無線傳感器網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)的應用研究

摘要：文章對無線傳感器網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)進行了簡單介紹，闡述了無線傳感器網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術，針對無線傳感器網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)的應用展開了深入的研究分析，希望能夠推動無線傳感器網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為我國社會經(jīng)濟發(fā)展打下良好基礎。

關鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡;物聯(lián)網(wǎng);應用

一、前言

隨著我國社會經(jīng)濟發(fā)展進步，信息技術迅猛發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡與人們生活之間的連接日益密切，以無線傳感器網(wǎng)絡為基礎，促進物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)成為一種必然趨勢。以無線傳感器網(wǎng)絡為基礎的物聯(lián)網(wǎng)在實際應用中不僅可以在不同時間、地點為人們提供服務信息，同時在交通監(jiān)測、監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、軍事偵查等方面有著非常廣泛的應用，發(fā)揮重要價值。隨著當前人們在無線傳感器網(wǎng)絡等方面的研究越來越深入，物聯(lián)網(wǎng)也將迎來更為廣闊的發(fā)展空間，針對無線傳感器網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)的應用研究具有十分重要的價值和作用。

二、無線傳感器網(wǎng)絡

無線傳感器網(wǎng)絡（WSN）以無線通信技術、MEMAS（微機電系統(tǒng)）為基礎發(fā)展的傳感網(wǎng)絡設備，有著多通信方式、無線、傳感器等特點。WSN技術的發(fā)展在無線傳感器方面有著非常大的依賴性，無線傳感器屬于微型傳感器，在手機、筆記本電腦、PAD等方面應用廣泛，融合了通信、感知和終端等多種能力。WSN不僅有無線傳感器所具備的功能，同時還與先進的無線通信、嵌入式等技術融合在一起，能夠?qū)崟r進行數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控。WSN在實際應用中收集被感知對象數(shù)據(jù)信息，傳送至指定目標，有接收和感知雙重節(jié)點。WSN以MEMS技術為基礎，具備MEMS高集成、體系小、功耗低、價格低廉等特性，還因為其分布式特點，在被監(jiān)測對象方面節(jié)點分布具備密集性、多區(qū)域性特點。

三、物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)（IoT），主要是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上實現(xiàn)物與物之間的相互連接，以互聯(lián)網(wǎng)技術為中心，從手機、電腦等客戶端延伸至更加具體的物品，注重用戶端體驗，能夠?qū)⒒ヂ?lián)網(wǎng)、物品、人、傳感器等相互連接，通過智能化手段實現(xiàn)信息的傳遞。IoT系統(tǒng)架構包含有底層網(wǎng)絡、匯聚網(wǎng)關接入、互聯(lián)網(wǎng)融合和終端用戶四部分，以底層網(wǎng)絡作為基礎，包含WSN、RFID（射頻識別）等，將具體事物信息匯聚至網(wǎng)關接入，之后對信息融合，利用互聯(lián)網(wǎng)方式發(fā)送至終端，完成物物信息向用戶的傳遞，人也可以將自己的想法和指令通過互聯(lián)網(wǎng)形式傳送至具體的物物，實現(xiàn)人、物信息之間交互。

四、無線傳感器網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術

4.1網(wǎng)絡安全設計

網(wǎng)絡容易受到黑客、病毒以及安全漏洞方面影響，造成用戶信息安全的損失，對客戶安全有嚴重影響和威脅?；赪SN的IoT應用必須要給予網(wǎng)絡安全足夠重視，采取必要的加密、登錄驗證、殺毒等措施，使WSN的安全性和完整性得到保證。

4.2網(wǎng)絡通信協(xié)

IoT系統(tǒng)中各方面的信息交互必須要以互聯(lián)網(wǎng)為載體，網(wǎng)絡傳輸遵守一定的協(xié)議，信息傳輸按照協(xié)議規(guī)則進行。WSN以TCP/IP協(xié)議規(guī)則為基礎，多為路由器傳輸協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)對各個節(jié)點的高效利用，提高網(wǎng)絡性能，滿足IoT多元化需要，提高傳輸效率。

4.3網(wǎng)絡拓撲技術

無線傳感器網(wǎng)絡存在有較多密集節(jié)點，能夠采集物物特性方面信息，一般遵循網(wǎng)絡拓撲結(jié)構順序，尤其是自身特點，路由間歇效率有明顯提高，可控制節(jié)點能耗，更好的滿足當前實際需要。

4.4定位技術

WSN的IoT主要是實現(xiàn)對物物信息的識別和采集，因為WSN節(jié)點設計多為密集型，想要保證節(jié)點采集信息的準確性，就必須要做好對物物位置的準確定位。定位技術的應用，通過WSN定位地理位置，能夠滿足這方面實際需要。

五、無線傳感器網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)的應用

5.1在軍事領域的應用

WSN應用在軍事領域，因為其本身部署方式的快速性、隨機性，容錯率高，能夠取得非常好的應用效果。WSN技術與軍事設備相結(jié)合，大量部署無線傳感器節(jié)點，節(jié)點的放置通過炮彈發(fā)射等方式展開，放置在隱蔽區(qū)域，密度高，通過這些節(jié)點，采集溫度、濕度、聲音、磁場等方面信息。利用傳感器網(wǎng)絡組織，利用通信衛(wèi)生等，所采集的信息發(fā)送至控制中心，實現(xiàn)對對方動向的監(jiān)視，預測作戰(zhàn)情況，制定周密的作戰(zhàn)部署方案，提高軍隊作戰(zhàn)能力。

5.2在工業(yè)領域的應用

當前工業(yè)領域，計算機技術、智能控制技術、MEMS技術等有著非常廣泛的應用，智能控制等技術在工業(yè)領域的影響已經(jīng)較為成熟。WSN與IoT相結(jié)合，在工業(yè)領域有著廣闊的應用和發(fā)展前景。工業(yè)領域包含有制造技術、安全生產(chǎn)領域等。WSN因為其節(jié)點特性，能夠降低監(jiān)測成本，擴大監(jiān)測范圍，監(jiān)測手段操作簡單，可大范圍展開監(jiān)測工作。比如說監(jiān)測煤礦井下瓦斯含量，核電行業(yè)有毒物質(zhì)監(jiān)測等，監(jiān)測操作簡單，成本低。正是因為WSN的這些優(yōu)勢，能夠更好的滿足當前工業(yè)領域?qū)嶋H需要。WSN網(wǎng)絡節(jié)點分布在工業(yè)領域的應用，能夠?qū)崿F(xiàn)對作業(yè)環(huán)境危險情況、爆炸系數(shù)、氣體濃度等的實時監(jiān)測，保證工作人員惡劣工作條件下生命健康安全，降低各類事故發(fā)生率。另外，WSN技術在實際應用中還能實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的完善，促進工業(yè)生產(chǎn)的安全、高效開展。

5.3在農(nóng)業(yè)領域的應用

WSN在農(nóng)業(yè)領域的應用十分關鍵。農(nóng)業(yè)屬于我國社會經(jīng)濟發(fā)展中的基礎產(chǎn)業(yè)，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的提高能夠為我國社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展打下良好基礎。WSN因為其節(jié)點分布密集，能夠快速部署，應用在農(nóng)業(yè)領域前景廣闊。WSN在實際應用中可監(jiān)測種地環(huán)境質(zhì)量、溫度、濕度等，尤其在大棚和地窖等方面的監(jiān)測，具有十分重要的意義和價值。另外，地下的WSN還能實現(xiàn)對土壤狀況、各類元素含量、營養(yǎng)狀況的監(jiān)測，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的提高。

5.4應用在醫(yī)療領域

隨著科學技術的飛速發(fā)展，醫(yī)療、護理領域不斷有新的加測設備、醫(yī)療器械等出現(xiàn)，這些新的設備器械大量使用計算機、MEMS等技術，WSN在醫(yī)療領域同樣有著非常好的應用前景。比如說將傳感器安裝在患者身體上，能夠?qū)崿F(xiàn)對患者血壓、體溫等生理信息的實時監(jiān)測，傳感器將加測數(shù)據(jù)發(fā)送給醫(yī)生，醫(yī)生根據(jù)數(shù)據(jù)信息判斷患者病情變化，同時還能將信息匯總，對于新設備和藥物的研究提供依據(jù)。另外，傳感器節(jié)點還可以應用在家庭護理等方面，實現(xiàn)對老年人以及病人生活起居的監(jiān)測，判斷是否需要為其提供幫助。

5.5應用在智能家居領域

當前家庭電子產(chǎn)品數(shù)量越來越多，包含洗衣機、冰箱、掃地機器人等，都可實現(xiàn)智能控制，將WSN應用在家庭電子產(chǎn)品控制中，即使不在家，也能夠?qū)崿F(xiàn)對家庭電器的操作和控制。不僅能夠保證家居安全，同時還能實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和智能生活。

六、總結(jié)

未來無線傳感器網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將逐漸從物流領域向著物體互聯(lián)以及全智能化等方向發(fā)展，國家當前對于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著非常高的重視，對無線傳感器網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)應用技術的研究和完善，將會為物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展打下良好基礎，物聯(lián)網(wǎng)時代的到來帶來了千載難逢的機遇，而無線傳感器技術作為物聯(lián)網(wǎng)或不可缺的應用技術，它的突破性研究，必將促進物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，推動各行業(yè)的廣泛應用，促進我國社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展進步促進世界信息化的發(fā)展與建設。

參考文獻：

[1]任志玲，張廣全，林冬，等.無線傳感器網(wǎng)絡應用綜述[J].傳感器與微系統(tǒng)，2018（3）：1-2，10.

[2]徐勇李傳龍程鐵剛等物聯(lián)網(wǎng)平臺探討[J]郵電設計技術2021（7）：19-24

[3]王福，杭強偉物聯(lián)網(wǎng)共性平臺研究[J]計算機應用與軟件，2019，29（8）：95-97180

[4]韓萬強，史輝，吳濱，張明基于RFID無線傳感網(wǎng)智能安防系統(tǒng)的設計[J.物聯(lián)網(wǎng)技術2019（03）：29-30.

[51宋慧敏，楊社堂，趙棟棟.基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的無線傳感器定位算法[J.計算機測量與控制2019（02）：08-09.

[6]章彬，王亞，李燁無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位技術[J].信息技術2020（01）：35-36.

項目編號：2019教育部協(xié)同育人項目編號：201901134069

作者簡介：彭家和，男 ，1966.06 ，云南大理 ，碩士 ，教授， 研究方向：通信網(wǎng)絡工程