傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

摘要：介紹了傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念，分析了目前在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面存在的問題以及傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，并構(gòu)建了基于傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作流程。
關(guān)鍵詞：傳感器網(wǎng)絡(luò)；環(huán)境監(jiān)測(cè)；工作流程

隨著網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信、嵌入式計(jì)算和傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了具有感知能力、數(shù)據(jù)處理能力和網(wǎng)絡(luò)通信能力的傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的許多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)使得它在各種領(lǐng)域的應(yīng)用受到人們的極大關(guān)注。

1 傳感器網(wǎng)絡(luò)概述
傳感器網(wǎng)絡(luò)(Sensor Network)是由一組傳感器以AdHoc方式構(gòu)成的有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理區(qū)域中感知對(duì)象的信息，并發(fā)布給觀察者，從而實(shí)現(xiàn)觀察者與傳感器之間的數(shù)據(jù)通信。

圖1給出了一個(gè)典型的傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)由傳感器節(jié)點(diǎn)、接收發(fā)送器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或通信衛(wèi)星、觀察者等部分構(gòu)成。傳感器節(jié)點(diǎn)散布在指定的感知區(qū)域內(nèi)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以感知信息，感知信息通過多跳的方式傳輸給接收發(fā)送器，接收發(fā)送器再將感知信息送到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或通信衛(wèi)星，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或通信衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)觀察者與傳感器之間的數(shù)據(jù)通信。

傳感器、感知對(duì)象和觀察者是傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)基本要素。網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)(或稱為傳感器子系統(tǒng))由電源、數(shù)據(jù)獲取單元、信息存儲(chǔ)與處理單元和數(shù)據(jù)傳輸單元構(gòu)成，如圖2所示。電源為傳感器提供正常工作所必需的能源。數(shù)據(jù)獲取單元用于感知、獲取外界的信息，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。信息存儲(chǔ)與處理單元對(duì)數(shù)據(jù)獲取單元傳來(lái)的信息進(jìn)行必要的處理、保存，數(shù)據(jù)傳輸單元負(fù)責(zé)與其他傳感器或接收發(fā)送器之間的通信。觀察者是傳感器網(wǎng)絡(luò)的用戶，是感知信息的接受者或任務(wù)管理者，觀察者可以是人，也可以是計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備。