無線傳感器在現(xiàn)實生活中有諸多應(yīng)用，但有些朋友對無線傳感器并不具備完整的認(rèn)識。為增進(jìn)大家對無線傳感器的了解，本文將基于3方面介紹無線傳感器：1.何為無線傳感器，2.無線傳感器工作原理，3.無線傳感器應(yīng)用。如果你對本文即將探討的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、何為無線傳感器
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)。
它可以采集設(shè)備的數(shù)字信號通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的無線網(wǎng)關(guān)，直接送入計算機，進(jìn)行分析處理。如果需要，無線傳感器也可以實時傳輸采集的整個時間歷程信號。
監(jiān)控中心也可以通過網(wǎng)關(guān)把控制、參數(shù)設(shè)置等信息無線傳輸給節(jié)點。數(shù)據(jù)調(diào)理采集處理模塊把傳感器輸出的微弱信號經(jīng)過放大，濾波等調(diào)理電路后，送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，送到主處理器進(jìn)行數(shù)字信號處理，計算出傳感器的有效值，位移值等。
二、無線傳感器原理
WSN一般都包括一臺主機或者“網(wǎng)關(guān)”，其通過一個無線電通信鏈路與大量無線傳感器進(jìn)行通信。數(shù)據(jù)收集工作在無線傳感器節(jié)點完成，被壓縮后，直接傳輸給網(wǎng)關(guān)，或者如果有要求，也可以利用其他無線傳感器節(jié)點來將數(shù)據(jù)傳遞給網(wǎng)關(guān)。
之后，網(wǎng)關(guān)保證該數(shù)據(jù)是系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)。
每個無線傳感器都被看作一個節(jié)點，擁有無線通信能力，同時還具有一定的信號處理與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的智能。
根據(jù)應(yīng)用的類型，每個節(jié)點都可以有一個指定的地址。下圖顯示了某個節(jié)點的通用結(jié)構(gòu)圖。它一般會包括一個傳感裝置、一個數(shù)據(jù)處理微控制器，以及一個無線連接RF模塊。根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)定義，RF模塊可以起到一個簡單發(fā)射器或者收發(fā)器(TX/RX)的作用。
進(jìn)行節(jié)點設(shè)計時，注意電流消耗和處理能力非常的重要。微控制器的內(nèi)存非常依賴于所使用的軟件棧。
三、無線傳感器兩大應(yīng)用介紹
傳感器節(jié)點可以連續(xù)不斷地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、事件檢測、事件標(biāo)識、位置監(jiān)測和節(jié)點控制，傳感器節(jié)點的這些特性和無線連接方式使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景非常廣闊，能夠廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測和預(yù)報、健康護(hù)理、智能家居、建筑物狀態(tài)監(jiān)控、復(fù)雜機械監(jiān)控、城市交通、空間探索、大型車間和倉庫管理，以及機場、大型工業(yè)園區(qū)的安全監(jiān)測等領(lǐng)域。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的深人研究和廣泛應(yīng)用，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)逐漸深入到人類生活的各個領(lǐng)域而受到業(yè)內(nèi)人士的重視。
(一)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和預(yù)報中的應(yīng)用
在環(huán)境監(jiān)測和預(yù)報方面，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可用于監(jiān)視農(nóng)作物灌溉情況、土壤空氣情況、家畜和家禽的環(huán)境和遷移狀況、無線土壤生態(tài)學(xué)、大面積的地表監(jiān)測等，可用于行星探測、氣象和地理研究、洪水監(jiān)測等?；跓o線傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以通過數(shù)種傳感器來監(jiān)測降雨量、河水水位和土壤水分，并依此預(yù)測山洪爆發(fā)描述生態(tài)多樣性，從而進(jìn)行動物棲息地生態(tài)監(jiān)測。還可以通過跟蹤鳥類、小型動物和昆蟲進(jìn)行種群復(fù)雜度的研究等。
隨著人們對環(huán)境的日益關(guān)注，環(huán)境科學(xué)所涉及的范圍越來越廣泛。通過傳統(tǒng)方式采集原始數(shù)據(jù)是一件困難的工作。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為野外隨機性的研究數(shù)據(jù)獲取提供了方便，特別是如下幾方面：將幾百萬個傳感器散布于森林中，能夠為森林火災(zāi)地點的判定提供最快的信息;傳感器網(wǎng)絡(luò)能提供遭受化學(xué)污染的位置及測定化學(xué)污染源，不需要人工冒險進(jìn)入受污染區(qū);判定降雨情況，為防洪抗旱提供準(zhǔn)確信息;實時監(jiān)測空氣污染、水污染以及土壤污染;監(jiān)測海洋、大氣和土壤的成分。
Crossbow的MEP系列就是其中之一。這是一種小型的終端用戶網(wǎng)絡(luò)，主要用來進(jìn)行環(huán)境參數(shù)的檢測。該系統(tǒng)包括了2個MEP410環(huán)境傳感器節(jié)點，4個MEP510濕度/溫度傳感器。溫度壓力傳感器是由溫度敏感元件和檢測線路組成的。溫度傳感器從使用的角度大致可分為接觸式和非接觸式兩大類，前者是讓溫度傳感器直接與待測物體接觸，來敏感被測物體溫度的變化，而后者是使溫度傳感器與待測物體離開一定的距離，檢測從待測物體放射出的紅外線，從而達(dá)到測溫的目的。傳統(tǒng)的熱電偶、熱電阻、熱敏電阻及半導(dǎo)體溫度傳感器都是將溫度值經(jīng)過一定的接口電路轉(zhuǎn)換后輸出模擬電壓或電流信號，利用這些電壓或電流信號即可進(jìn)行測量控制。而將模擬溫度傳感器與數(shù)字轉(zhuǎn)換接口電路集成在一起，就成為具有數(shù)字輸出能力的數(shù)字溫度傳感器。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的迅猛發(fā)展，半導(dǎo)體溫度傳感器與相應(yīng)的轉(zhuǎn)換電路、接口電路以及各種其它功能電路逐漸集成在一起，形成了功能強大、精確、價廉的數(shù)字溫度傳感器。
(二)在建筑物狀態(tài)監(jiān)控中的應(yīng)用
建筑物狀態(tài)監(jiān)控是指利用傳感器網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)控建筑物的安全狀態(tài)。由于建筑物不斷進(jìn)行修補，可能會存在一些安全隱患。雖然地殼偶爾的小震動可能不會帶來看得見的損壞，但是也許會在支柱上產(chǎn)生潛在的裂縫，這個裂縫可能會在下一次地震中導(dǎo)致建筑物倒塌。用傳統(tǒng)方法檢查往往需要將大樓關(guān)閉數(shù)月，而安裝傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能建筑可以告訴管理部門它們的狀態(tài)信息，并自動按照優(yōu)先級進(jìn)行一系列自我修復(fù)工作。
未來的各種摩天大樓可能都會裝備這類裝置，從而建筑物可自動告訴人們當(dāng)前是否安全、穩(wěn)固程度如何等信息。隨著社會的不斷進(jìn)步，安全生產(chǎn)的概念已經(jīng)深入人心，人們對安全生產(chǎn)的要求也越來越高。在事故多發(fā)的建筑行業(yè)，如何保證施工人員的人身安全，以及工地的建筑材料、設(shè)備等財產(chǎn)的保全是施工單位關(guān)心的頭等大事。任何一個建筑工地都有大量的腳手架，電纜等設(shè)施和建筑材料，這些東西由于價值不菲，運輸方便，成了被偷盜的對象。
在沒有視頻監(jiān)控的工地，由于管理者不能24小時監(jiān)督工地，導(dǎo)致在深夜和凌晨的偷盜現(xiàn)象非常嚴(yán)重。建筑工地最讓人擔(dān)心的就是安全問題。由于大部分的建筑工人都是農(nóng)民工，他們文化水平有限，安全意識缺乏，很容易在施工時因違規(guī)操作造成人身傷害和工程損失。為了避免這些危險，視頻監(jiān)控系統(tǒng)顯得尤為重要。
城市污染一直是建筑工地帶來的負(fù)面影響之一，由于過多的沙石，水泥材料，使工地附近的空氣質(zhì)量非常的差，為市民帶來很多不變。沖洗水泥車會使工地附近的路面非常泥濘，水分蒸發(fā)后，又會使路面凹凸不平。這些不文明的行為都是投資者需要注意的。由于施工環(huán)境的限制，設(shè)備、材料的安全管理不完善及部分員工的自我防護(hù)意識的薄弱，為犯罪分子提供了可乘之機。如何通過技術(shù)手段引入施工現(xiàn)場，打造數(shù)碼建筑工地成了許多建筑單位重點考量因素。地基基礎(chǔ)階段的監(jiān)控：深基坑支護(hù)、基槽開挖和人工挖孔樁施工等已被列入專項治理內(nèi)容。這個階段的施工已被作為監(jiān)控的重點。轉(zhuǎn)入地面、樓面施工階段，建筑物四周敞開，作業(yè)面寬，施工人員多，各個分項工程往往交叉作業(yè)，要求各項安全防范和質(zhì)量要求都要考慮周到。如重點監(jiān)控對象有，驗槽、砼的輸送、澆搗、養(yǎng)護(hù)、模板安裝、鋼筋安裝及綁扎、混凝土澆搗、施工人員安全帽和安全帶配戴、建筑物的安全網(wǎng)設(shè)置，以及樓梯口、電梯口、井口防護(hù)、預(yù)留洞口、坑井口防護(hù)、陽臺、樓板、屋面等臨邊防護(hù)和作業(yè)面臨邊防護(hù)等。針對高層作業(yè)的特點，可以設(shè)置多項監(jiān)控重點，如建筑物的安全網(wǎng)設(shè)置、施工人員作業(yè)面臨邊防護(hù)、施工人員安全帽佩帶、外腳手架及落地竹腳手架的架設(shè)、纜風(fēng)繩固定及使用、吊籃安裝及使用、吊盤進(jìn)料口和樓層卸料平臺防護(hù)、塔吊和卷揚機安裝及操作等。
通過ADSL或無線接入互聯(lián)網(wǎng)，在物料存放和施工面等重點安裝網(wǎng)絡(luò)攝像機或無線網(wǎng)絡(luò)攝像機，在保安室的普通電腦上安裝客戶端軟件或IE瀏覽器方式即可通過聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行多畫面監(jiān)控，而且可以直接進(jìn)行錄像文件的保存，以便在有其他情況發(fā)生后進(jìn)行取證。在辦公室或家里，只要能上網(wǎng)，使用IE瀏覽器就可以看到各個監(jiān)控點的實時圖像，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控在車上或在外出差，配備筆記本電腦和無線上網(wǎng)卡，就可以上網(wǎng)隨時隨地進(jìn)行監(jiān)控或巡視，還可以設(shè)置大屏幕電視墻，進(jìn)行集中監(jiān)看。監(jiān)控現(xiàn)場可實現(xiàn)對畫面的任意切換、定時切換、順序切換及對前端設(shè)備的控制，作為管理部門的建筑公司，能通過INTERNET實時看到現(xiàn)場的情況，而且已經(jīng)在某個工地安裝的無線監(jiān)控的前端和中間的傳輸部分，都可以在其他新工地直接使用，方便靈活，而且降低投入，是管理的好助手。
以上便是此次小編帶來的“無線傳感器”相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對無線傳感器、無線傳感器工作原理以及無線傳感器的兩大應(yīng)用具備一定的認(rèn)知。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!
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