无线传感器网络在环境监测中的应用
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摘要：在现代社会发展过程中，无线传感器网络发展越趋成熟了，其具备了多种优点，如成本较低、功耗很低、自组网等，所以，将其运用于环境监测中可以起到非常好的效果。本文首先阐述了无线传感器网络于环境监测中的运用价值，然后分析了在自然环境与军事环境等监测中无线传感器网络的运用，最后展望了无线传感器的网络发展前景，以供同行人士参考。
关键词：无线传感器;网络环境监测;应用
中图分类号：X83 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）06-0-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.103
Absrtact： In the process of the development of modern society， the development of wireless sensor networks has become more and more mature， which has many advantages， such as low cost， low power consumption， ad hoc networks and so on. Therefore， its application in environmental monitoring can play a very good effect. This paper first expounds the application value of wireless sensor networks in environmental monitoring， then analyses the application of wireless sensor networks in natural and military environment monitoring， and finally looks forward to the development prospects of wireless sensor networks for reference.
Key words： Wireless sensor;Network environment monitoring; Application
近期，伴随着无线传感器网络的快速发展，与人们对环境保护及环境监测提出了严要求，各大企业与机构开始花费更多的时间与精力在环境监测系统中运用无线传感器网络的探究工作。经过在监测区域里面设置很多廉价微型传感器节点，采用无线通信方法构成多跳的网络系统，进而达到网络覆盖区域中感知对象的信息采集量化与处理结合及传输运用。
1 无线传感器网络在环境监测中的运用价值分析
运用无线传感器来开展环境监测有以下几个方面的优势：
第一，给网络的组织性提供了快速的网络活动，网络的优质性是借助其快速掌握信息的优点，在短时间内部署无线传感，进而将资源配置优化;第二，网络有着强有力与抵抗摧毁性的应用需求，网络有着很强的感染性，网络的迅速发展，使得人们的生活与生产出现了翻天覆地的变化，对于信息的要求提高了，近期，在国内与外国从事有关行业的人員，也增加了对其的实验研究，并且得到了一定的进展;第三，信息采集数据使用路由传输，借助无线传感网络技术优点，在达到零损耗的前提条件下，把整体结构提升到一个比较高的层次，相关人员通过数据研究得到，环境监测里面运用无线网络传感是非常有必要的，如此可以在一定程度上得到很多有效的信息，对于技术的探索与发展可以提供有效的保障，在环境层面有着良好的监测作用，与此同时可以及时有效贯彻和落实数据应用。
2 环境检测中运用无线传感器网络
2.1 无线传感器网络在军事环境监测中的运用
众人皆知，无线传感器网络有着可迅速部署、可自主组织及隐蔽性强等特征，所以比较适合使用于军事领域中，并且其还是军事指挥与控制、计算与情报、目标采集与侦测等系统的核心构成部分。运用无线传感器网络可以达到对敌人兵力以及装备的有效监督与控制，有着对战场进行实施监测、对目标定位与评估等方面的功能，现阶段国际诸多结构的课题均是以战场需求为主进行的。西方发达国家陆军近期持续开启了很多研究计划，探究传感器网络在将来战争中的有效运用，在这之中，传感器信息技术局项目，经过在战场分布不相同类型的传感器，构成传感器网络，能够让兵士快速得到战场实际情况。这一网络不需要别的基础设计，具备了自组织以及配置的特征，可以动态适应设备失效与老化，可以管理传感器节点移动，同时对任务与网络需求进行有效的反应。再者，无线传感器网络能够变成将来战场中的电子眼，可以在将来三十年中改善战场环境。
2.2 无线传感器网络在矿井环境监测中的运用
在国内，常常产生煤矿安全事故问题，所以，矿下安全监测技术显得十分重要。伴随煤炭生产的迅速发展，矿井结构越来越复杂了，这就导致了安全监测有线传输方式无法和无线传输方法相比较，因为无线传输更加容易部署。无线传感器网络在某种程度上解决了一大难题，在这之中，ZigBee技术运用甚广。这种技术是功耗较低、数据传输速率很低、近距离以及成本不高的双向无线网络技术，把其在传感器中使用，构建传感器网络，对合理处理矿下高效与安全问题意义重大。有人提出了在该技术无线网络平台基础之上的矿井安全生产监测网络设计，以此来实现工况传感，具备人员定位以及安全警告灯功能，涵盖了矿井组网模型与无线传感器网络设备研制、监控中心管理软件设计几个方面的内容。
2.3 无线传感器网络在自然环境监测中的运用
无线传感器网络在大气环境监测中的运用。在无线传感器网络基础之上的大气环境监测系统乃无线传感器网络于环境监测行业的详细运用。当前具备的气体成本监测系统存在着诸多缺陷，如系统较大、安装有一定难度、监测终端过于依靠通信基础设施、监控终端与主控终端使用有线通信、必须要布线等。采用无线传感器网络，能够对大气情况展开及时监测，借助不同的传感器探头，能够监测到大气里面的相关气体含量。按照各个数据节点收集的风向及气体浓度等各种参数，可以在第一时间监测到有毒气体泄漏情况。设计了在无线传感器网络基础上的多温室环境监测系统结构，同时提出了单个温室环境监测软硬件对策与方法。 无线传感器网络在水环境监测中的运用。在水环境监测过程中使用无线传感器网络技术，有着一定的优势。集成有传感器、计算单元及通信模块的节点可以经过自组织形式组成网络，利用節点里面内设的各种传感器监测四周环境里面的热、红外光、水里面有毒物质含量等各种信号，布置便捷，不需要电缆等设施予以支持。除此以外，传感器节点价格不高，可以合理部署范围较大的水域，有益于借助节点的采集信息空间有关性得到较为精准的环境信息。
无线传感器网络在地质监测中的运用。通常而言，无线传感器网络于地质监测中运用甚广。中国的青藏铁路穿过550km的冻土区，伴随着温度的改变，冻土层易于衍生出地质问题，进而给铁路交通安全带来不良影响。冻土层所处区域大部分是无人区，假设只是依靠人力进行监测，那么就需要投入大量人力、物力资源。首先，有关学者研究开发了无线传感器网络青藏铁路温度监测体系，使用多跳方法把数据从传感节点传递到转发基站中的汇聚节点，接着由汇聚节点使用GPRS网络传输到监控中心;其次，监测装置，有关学者设计出了无线传感器网络地质灾害监测装置，在这之中涵盖了光纤推力监测仪器与含水量监测仪器等，采用GSM网络短信功能把数据传输到监测中心，进而对滑坡实施及时预判;最后，传感材质，有关学者提出了针对极端环境冰川监测的无线传感器网络，设计了部署网络结构、传感器节点数据传递路径，关注了与冰川环境里无线传感器网络所需的操作系统功能与传感器材质等问题。
3 结束语
现如今，无线传感器网络设计发展迅速，可是其在发展过程中也出现了各种各样的问题。阻碍无线传感器网络设计的原因有很多，通常是节点功能损耗与传输网络等，在探索无线传感器网络这一基础之上，建立无线传感器网络环境监测系统，场地检测表示这一系统非常稳定且可靠，并且通信率极高，有着很强的实时性，有益于彻底解决现阶段环境监测里的及时性差等问题。
参考文献
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收稿日期：2019-02-20
作者简介：秦山（1985-），男，汉族，本科学历，工程师，研究方向为大气环境监测。
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