在信息时代，作为信息获取最重要和最基本的技术——传感器技术，得到了极大的发展。传感器信息获取技术已经从过去的单一化渐渐向集成化、微型化和网络化方向发展，并将会带来一场信息革命。

　　无线传感器网络 信息革命下开疆拓土中

无线传感器网络崛起

无线传感器网络由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点通过自组织的方式构成，借助于节点中内置的形式多样的传感器测量所在周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号，从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等众多我们感兴趣的物质现象。

无线传感器网络设备，或称为“微尘传感器（Mote）”，可以由有源电子标签和传感单元构成：带有联网功能及应用软件的电路板；可检测温度、压力、湿度、光线、声音或者磁性变化的传感器界面；以及可以汇报探测情况的无线电收发装置。

早在上世纪70年代，就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形，我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的的不断发展和进步，传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力，并通过与传感控制器的相联，组成了有信息综合和处理能力的传感器网络，这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始，现场总线技术开始应用于传感器网络，人们用其组建智能化传感器网络，大量多功能传感器被运用，并使用无线技术连接，无线传感器网络逐渐形成。

无线传感器网络的八大应用

工业无线传感器网络为系统级应用，即包括现场无线传感器、数据转发网关和监控主机等在内的整体解决方案。因具有成本低、范围大、布设灵活、移动支持等特点，工业无线传感器网络在力学参数检测、工业监控、智能电力、矿山安全、医疗健康、环境监测等行业的应用一直广受重视。

（1）军事领域的应用在军事领域，由于WSN（无线传感器网络）具有密集型、随机分布的特点，使其非常适合应用于恶劣的战场环境。利用WSN能够实现监测敌军区域内的兵力和装备、实时监视战场状况、定位目标、监测核攻击或者生物化学攻击等。

（2）辅助农业生产WSN特别适用于以下方面的生产和科学研究。例如，大棚种植室内及土壤的温度、湿度、光照监测、珍贵经济作物生长规律分析与测量、葡萄优质育种和生产等，可为农村发展与农民增收带来极大的帮助。采用WSN建设农业环境自动监测系统，用一套网络设备完成风、光、水、电、热和农药等的数据采集和环境控制，可有效提高农业集约化生产程度，提高农业生产种植的科学性。

（3）生态监测与灾害预警WSN可以广泛地应用于生态环境监测、生物种群研究、气象和地理研究、洪水、火灾监测。环境监测为环境保护提供科学的决策依据，是生态保护的基础。在野外地区或者不宜人工监测的区域布置WSN可以进行长期无人值守的不间断监测，为生态环境的保护和研究提供实时的数据资料。具体的应用包括：通过跟踪珍稀鸟类等动物的栖息、觅食习惯进行濒危种群的研究；在河流沿线区域布置传感器节点，随时监测水位及水资源被污染的情况；在泥石流、滑坡等自然灾害容易发生的地区布置节点，可提前发出灾害预警，及时采取相应抗灾措施；可在重点保护林区布置大量节点随时监控内部火险情况，一旦发现火情，可立刻发出警报，并给出具体位置及当前火势的大小；可将节点布置在发生地震、水灾等灾害的地区、边远山区或偏僻野外地区，用于临时应急通信。

（4）基础设施状态监测系统WSN技术对于大型工程的安全施工以及建筑物安全状况的监测有积极的帮助作用。通过布置传感器节点，可以及时准确地观察大楼、桥梁和其他建筑物的状况，及时发现险情，及时进行维修，避免造成严重后果。

（5）工业领域的应用在工业安全方面，传感器网络技术可用于危险的工作环境，例如在煤矿、石油钻井、核电厂和组装线布置传感器节点，可以随时监测工作环境的安全状况，为工作人员的安全提供保证。另外，传感器节点还可以代替部分工作人员到危险的环境中执行任务，不仅降低了危险程度，还提高了对险情的反应精度和速度。

由于WSN部署方便、组网灵活，其在仓储物流管理和智能家居方面也逐渐发挥作用。无线传感器网络使传感器形成局部物联网，实时地交换和获得信息，并最终汇聚到物联网，形成物联网重要的信息来源和基础应用。

（6）在智能交通中保障安全畅通智能交通系统（ITS）是在传统交通体系的基础上发展起来的新型交通系统，它将信息、通信、控制和计算机技术以及其他现代通信技术综合应用于交通领域，并将“人—车—路—环境”有机地结合在一起。在现有的交通设施中增加一种无线传感器网络技术，将能够从根本上缓解困扰现代交通的安全、通畅、节能和环保等问题，同时还可以提高交通工作效率。因此，将无线传感器网络技术应用于智能交通系统已经成为近几年的研究热点。智能交通系统主要包括交通信息的采集、交通信息的传输、交通控制和诱导等几个方面。无线传感器网络可以为智能交通系统的信息采集和传输提供一种有效手段，用来监测路面与路口各个方向的车流量、车速等信息。它主要由信息采集输入、策略控制、输出执行、各子系统间的数据传输与通信等子系统组成。信息采集子系统主要通过传感器采集车辆和路面信息，然后由策略控制子系统根据设定的目标，并运用计算方法计算出最佳方案，同时输出控制信号给执行子系统，以引导和控制车辆的通行，从而达到预设的目标。无线传感器网络在智能交通中还可以用于交通信息发布、电子收费、车速测定、停车管理、综合信息服务平台、智能公交与轨道交通、交通诱导系统和综合信息平台等技术领域。

（7）在医疗系统大有作为近年来，无线传感器网络在医疗系统和健康护理方面已有很多应用，例如，监测人体的各种生理数据，跟踪和监控医院中医生和患者的行动，以及医院的药物管理等。如果在住院病人身上安装特殊用途的传感器节点，例如心率和血压监测设备，医生就可以随时了解被监护病人的病情，在发现异常情况时能够迅速抢救。罗切斯特大学的一项研究表明，这些计算机甚至可以用于医疗研究。科学家使用无线传感器创建了一个“智能医疗之家”，即一个5间房的公寓住宅，在这里利用人类研究项目来测试概念和原型产品。“智能医疗之家”使用微尘来测量居住者的重要特征（血压、脉搏和呼吸）、睡觉姿势以及每天24小时的活动状况。所搜集的数据将被用于开展以后的医疗研究。通过在鞋、家具和家用电器等设备中嵌入网络传感器，可以帮助老年人、重病患者以及残疾人的家庭生活。利用传感器网络可高效传递必要的信息从而方便接受护理，而且可以减轻护理人员的负担，提高护理质量。利用传感器网络长时间收集人的生理数据，可以加快研制新药品的过程，而安装在被监测对象身上的微型传感器也不会给人的正常生活带来太多的不便。此外，在药物管理等诸多方面，它也有新颖而独特的应用。

（8）促进信息家电设备更加智能无线传感器网络的逐渐普及，促进了信息家电、网络技术的快速发展，家庭网络的主要设备已由单一机向多种家电设备扩展，基于无线传感器网络的智能家居网络控制节点为家庭内、外部网络的连接及内部网络之间信息家电和设备的连接提供了一个基础平台。

在家电中嵌入传感器节点，通过无线网络与互联网连接在一起，将为人们提供更加舒适、方便和更人性化的智能家居环境。利用远程监控系统可实现对家电的远程遥控，也可以通过图像传感设备随时监控家庭安全情况。利用传感器网络可以建立智能幼儿园，监测儿童的早期教育环境，以及跟踪儿童的活动轨迹。

无线传感器网络市场面临挑战

随着无线传感器网络应用的展开，工业无线传感器网络也面临着延长节点工作时间、增加通信距离、小型化、标准化等技术挑战和寻找应用场景等市场挑战。

从有线网络到无线网络的变化将加速无线传感器网络的成长，透过无线传感器网络可接触到比有线网路更广泛、更弹性化和可扩展的多元应用。随着近几年无线传感器网络技术的飞速发展，越来越多的无线传感器网络开始投入使用。目前无线传感器网络主要用于检测和监测两部分市场。

无线传感器网络在检测市场主要应用于国防研究、高校、专业科研及检测机构和大型装备制造等领域。国防产品需要进行严格的试验和测试以确保产品的可靠性，因此对测试国防产品的传感器提出了高可靠性的要求。近几年，国家开始实施越来越多的国防重大工程，并致力于自主可控，并且更换频率较高。因此，对检测传感器的需求正在逐步扩大。

我国虽已具有一定规模的高校数量和较为完整的人才培养体系，但与国外相比，教学设备还存在差距，科研院所实验设备也相对落后，未来教育产业的发展会使得相关教学设备和实验设备的采购需求快速扩大，也会为检测传感器市场带来广阔的发展空间。

我国正在加大检测行业的发展力度，基础设施建设如公路、铁路和桥梁等工程的监测需求持续增长，使得专业的科研和检测机构对检测传感器的需求增加;随着智能制造的发展，我国对高端大型装备的需求也越来越多，测试装置可以有效减少产品研发周期，提高产品质量，降低产品成本，传感器已经慢慢成为大型装备制造企业在产品研发过程中产品稳定性测试不可或缺的环节，因此传感器在大型装备制造领域的市场规模也将呈现上升态势。

无线传感器网络在监测市场主要应用于工业环境监测、智能电网、数字化油田和智能工业等领域。工业环境的监测范围已经覆盖到整个生态环境的各个方面，包括日常环境监测，如大气、水、电磁辐射和放射性监测等。同时还存在一些特殊的区域环境监测，如沙漠、高山和存在放射源等区域的监测。这些环境对传感器产品的灵活性、可靠性和安全性提出了很高的要求。

由于电网设备长期处于高电压、大电流等工作状态，同时面临雷雨等极端自然环境的威胁，对设备实施智能监控显得尤为重要。无线传感器网络可对电网设备进行远程监测，了解设备工作状态，并将数据传输到控制中心，对设备进行统一管理，同时实时监测也提高了维护效率;当前，油田开发整体范围不断扩大，油田生产、管理与经营的智能化趋势明显，数字化油田应运而生。

在油田的数字化过程中，无线传感器网络可以对油井环境和井口设备实现实时监测，将工作现场的设备状态，环境参数等重要信息传到控制中心，在必要时即刻发出警报并安排调度。

　结语：无线传感器网络作为新一代的传感器网络，具有非常广泛的应用前景，其发展和应用，将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响！机遇与挑战也往往是并存的，无线传感器网络面临的问题，或许也是无线传感器网路的发展机遇。