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無線傳感器的應(yīng)用十分廣泛，生活中隨處一件電子器件均包含無線傳感器。因此，大家對無線傳感器也并非陌生。為進(jìn)一步增進(jìn)大家對無線傳感器的認(rèn)識，本文將對無線傳感器、無線傳感器種類予以介紹。


無線傳感器的組成模塊封裝在一個外殼內(nèi)，在工作時它將由電池或振動發(fā)電機提供電源，構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，由隨機分布的集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊的微型節(jié)點，通過自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常包括傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點和管理節(jié)點。
大量傳感器節(jié)點隨機部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)部或附近，能夠通過自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點監(jiān)測的數(shù)據(jù)沿著其他傳感器節(jié)點逐跳地進(jìn)行傳輸，在傳輸過程中監(jiān)測數(shù)據(jù)可能被多個節(jié)點處理，經(jīng)過多跳后路由到匯聚節(jié)點，最后通過互聯(lián)網(wǎng)或衛(wèi)星到達(dá)管理節(jié)點。用戶通過管理節(jié)點對傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置和管理，發(fā)布監(jiān)測任務(wù)以及收集監(jiān)測數(shù)據(jù)。


無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個要素。


微機電系統(tǒng)（Micro－Electro－Mechanism System，MEMS）、片上系統(tǒng)（SOC，System on Chip）、無線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，孕育出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，WSN），并以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點帶來了信息感知的一場變革。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。


很多人都認(rèn)為，這項技術(shù)的重要性可與因特網(wǎng)相媲美：正如因特網(wǎng)使得計算機能夠訪問各種數(shù)字信息而可以不管其保存在什么地方，傳感器網(wǎng)絡(luò)將能擴展人們與現(xiàn)實世界進(jìn)行遠(yuǎn)程交互的能力。它甚至被人稱為一種全新類型的計算機系統(tǒng)，這就是因為它區(qū)別于過去硬件的可到處散布的特點以及集體分析能力。然而從很多方面來說，現(xiàn)在的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就如同遠(yuǎn)在1970年的因特網(wǎng)，那時因特網(wǎng)僅僅連接了不到200所大學(xué)和軍事實驗室，并且研究者還在試驗各種通訊協(xié)議和尋址方案。而現(xiàn)在，大多數(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)只連接了不到100個節(jié)點，更多的節(jié)點以及通訊線路會使其變得十分復(fù)雜難纏而無法正常工作。另外一個原因是單個傳感器節(jié)點的價格目前還并不低廉，而且電池壽命在最好的情況下也只能維持幾個月。不過這些問題并不是不可逾越的，一些無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品已經(jīng)上市，并且具備引人入勝的功能的新產(chǎn)品也會在幾年之內(nèi)出現(xiàn)。


無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的眾多類型的傳感器，可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多樣的現(xiàn)象。基于MEMS的微傳感技術(shù)和無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)賦予了廣闊的應(yīng)用前景。這些潛在的應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為：軍事、航空、反恐、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。


無線傳感器的種類


無線傳感器的組成模塊封裝在一個外殼內(nèi)，在工作時它將由電池或振動發(fā)電機提供電源，構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，被廣泛用于多個領(lǐng)域總。無限傳感器的種類有哪些呢？下面小編就來具體介紹一下。


振動傳感器


每個節(jié)點的最高采樣率可設(shè)置為4KHz，每個通道均設(shè)有抗混疊低通濾波器。采集的數(shù)據(jù)既可以實時無線傳輸至計算機，也可以存儲在節(jié)點內(nèi)置的2M數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)，保證了采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。有效室外通訊距離可達(dá)300m，節(jié)點功耗僅30mA，使用內(nèi)置的可充電電池，可連續(xù)測量18小時。如果選擇帶有USB接口的節(jié)點，您既可以通過USB接口對節(jié)點充電，也可以快速地把存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)下載到計算機里面。


應(yīng)變傳感器


節(jié)點結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧，由電源模塊、采集處理模塊、無線收發(fā)模塊組成，封裝在PPS塑料外殼內(nèi)。節(jié)點每個通道內(nèi)置有獨立的高精度120－1000Ω橋路電阻和放大調(diào)理電路，可以方便地由軟件自動切換選擇1／4橋，半橋，全橋測量方式，兼容各種類型的橋路傳感器，比如應(yīng)變，載荷，扭距，位移，加速度，壓力，溫度等。節(jié)點同時支持2線和3線輸入方式，橋路自動配平，也可以存儲在節(jié)點內(nèi)置的2M數(shù)據(jù)存儲器。有效室外通訊距離可達(dá)300 m。可連續(xù)測量十幾個小時。


扭矩傳感器


節(jié)點結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧，封裝在樹脂外殼內(nèi)。節(jié)點每個通道內(nèi)置有高精度120－1000Ω橋路電阻和放大調(diào)理電路。橋路自動配平。節(jié)點的空中傳輸速率可以達(dá)到250K BPS，有效實時數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到4K SPS，有效室內(nèi)通訊距離可達(dá)100米。節(jié)點設(shè)計有專門的電源管理軟硬件，在實時不間斷傳輸情況下，節(jié)點功耗僅25mA，使用普通9V電池，可連續(xù)測量幾十個小時。對于長期監(jiān)測應(yīng)用，以5分鐘間隔發(fā)送一次扭矩值，數(shù)年不需要更換電池，大大提高了系統(tǒng)的免維護(hù)性。