)域有害物的數(shù)量，以確保葡萄可以健康生長。研究人員發(fā)現(xiàn)，葡萄園氣候的細(xì)微變化可極大地影響葡萄酒的質(zhì)量。通過長年的數(shù)據(jù)記錄以及相關(guān)分析，便能精確的掌握葡萄酒的質(zhì)地與葡萄生長過程中的日照、溫度、濕度的確切關(guān)系。這是一個典型的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智能耕種的實例(見圖3)。圖3：葡萄園環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)示意圖實例：北京市科委計劃項目“蔬菜生產(chǎn)智能網(wǎng)絡(luò)傳感器體系研究與應(yīng)用”正式把農(nóng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)示范應(yīng)用于溫室蔬菜生產(chǎn)中。
6、在溫室環(huán)境里單個溫室即可成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個測量控制區(qū)，采用不同的傳感器節(jié)點構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)來測量土壤濕度、土壤成分、pH值、降水量、溫度、空氣濕度和氣壓、光照強(qiáng)度、CO2濃度等，來獲得農(nóng)作物生長的最佳條件，為溫室精準(zhǔn)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。最終使溫室中傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，從而達(dá)到增加作物產(chǎn)量、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。圖4：多溫室間無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的示意圖無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信便利、部署方便的優(yōu)點，使其在節(jié)水灌溉的控制中得以應(yīng)用。同時，節(jié)點還具有土壤參數(shù)、氣象參數(shù)的測量能力，再與互聯(lián)網(wǎng)、GPS技術(shù)結(jié)合，可以比較方便地實現(xiàn)灌區(qū)動態(tài)管理、作物需水信息采集與精量控制專家系統(tǒng)的構(gòu)建，并可
7、進(jìn)而實現(xiàn)高效、低能耗、低投入、多功能的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉平臺?？稍跍厥?、庭院花園綠地、高速路隔離帶、農(nóng)田井用灌溉區(qū)等區(qū)域，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)與生態(tài)節(jié)水技術(shù)的定量化、規(guī)范化、模式化、集成化，促進(jìn)節(jié)水工業(yè)的快速和健康發(fā)展。實例：DigitalSun公司發(fā)展的自動灑水系統(tǒng)S.SenseWirelessSensor目前受到國際上多家媒體的報道。它使用無線傳感器感應(yīng)土壤的水分，并在必要時與接收器通信，控制灌溉系統(tǒng)的閥門打開/關(guān)閉，從而達(dá)到自動、節(jié)
