1.4  应用领域

无线传感器网络是一种由“侦测”功能发展起来的网络架构模式，因此网络除了可以感知和采集信息外，还可依据所收集的信息，进行存储、计算和传输，并使管理者做出适当的回应。与传统的传感器相比，无线传感器节点不需要预先安装或部署位置，可应用于布线和电源供给困难的区域、人员不能到达的区域(如受到污染、环境不能被破坏或敌对区域)和一些临时场合(如发生自然灾害时，固定通信网络被破坏)。它不需要固定网络支持，具有快速展开，抗毁性强等特点。正是由于无线传感器网络具有上述优势，使其具有了广泛的应用前景，范围涵盖医疗、军事和家庭等众多领域。

领域 主要应用范围

军事应用 兵力装备调配监视、战区监视、情报获取、目标追踪等、核生化武器攻击检测和侦查

工业应用 库存管理、一l：业自动化、设备联网等

环境科学 森林火灾监视、土壤监控、洪水检测等、精准农业、生物种群研究

医疗健康 病人远程检测、患者跟踪、药物管理等

家庭应川 家具白动化、智能化，安全，节电，保健

商务应川 楼宁环境监控、交通监控、智能玩具等

空间探索 外星球表面探索、监控等

表1-1 应用领域及范围

2 无线传感网络节点研究

2.1 总体架构设计

在不同应用中，虽然传感器节点的硬件组成不尽相同，但基本都遵循一个统一的架构，即由数据采集(传感器)、数据处理、数据传输(无线收发机)和电源供给这四个部分组成[3]，如图1-3所示。然后，根据具体应用需求，给节点配置不同的辅助模块，例如：增加定位系统以确定节点自身的物理位置；增加动力模块使得节点可以在待监测地域中作有限地移动；增加能源补充模块使得节点可以从环境中补充自身的能源。另外，一些部署在特殊环境中的传感器节点，例如深海或者海底，出现化学污染或生物污染的地方，需要节点在设计上采取一些特殊的防护措施。

总体架构设计

传感器节点采用的上述设计架构，是借鉴了传统嵌入式产品开发的许多经验。但是，这种架构毕竟是基于通用嵌入式电子产品的开发流程而设计的，对于无线传感器网络这一特定应用背景，该结构并不是最优秀的。目前，设计人员正在研究新的架构，比如：将处理器模块和无线通信模块合并成一个模块，以降低功耗和体积；将更多的外围辅助模块集成到各个主要模块中去，以降低开发成本等等。可以预见，新的设计架构将更加符合传感器节点的应用特点，大幅提升产品的设计水平，满足各行各业的实际需要。

2.2 具体模块设计

2.2.1 收发模块

传感器节点中的无线收发模块(RFIC)可以利用电磁波、红外线或者光等传输介质。例如，著名的微尘项目(Smart Dust)就使用了光介质来进行无线通信。红外技术由于技术成熟也可以被应用到传感器网络中去。然而，上述两种通信手段都需要在收发双方之问存在视距传输通路，影响了传感器节点布置的灵活性。因此，大量的传感器节点还是采用了射频通信的方式[4]。国内外各大IC设计厂商都在研究适用于传感器节点的射频收发芯片。随着传感器网络技术各项标准的逐步完善和改进，新的射频芯片也将陆续推出。 简单物联网节点集成设计与实验(3):http://www.751com.cn/jisuanji/lunwen_72180.html