无线传感网络

无线传感网络 无线传感网络 1.什么是无线传感网络, 所谓无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量廉价小型或微型的各类集成化传感器节点协作地实时感知、监测各种环境或目标对象信息，通过嵌入式系统对信息进行智能处理，并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知的信息传送到用户终端，从而真正实现“无处不在的计算”理念。无线传感网络综合了传感技术、嵌入式计算技术、现代网络技术、无线通信技术、分布式智能信息处理技术等。传感器网络的研究采用系统发展模式，因而必须将现代的先进微电子技术、微细加工技术、系统芯片SOC设计技术、纳米材料技术、现代信息通讯技术、计算机网络技术等融合，以实现其小型化或微型化、集成化、多功能化、系统化、网络化，特别是实现传感网络特有的超低功耗系统设计。无线传感网络可以在长期无人值守的状态下工作，在军事国防、工农业、城市管理、智能交通、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都有重要的科研价值、巨大的实用价值和广阔的市场前景。 二、无线传感网络在城市交通中的应用 1、对车辆和交通状况的监测 遍布于公路两侧的无线传感网络监测结点可以对车辆状况进行监测，例如监测汽车的速度、车流量等参数，并把监测结果实时的返回给交通指挥中心等相关部门，便于对交通违法行为和交通环境进行实时管理与控制，可以在一定程度上减缓城市交通拥堵状况。 图3.1.1:装载于电线杆上的传感器探测到汽车的行驶速度和身份等信息，通过其它结点的路由，采用多跳自组网络将数据传输到网关结点，再由网关结点通过以太网等形式将数据传输到交通管理部门，以便于对违规行驶等行为进行监控。 图3.1.2:安装于道路附近的传感器结点探测到当前路面的交通状况，能够及时把车流量、平均车速等信息及时发送到相关部门，再由相关部门发布车辆行驶缓慢的通告，便于其它车辆避开此路段，达到了缓解交通堵塞的目的，并节省了人工监测的成本。 2、对路灯、信号灯等交通标志的监测与控制 利用无线传感器网络的无线传输和实时监测特性可以将路灯、信号灯等其它交通标志组成一个网络，对交通情况进行实时的监测和控制。 图3.2.1:在路灯上安装无线传感网络系统，由传感器感知光线强弱的变化，根据光强度控制路灯的开和关，有效避免路灯在天色昏暗的时候不亮或者清晨阳光充足时不熄的现象，能够极大的节约能源。同时，无线传感网络还可以将路灯的状况及时反馈给监管人员，便于对发生故障的路灯进行定位和及时修理。 图3.2.2:在一个十字路口安装了无线传感网络系统，通过传感器探测路口车流量和正在等候的车辆长度，将这些数据实时的反馈给交通信号灯，通过一定的算法计算红绿灯的时间长度，能够有效减少车辆等候的时间。同时，这些传感器还可以有效的监测交通事故和交通违规的发生并进行报警，可以提高公路交通安全指数。 3、 对交通环境的监测 利用安装在道路两侧的无线传感网络系统，可以实时监测路面状况、积水状况以及公路的噪音、粉尘、气体等参数，达到了道路保护、环境保护和行人健康保护的目的。 图3.3.1:道路两侧的传感器结点可以实时监测道路破损、路面不平等情况，在暴雨时可以监测路面积水情况，并将这些数据通过无线传感网络实时的发送到相关部门，便于相关部门对道路进行检修或者发布道路积水警报及进行险情排除等工作。 图3.3.2:道路两侧的传感器结点还可以实时监测公路附近的环境状况，例如噪音、粉尘及有毒气体浓度等参数，并通过无线传感网络系统将这些数据实时发送出去，便于有关部门对道路情况进行监测。 三、无线传感网络在地铁、车站、机场、码头的环境监测中的应用 1、对人流量的监测和管理 无线传感网络在公共场所的监测可以有效保证人们在这些场所活动的安全。 图4.1:在地铁、车站、机场、码头等公共场所安装了无线传感网络监控系统，可以对旅客流量等信息进行有效的监测，相关数据能够实时的通过无线网络传递到控制室。同时，具备诸如红外测温等功能的传感器能够对疾病的发现、控制与预防起到很大的作用，确保公共场所的安全。 2、 反恐监控 无线传感网络对公共场所的安全监测可以担任反恐的重要任务。 图4.2:放置于这些人流量大的交通枢纽的无线传感网络系统，可以通过特殊的传感器探测环境参数，当发生火灾等事故或有人释放有毒气体时，传感器产生报警，并把数据实时发送到控制室，以便于值班人员迅速采取措施组织人员疏散。 四、无线传感网络在铁路监测中的应用 1、无线传感网络对铁路环境的监测 安装在铁路上的无线传感网络结点可以对铁路环境进行实时监测。 图5.1:无线传感网络系统可以对铁路沿线的情况进行监测，当铁路上有障碍物或者有人、车等其它物体靠近铁路及在铁路上滞留时，传感器产生报警，信号通过无线传感网络传到网关结点，再通过其它方式传递到相关部门，以便于故障的及时发现和排除。 2、无线传感网络对列车环境的监测 安装在列车上的无线传感网络系统可以对列车情况进行监测。 图5.2:无线传感网络安装在列车上，可以实时监测列车的运行情况、故障情况以及车厢内环境的舒适度等参数。 五、无线传感网络在货运和物流系统中的应用 无线传感网络与RFID技术相结合，在货运和物流领域具有更广阔的市场前景。 图6.1:无线传感网络用在货运系统中，监视货物在运输途中的状况，例如温度、湿度、光照、振动情况等，数据被实时的发送给监测中心，以便于货物的保存和安全。 图6.2:无线传感网络用于存储系统中，用于监测货物的位置及环境温湿度等状况，与RFID系统相结合，还可以识别货物的种类等参数，便于物流存储管理。 六、无线传感网络在高速公路系统中的应用 无线传感网络应用于高速公路系统，可以方便的进行车辆和路面情况的监控。 图7.1:无线传感网络与RFID相结合，可用于高速公路收费系统，可以进行车辆靠近报警与识别，并把数据实时的反馈给收费系统。尤其无线传感网络的长传 输距离突破了RFID技术的局限，可真正实现不停车收费等自动功能，节省了人工。 图7.2:无线传感网络用于高速公路监控系统，可以实时监测公路的路面状况，便于有关部门及时对公路进行维护。同时，安装于道路两侧的传感器结点还可监视行驶车辆的速度等情况，能够把数据实时反馈给有关部门，便于对违章行为的纠正，可以有效减少交通事故的发生。 七、无线传感网络在智能停车场系统中的应用 无线传感网络用于智能停车场可以有效的节省人工，实现停车场的智能化管理。 图8:无线传感网络用于智能停车场，主要可以实现以下三个功能: 1. 安装于停车场内的传感器结点可以感知是否有车停入相应车位，并把数据 通过无线传感网络反馈至中央系统，便于整个停车场自动统计空闲车位的 数量和位置。 2. 分布于停车场内的无线传输结点可以引导车辆进入空闲车位，并随时显示 它附近的车辆运行情况，可以有效避免刮蹭等事故的发生。 3. 无线传感网络与RFID技术相结合，可以通过传感器结点感知车辆在停车 场内的停留情况及停留时间，只在出口处设立一个收费结点，即可实现不 停车收费。 八、无线传感网络在无人驾驶汽车系统中的应用 无线传感网络用于无人驾驶汽车进行监测与控制，数据传递实时、准确。 附I:无线传感器网络和RFID技术开始走向融合 文章来源:电子工程专辑 中国微计算机学会理事长、复旦大学计算机科学系教授陈章龙在上海举行的“瑞萨论坛2005”上建议中国本土企业应该加大对RFID和无线传感器网络(WSN)技术的关注力度，并特别指出:“WSN与RFID结合起来组成的WSID网络，其应用前景不可估量。” 无线传感器网络是由大量传感器结点通过无线通信技术自组织构成的网络。它能够实现数据的采集量化、处理融合和传输应用。这些应用一般不需要很高的带宽，但是对功耗要求却很高，大部分时间必须保持低功耗。由于无线传感结点通常使用存储容量受限的嵌入式处理器/控制器，因此对栈的大小也有严格限制。另外，WSN对网络安全性、结点自动配置、网络动态重组等方面也有一定的要求。 WSN的特殊性对应用于该技术的网络协议提出了较高要求。虽然蓝牙、Ad hoc等技术都是人们谈论的热点，不过，陈章龙表示，Zigbee(IEEE802.15.4)才是目前最具竞争力的WSN网络协议。 “ZigBee传输速度为20k~250kbps，这对于3C和IA(信息家电)来说，已经足够了。”陈章龙表示。ZigBee的其他优势还包括:16位/64位 IEEE寻址、CSMA-CA信道接入、支持点对点、星状及网格网络拓扑、可自组成网、全握手(Fully handshaked)协议保证了传输的稳定性。ZigBee在2.4G ISM频段内有5MHz 16个频道，915MHz频段内有10个频道，868MHz频段内有1个频道。此外，它还具有低功耗的特点。 WSN并不是一种新兴的技术，早在海湾战争中它就被派上了用场:当时的美军部队使用大量的智能灰尘传感器结点，将光、声信息汇集起来，从而能够实现快速锁定目标，进行定向轰炸。随着相关技术(如网络协议)的不断成熟，WSN的应用范围也在逐渐扩大。陈章龙举例说:“目前家庭网关、家电设备以及外设控制之间都是利用RS485电力线或专线进行互连。这在价格上很难接受。如果选用Zigbee的WSN，则会大大节省开支。” 美国国防部国防高级研究局(DARPA)和美国空军(USAF)正在合作开发的网络嵌入式系统技术(NEST)是WSN在军事方面的最新应用。利用广泛散布于特定区域、检查站、建筑物和护卫车队等地的WSN结点，作战人员能够对狙击手和其他隐蔽的射手进行定位。这些结点能够跟踪子弹产生的冲击波，在结点范围内测定子弹发射时产生声震和枪震的时间，以判定子弹的发射源。 “WSN还可以应用在环境监测、洪水预报、动物栖息的监控、温度/照明/安全控制、城市交通管理、库存和物流管理等。”陈章龙说，“特别要指出的是，WSN和RFID技术的融合。由于RFID抗干扰性较差，而且有效距离一般小于10m，这对它的应用是个限制。如果将Zigbee的WSN同RFID结合起来，利用前者高达100m的有效半径，形成WSID网络，其应用前景不可估量。” 陈章龙的建议得到了业界其他人士的认同。无线数据研究集团总裁Ian McPherson表示，Zigbee无线电有希望成为主动的RFID标签。尽管Zigbee产品的主要用途并不是用来代替被动RFID，但利用更多的传感器和更少的网关，它们可以降低主动RFID的成本。 WSN正在受到越来越多技术人员和科学家们的关注。波士顿大学在去年底牵头创办了传感器网络协会，期望通过相互合作促进传感器联网技术领域的合作项目。该协会吸收了BP、霍尼韦尔、Inetco Systems、Invensys、L-3 Communications、Millennial Net、Radianse、Sensicast Systems及Textron Systems等多家公 司参与其中。而哈佛大学及麻萨诸塞大学也成为学术参与者之一。此外，在中国，国防科技大学、复旦大学、中科院计算所等科研院所也已开始进行WSN的项目研究。 目前，WSN 的研究热点主要有:网络体系结构、路由及数据分发、链路层协议、WSN和IPv6的结合、数据的采集捕获技术、融合处理技术和数据库技术、功耗管理、定位技术、安全、适合WSN 的软件开发环境和软件工具、模拟器、应用系统的开发等。 名句赏析～～～～～ 不限 主 不限抒情四季山水天气人物人生生活节日动物植物食物 山有木兮木有枝，心悦君兮君不知。____佚名《越人歌》 人生若只如初见，何事秋风悲画扇。____纳兰性德《木兰词?拟古决绝词柬友》 十年生死两茫茫，不思量，自难忘。____苏轼《江城子?乙卯正月二十日夜记梦》 只愿君心似我心，定不负相思意。____李之仪《卜算子?我住长江头》 玲珑骰子安红豆，入骨相思知不知。____温庭筠《南歌子词二首 / 新添声杨柳枝词》 曾经沧海难为水，除却巫山不是云。____元稹《离思五首?其四》 愿得一心人，白头不相离。____卓文君《白头吟》 去年今日此门中，人面桃花相映红。____崔护《题都城南庄》 平生不会相思，才会相思，便害相思。____徐再思《折桂令?春情》 入我相思门，知我相思苦。____李白《三五七言 / 秋风词》 山无陵，江水为竭。冬雷震震，夏雨雪。天地合，乃敢与君绝。____佚名《上邪》 人生自是有情痴，此恨不关风与月。____欧阳修《玉楼春?尊前拟把归期说》 一往情深深几许,深山夕照深秋雨。____纳兰性德《蝶恋花?出塞》 两情若是久长时，又岂在朝朝暮暮。____秦观《鹊桥仙?纤云弄巧》 执子之手，与子偕老。____佚名《击鼓》 花自飘零水自流。一种相思，两处闲愁。____李清照《一剪梅?红藕香残玉簟秋》 问世间，情为何物，直教生死相许,____元好问《摸鱼儿?雁丘词 / 迈陂塘》 一日不见兮，思之如狂。____司马相如《凤求凰 / 琴歌》 人生如逆旅，我亦是行人。____苏轼《临江仙?送钱穆父》 世间无限丹青手，一片伤心画不成。____高蟾《金陵晚望》 林花谢了春红，太匆匆。无奈朝来寒雨，晚来风。____李煜《相见欢?林花谢了春红》 独立寒秋，湘江北去，橘子洲头。____毛泽东《沁园春?长沙》 身无彩凤双飞翼，心有灵犀一点通。____李商隐《无题?昨夜星辰昨夜风》 滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。____杨慎《临江仙?滚滚长江东逝水》 怕相思，已相思，轮到相思没处辞，眉间露一丝。____俞彦《长相思?折花枝》 此情可待成追忆,只是当时已惘然。____李商隐《锦瑟》 思悠悠，恨悠悠，恨到归时方始休。____白居易《长相思?汴水流》 取次花丛懒回顾，半缘修道半缘君。____元稹《离思五首?其四》 若是前生未有缘，待重结、来生愿。____乐婉《卜算子?答施》 雨打梨花深闭门，忘了青春，误了青春。____唐寅《一剪梅?雨打梨花深闭门》 少年不识愁滋味，爱上层楼。爱上层楼。为赋新词强说愁。____辛弃疾《丑奴儿?书博山道中壁》 自在飞花轻似梦，无边丝雨细如愁。____秦观《浣溪沙?漠漠轻寒上小楼》 近水楼台先得月，向阳花木易为春。____苏麟《断句》 一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来。____杜牧《过华清宫绝句三首》 抽刀断水水更流，举杯消愁愁更愁。____李白《宣州谢脁楼饯别校书叔云 / 陪侍御叔华登楼歌》 疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏。____林逋《山园小梅?其一》 人面不知何处去，桃花依旧笑春风。____崔护《题都城南庄》 时光只解催人老，不信多情，长恨离亭，泪滴春衫酒易醒。____晏殊《采桑子?时光只解催人老》 一生大笑能几回，斗酒相逢须醉倒。____岑参《凉州馆中与诸判官夜集》 天涯地角有穷时，只有相思无尽处。____晏殊《玉楼春?春恨》 问君能有几多愁,恰似一江春水向东流。____李煜《虞美人?春花秋月何时了》 似此星辰非昨夜，为谁风露立中宵。____黄景仁《绮怀》 菩提本无树，明镜亦非台。____惠能《菩提偈》 溪云初起日沉阁，山雨欲来风满楼。____许浑《咸阳城东楼 / 咸阳城西楼晚眺 / 西门》 春风得意马蹄疾，一日看尽长安花。____孟郊《登科后》 枯藤老树昏鸦，小桥流水人家，古道西风瘦马。____马致远《天净沙?秋思》 空山新雨后，天气晚来秋。____王维《山居秋暝》 人到情多情转薄，而今真个悔多情。____纳兰性德《山花子?风絮飘残已化萍》 同是天涯沦落人，相逢何必曾相识～____马致远《杂剧?江州司马青衫泪》 浮云一别后，流水十年间。____韦应物《淮上喜会梁川故人 / 淮上喜会梁州故人》 名句赏析～～～～～ 不限 主题不限抒情四季山水天气人物人生生活节日动物植物食物 山有木兮木有枝，心悦君兮君不知。____佚名《越人歌》 人生若只如初见，何事秋风悲画扇。____纳兰性德《木兰词?拟古决绝词柬友》 十年生死两茫茫，不思量，自难忘。____苏轼《江城子?乙卯正月二十日夜记梦》 只愿君心似我心，定不负相思意。____李之仪《卜算子?我住长江头》 玲珑骰子安红豆，入骨相思知不知。____温庭筠《南歌子词二首 / 新添声杨柳枝词》 曾经沧海难为水，除却巫山不是云。____元稹《离思五首?其四》 愿得一心人，白头不相离。____卓文君《白头吟》 去年今日此门中，人面桃花相映红。____崔护《题都城南庄》 平生不会相思，才会相思，便害相思。____徐再思《折桂令?春情》 入我相思门，知我相思苦。____李白《三五七言 / 秋风词》 山无陵，江水为竭。冬雷震震，夏雨雪。天地合，乃敢与君绝。____佚名《上邪》 人生自是有情痴，此恨不关风与月。____欧阳修《玉楼春?尊前拟把归期说》 一往情深深几许,深山夕照深秋雨。____纳兰性德《蝶恋花?出塞》 两情若是久长时，又岂在朝朝暮暮。____秦观《鹊桥仙?纤云弄巧》 执子之手，与子偕老。____佚名《击鼓》 花自飘零水自流。一种相思，两处闲愁。____李清照《一剪梅?红藕香残玉簟秋》 问世间，情为何物，直教生死相许,____元好问《摸鱼儿?雁丘词 / 迈陂塘》 一日不见兮，思之如狂。____司马相如《凤求凰 / 琴歌》 人生如逆旅，我亦是行人。____苏轼《临江仙?送钱穆父》 世间无限丹青手，一片伤心画不成。____高蟾《金陵晚望》 林花谢了春红，太匆匆。无奈朝来寒雨，晚来风。____李煜《相见欢?林花谢了春红》 独立寒秋，湘江北去，橘子洲头。____毛泽东《沁园春?长沙》 身无彩凤双飞翼，心有灵犀一点通。____李商隐《无题?昨夜星辰昨夜风》 滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。____杨慎《临江仙?滚滚长江东逝水》 怕相思，已相思，轮到相思没处辞，眉间露一丝。____俞彦《长相思?折花枝》 此情可待成追忆,只是当时已惘然。____李商隐《锦瑟》 思悠悠，恨悠悠，恨到归时方始休。____白居易《长相思?汴水流》 取次花丛懒回顾，半缘修道半缘君。____元稹《离思五首?其四》 若是前生未有缘，待重结、来生愿。____乐婉《卜算子?答施》 雨打梨花深闭门，忘了青春，误了青春。____唐寅《一剪梅?雨打梨花深闭门》 少年不识愁滋味，爱上层楼。爱上层楼。为赋新词强说愁。____辛弃疾《丑奴儿?书博山道中壁》 自在飞花轻似梦，无边丝雨细如愁。____秦观《浣溪沙?漠漠轻寒上小楼》 近水楼台先得月，向阳花木易为春。____苏麟《断句》 一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来。____杜牧《过华清宫绝句三首》 抽刀断水水更流，举杯消愁愁更愁。____李白《宣州谢脁楼饯别校书叔云 / 陪侍御叔华登楼歌》 疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏。____林逋《山园小梅?其一》 人面不知何处去，桃花依旧笑春风。____崔护《题都城南庄》 时光只解催人老，不信多情，长恨离亭，泪滴春衫酒易醒。____晏殊《采桑子?时光只解催人老》 一生大笑能几回，斗酒相逢须醉倒。____岑参《凉州馆中与诸判官夜集》 天涯地角有穷时，只有相思无尽处。____晏殊《玉楼春?春恨》 问君能有几多愁,恰似一江春水向东流。____李煜《虞美人?春花秋月何时了》 似此星辰非昨夜，为谁风露立中宵。____黄景仁《绮怀》 菩提本无树，明镜亦非台。____惠能《菩提偈》 溪云初起日沉阁，山雨欲来风满楼。____许浑《咸阳城东楼 / 咸阳城西楼晚眺 / 西门》 春风得意马蹄疾，一日看尽长安花。____孟郊《登科后》 枯藤老树昏鸦，小桥流水人家，古道西风瘦马。____马致远《天净沙?秋思》 空山新雨后，天气晚来秋。____王维《山居秋暝》 人到情多情转薄，而今真个悔多情。____纳兰性德《山花子?风絮飘残已化萍》 同是天涯沦落人，相逢何必曾相识～____马致远《杂剧?江州司马青衫泪》 浮云一别后，流水十年间。____韦应物《淮上喜会梁川故人 / 淮上喜会梁州故人》 论诗三十首?其四 (53人评分) 8.7 朝代:金朝 作者:元好问 原文: 一语天然万古新，豪华落尽见真淳。 南窗白日羲皇上，未害渊明是晋人。 写翻译 写翻译写赏析 写赏析纠错 纠错收藏 收藏评分:很差较差还行推荐力荐 参考翻译 写翻译 写翻译 译文 陶渊明的诗语言平淡、自然天成，摒弃纤丽浮华的敷饰，露出真朴淳厚的美质，令人读来万古常新。陶渊明自谓自己是上古时代的人，但并未妨碍他仍然是个晋人。? 参考赏析 写赏析 写赏析 赏析 这首诗是元好问评晋代诗人陶渊明。出于对当时诗坛雕琢粉饰、矫揉造作诗风的反感，元好问评论晋代诗人陶渊明时前两句说:“一语天然万古新，豪华落尽见真淳。”元好问崇尚陶渊明诗歌自然天成而无人工痕迹，清新真淳而无雕琢之弊。陶渊明的诗句自然质朴不假修饰，剥尽铅华腻粉，独见真率之情志，具有真淳隽永、万古常新的永恒? 作者介绍 元好问 元好问 元好问，字裕之，号遗山，太原秀容(今山西忻州)人;系出北魏鲜卑族拓跋氏，元好问过继叔父元格;七岁能诗，十四岁从学郝天挺，六载而业成;兴定五年(1221)进士，不就选;正大元年(1224 )，中博学宏词科，授儒林郎，充国史院编修，历镇平、南阳、内乡县令。八年(1231)秋，受诏入都，除尚书省掾、左司都事，转员外郎;金亡不仕，元宪宗七年卒于获鹿寓舍;工诗文，在金元之际颇负重望;诗词风格沉郁，并多伤时感事之作。其《论诗》绝句三十 首在中国文学批评史上颇有地位;作有《遗山集》又名《遗山先生文集》，编有 《中州集》。...