無線傳感器網絡（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量傳感器節點組成的一種自組織網絡，這些傳感器節點不僅能感知網絡內的環境信息，還具有簡單的計算能力，同時可以將感知和計算后的相關信息在網絡中進行傳輸，具有一定的通信能力。傳感器節點是WSN中最重要的節點，它是整個WSN的基礎，具有感知數據、處理數據、存儲數據和傳輸數據的功能。傳感器節點負責感知網絡內的環境信息，收集監測數據并通過匯聚節點上報給用戶節點。

無線傳感器網絡組成:

無線傳感器節點: 主要由模擬前端電路、采樣電路和無線傳輸電路組成，對內置或外接傳感器進行數據采集、加密并傳輸給無線傳感器網關。

無線傳感器網關: 接收無線傳感器節點發送的數據，內置管理軟件對接收到的數據進行解密、解析還原為工程單位數據，生成控制指令并下發給相應無線傳感器節點，協調所有無線傳感器節點進行數據采集與傳輸，并將所有無線傳感器節點采集到的數據分發給用戶應用軟件。無線傳感器網關是無線傳感器節點和應用服務軟件的橋梁。

應用服務軟件: 接收傳感器網關分發的數據，將數據與具體被測對象結合起來，構建業務邏輯系統，解決生產中的實際問題。

注: 無線傳感器網絡系統必選1個主控傳感器網關，可根據節點數量及覆蓋范圍通過以太網增加多個擴展傳感器網關，節點數量根據需要靈活配置。

無線數據采集系統

無線數據采集系統是對傳統USB、以太網、PCI等接口的數據采集卡進行了創新與發展，內置鋰電池供電（也可以外接電源）、通過無線進行數據傳輸，擺脫了電源線、數據線的限制，從而適應某些特殊場合應用。

無線數據采集系統包括：

1.無線收發器：與無線采集卡進行雙向通信，下發上位機控制指令給無線采集卡，將各個無線采集卡的實時數據傳輸給上位機。

2.無線采集卡：接收上位機控制指令，進行數據采集，并通過無線將數據傳輸給無線接收器。

每個無線數據采集系統包含1個無線收發器，包含最多32個無線采集卡，系統吞吐量最高5Mbps。

星形網絡

優點:

(1)結構簡單，可靠性高、集中管理

(2)控制簡單，建網容易

(3)網絡延遲時間較短，傳輸誤故障率低。

缺點:

(1)網絡需要高性能、可靠的中央節點設備，中央節點的故障會使整個網絡癱瘓

(2)中央節點負荷重。

Mesh網絡

優點:

(1)網絡部署速度快，無需復雜配置

(2)網絡穩定，任意節點壞了不影響其他設備數據傳輸

(3)網絡覆蓋范圍大，可通過增加節點的方式擴大網絡范圍

缺點:

(1) 由于網絡中節點中繼，多次轉發之后延遲較高，在實時性要求較高的領域不適合

(2)網絡容量不高，由于mesh網絡存在轉發，每次轉發都會造成網絡負載增加，因此mesh網絡節點數量不要太多。

(3)網絡路由、中繼等造成網絡中節點傳輸效率低，電池供電時，續航時間短。

在智能交通中保障安全暢通

在智能交通領域，由于WSN具有密集型、隨機分布的特點，使其非常適合應用于靈活多變的環境。利用WSN能夠實現監測區域內的車輛流量、路燈、交通設施等實時監測。

工業領域的應用

在工業安全方面，傳感器網絡技術可用于危險的工作環境，例如在煤礦、石油鉆井、核電廠和組裝線布置傳感器節點，可以隨時監測工作環境的安全狀況，為工作人員的安全提供保證。另外，傳感器節點還可以代替部分工作人員到危險的環境中執行任務，不僅降低了危險程度，還提高了對險情的反應精度和速度。

基礎設施狀態監測系統

WSN技術對于大型工程的安全施工以及建筑物安全狀況的監測有積極的幫助作用。通過布置傳感器節點，可以及時準確地觀察大樓、橋梁和其他建筑物的狀況，及時發現險情，及時進行維修，避免造成嚴重后果。

在生態環境監測和預報中的應用

在環境監測和預報方面，無線傳感器網絡可用于監視農作物灌溉情況、土壤空氣情況、家畜和家禽的環境和遷移狀況、無線土壤生態學、大面積的地表監測等，可用于行星探測、氣象和地理研究、洪水監測等。基于無線傳感器網絡，可以通過數種傳感器來監測降雨量、河水水位和土壤水分，并依此預測山洪爆發描述生態多樣性，從而進行動物棲息地生態監測。還可以通過跟蹤鳥類、小型動物和昆蟲進行種群復雜度的研究等。

軍事領域的應用

在軍事領域，由于WSN具有密集型、隨機分布的特點，使其非常適合應用于惡劣的戰場環境。利用WSN能夠實現監測敵軍區域內的兵力和裝備、實時監視戰場狀況、定位目標、監測核攻擊或者生物化學攻擊等。

輔助農業生產

WSN特別適用于以下方面的生產和科學研究。例如，大棚種植室內及土壤的溫度、濕度、光照監測、珍貴經濟作物生長規律分析、葡萄優質育種和生產等，可為農村發展與農民增收帶來極大的幫助。采用WSN建設農業環境自動監測系統，用一套網絡設備完成風、光、水、電、熱和農藥等的數據采集和環境控制，可有效提高農業集約化生產程度，提高農業生產種植的科學性。。

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無線傳感器網絡(WSN)與無線數據采集系統(WDAQ)

無線傳感器網絡組成:

無線數據采集系統

無線傳感器網絡的應用領域