無線傳感器網絡在環境監測中的應用

近年來，隨著無線傳感器網絡技術的迅猛發展，人們對于環境保護和環境監督提出了更高要求，越來越多的企業和機構都致力于在環境監測系統中應用無線傳感器網絡技術。通過無線傳感器網絡的實際效果來看，無線傳感器網絡技術無疑在推動經濟社會發展、促進國家治理體系和治理能力現代化、滿足人民日益增長的美好生活需要等方面發揮著越來越重要的作用。

一、無線傳感器網絡是什么？

無線傳感器網絡是一項通過無線通信技術把數以萬計的傳感器節點以自由式進行組織與結合進而形成的網絡形式。構成傳感器節點的單元分別為：數據采集單元、數據傳輸單元、數據處理單元以及能量供應單元。

數據采集單元通常都是采集監測區域內的信息并加以轉換，比如光強度跟大氣壓力與濕度等；

數據傳輸單元則主要以無線通信和交流信息以及發送接收那些采集進來的數據信息為主；

數據處理單元通常處理的是全部節點的路由協議和管理任務以及定位裝置等；

能量供應單元為縮減傳感器節點占據的面積，會選擇微型電池的構成形式。

無線傳感器網絡當中的節點分為兩種，一個是匯聚節點，一個是傳感器節點。匯聚節點主要指的是網關能夠在傳感器節點當中將錯誤的報告數據剔除，并與相關的報告相結合將數據加以融合，對發生的事件進行判斷。匯聚節點與用戶節點連接可借助廣域網絡或者衛星直接通信，并對收集到的數據進行處理。

二、無線傳感器網絡的實際應用

無線傳感器網絡技術應用于環境監測，改變了以往單一傳感器定點、定時測量的模式。實現了對觀測對象多角度（多種類傳感器）、同步、連續測量。因此獲得的數據更全面，更有代表性，便于描述觀測對象空間與時間變化規律，發現其內在聯系。

三、環境監測對無線傳感器節點的要求

環境監測傳感器通常安裝在室外無人值守的地區，例如揚塵監測儀、自動氣象站等傳感器設備，這類設備在室外傳輸數據時，容易受到干擾和其他信號的攻擊，從而造成系統故障，導致影響傳輸效率。因此，為了保證傳感器網絡之間的通信就需要根據檢測環境，對傳感器網絡節點提出一定的要求。

1、體積小

傳感器網絡節點應該在體積上足夠小，保證對目標系統本身不會造成影響，在某些場合甚至需要節點能小到不被覺察的程度，以完成特殊任務。因此各節點的能源提供模塊體積也要小。

2、環境適應性強

作為環境監測的傳感器節點經常安放于環境較為惡劣，人跡罕至的區域。因此，節點能源提供模塊需要具備較強的環境適應能力，主要是工作溫度，水密性等指標應滿足使用需要。

3、放電特性穩定

隨著芯片制造技術和傳感器技術的發展，節點傳感器、處理器和無線收發模塊的功耗大大降低。因此，節點對供電系統瞬時放電能力的要求不是很高，但持續放電穩定性對系統使用及壽命影響較大。

4、成本低

低成本是傳感器節點的基本要求。只有成本低，才能大量布置，因此供電模塊不能使用價格昂貴的技術方案。

5、無污染

應用于環境監測的節點由于使用環境艱險且數量巨大，因而能源模塊必須采用無污染或低污染的技術方案。