無線傳感器在環(huán)境監(jiān)測中有哪些應(yīng)用
發(fā)布時間：2022年03月28日 18時08分52秒
次瀏覽我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升,人們的物質(zhì)需求已被滿足,開始重視對環(huán)境的保護(hù)。由于人們環(huán)境保護(hù)意識增強(qiáng),各種環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)開始在其環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中增添無線傳感器網(wǎng)絡(luò),進(jìn)而使其在無線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下,可以采集并傳輸有關(guān)于感知對象的信息,進(jìn)而提升其環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的使用性能,效果顯著。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是經(jīng)過有關(guān)靜止傳感器以及移動傳感器通過自組織以及多跳方式所構(gòu)成的一種無線網(wǎng)絡(luò)。它可以幫助區(qū)域進(jìn)行采集、處理、傳輸網(wǎng)絡(luò)已覆蓋區(qū)域中與被感知目標(biāo)有關(guān)的內(nèi)容,同時把有關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)終端。另外,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)屬于分布式的傳感網(wǎng)絡(luò),它是一種可以感知并檢查其外部環(huán)境狀況的傳感器。并且其在網(wǎng)絡(luò)設(shè)置上也較為方便、快捷,可以對其設(shè)備位置進(jìn)行隨意更改,還可以通過有線或無線的方式連接至互聯(lián)網(wǎng)。此網(wǎng)絡(luò)也是通過無線通信機(jī)制建立起的一種多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了采集參數(shù)、處理參數(shù)及傳輸參數(shù)等多個功能。
根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)研究來看,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測中,能夠極大的提升環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)獲取到的信息數(shù)量及效率,能夠確保環(huán)境監(jiān)測更好的研究及發(fā)展。安置在環(huán)境監(jiān)測中的傳感器節(jié)點一般使用電池來維持動力,為了減少更換電池的次數(shù),務(wù)必要提高能量管理的力度。因此可以通過設(shè)置休眠機(jī)制來節(jié)約電能,如果傳感器節(jié)點停止傳輸信息,這時就應(yīng)將其對應(yīng)通信模塊和數(shù)據(jù)收集模塊關(guān)閉,以此達(dá)到節(jié)省能量的目的。當(dāng)存在傳感任務(wù)時,其相鄰的區(qū)域節(jié)點會開始活動,并且構(gòu)成一個活動區(qū)域,而且此活動區(qū)域會因數(shù)據(jù)傳輸途徑的改變而產(chǎn)生變化,會使活動狀態(tài)下的節(jié)點完成任務(wù)后,再次進(jìn)入休眠狀態(tài)。此外,不同的節(jié)點可以進(jìn)行輪流作業(yè),以此來減少能量的損耗。并且傳感器節(jié)點一般都會處在休眠的狀態(tài),通過發(fā)生的周期性活動進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)或是檢修信息通道的狀態(tài),對其是否需要傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行合理判斷。
所謂的定位就是傳感器節(jié)點把對象的位置信息傳輸?shù)娇刂贫?。其中位置信息是?jié)點獲取數(shù)據(jù)的重要構(gòu)成因素,對于環(huán)境監(jiān)測有著重大意義。并且無線傳感器網(wǎng)絡(luò)還具有發(fā)現(xiàn)事件所發(fā)生的位置、獲取到數(shù)據(jù)節(jié)點的位置信息兩大基礎(chǔ)功能。為了對環(huán)境監(jiān)測提供較為準(zhǔn)確可靠的位置信息,其所安置在對象周圍的傳感器節(jié)點可以明確自己的位置,并且還可以通過其自身位置判斷出對象的具體位置。在進(jìn)行定位時,可能會對不同節(jié)點間的角度或是距離進(jìn)行有效測量,并按照實際狀況,其可以從與距離有關(guān)或無關(guān)兩個方面進(jìn)行傳感器網(wǎng)絡(luò)定位。與距離有關(guān)的定位有基于TOA或AOA定位等;而與距離無關(guān)的定位有APIT或質(zhì)心算法等。由于其定位機(jī)制不會受到距離因素的影響,所以不需要極高的傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件,并且此定位機(jī)制也已受到環(huán)境因素影響,因此其應(yīng)用范圍較廣。
在自然環(huán)境監(jiān)測方面,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用力度最大、范圍較廣,它能夠?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境、地址、氣象、農(nóng)業(yè)、洪水、火災(zāi)等進(jìn)行有效監(jiān)測,并且而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用成本較低,能夠幫助人們完成一些危險系數(shù)較高、操作較為復(fù)雜的工作,能夠?qū)崟r監(jiān)控我國的生態(tài)環(huán)境。比如:將其安置在野外區(qū)域或是不適合人工檢測區(qū)域內(nèi),以此來完成長期的、不間斷的檢測,進(jìn)而為保護(hù)與研究生態(tài)環(huán)境提供有力依據(jù)。將其安置在河流周圍,能夠?qū)崟r監(jiān)測水位狀況以及水污染情況,若是出現(xiàn)異常,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以將有關(guān)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心。將其安置在易發(fā)生泥石流或滑坡等災(zāi)害高發(fā)區(qū)域內(nèi),有關(guān)人員可以根據(jù)其監(jiān)測情況提前進(jìn)行災(zāi)害預(yù)警,能夠使人們及有關(guān)部門及時采取有效措施予以應(yīng)對,從而減少自然災(zāi)害造成的損失。將其安置在保護(hù)林區(qū)之中,能夠?qū)崟r監(jiān)測火險狀況,如果出現(xiàn)火災(zāi),無線傳感器能夠迅速發(fā)出警報,并且上傳火災(zāi)發(fā)生點擊火勢狀況,為使消防人員對火勢進(jìn)行有效控制。
綜上所述,在環(huán)境監(jiān)測中使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò),需要具備能量管理、定位技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)等多個關(guān)鍵技術(shù),在使用這些技術(shù)時,要根據(jù)實際情況進(jìn)行合理選擇。另外隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,其在環(huán)境監(jiān)測中的監(jiān)測范圍逐漸擴(kuò)大,能夠應(yīng)用于軍事、工業(yè)產(chǎn)業(yè)以及自然環(huán)境之中,并且在此些環(huán)境中其能夠發(fā)揮監(jiān)測最大效用。
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