無效傳感器:無線傳感器

2021/12/10 15:25 · 傳感器知識資訊 ·  · 無效傳感器:無線傳感器已關閉評論
摘要:

無效傳感器:無線傳感器無線傳感器是配有發射器的標準測量工具,其發射器可將來自過程控制儀表的信號加以轉換并通過無線電波發送出去。這些無線電信號由接收器進行解析并通過計算機軟件轉換為所需的特定輸出,例如模擬量電流或數據分析。無線傳感器的主要優點?安全無線儀表可用在因極端條件(如高溫、高pH值、高壓)而難以接近的工作環境中

無效傳感器:無線傳感器  第1張

無效傳感器:無線傳感器

無線傳感器是配有發射器的標準測量工具,其發射器可將來自過程控制儀表的信號加以轉換并通過無線電波發送出去。這些無線電信號由接收器進行解析并通過計算機軟件轉換為所需的特定輸出,例如模擬量電流或數據分析。

無線傳感器的主要優點?

安全
無線儀表可用在因極端條件(如高溫、高 pH 值、高壓)而難以接近的工作環境中。通過無線傳感器,操作人員可持續監視危險環境中的過程,并將數據報告給安全距離以外監控室中的操作人員。無線測量還適用于從難以接近的位置獲取數據。

方便
無線傳感器可用于組成 Web/網絡,工程師可利用該網絡從一個站點監視多個不同的位置,從而實現對工廠的集中控制。此外,許多無線傳感器還可以創建唯一的 Web 頁面,使全世界的用戶隨時隨地獲得較新的數據。

節約成本
無線過程控制無需配備延長導線、導線管及其他昂貴的配件,可降低工廠的監視和運行成本。

OMEGA 的所有無線產品均基于傳統有線傳感器和控制器的功能進行擴展。OMEGA 擁有豐富的產品線,包括帶有內置顯示屏、報警裝置和可控輸出的各種無線儀表和發射器。無線儀表將為用戶帶來便捷的體驗和卓越的性能。更多關于我們無線傳感器信息

選擇無線傳感器
選擇無線測量儀表時需要考慮許多因素。

測量類型: 了解測量對象非常重要。融合了無線過程測量和控制功能的無線發射器通常具有特定的功能。其傳感器專用于感測溫度、壓力、流量等物理量,因此必須相應進行選擇。

精度與響應時間: 測量需要達到怎樣的精度?測量結果的更新需要多長時間?大多數無線傳感器與相應的有線設備具有相同的精度;但為了節約電量,讀數通常每隔幾秒鐘才發送一次。如果需要進行即時測量,在選擇無線發射器時必須對此加以考慮,某些型號可能達不到所需的響應時間。

覆蓋范圍: 無線傳感器具有不同的覆蓋范圍。有些產品適用于室內的數百英尺短距離應用,而有些則可將數據發送到幾英里以外的接收器。 但無論傳感器的覆蓋能力如何,其無線信號的射程始終受到障礙物的限制。穿越機器、墻壁和建筑物發送信號時,將降低信號強度和射程范圍。因此,發射器在室內的覆蓋范圍通常小于其在空曠場地的廣播范圍。

頻率: 無線電發射頻率也是重要的考量因素。各國家和地區法律所規定的免許可無線頻譜范圍不盡相同。在美國,915MHz 和 2.4GHz (WiFi) 是工廠用來發送信號的主要頻率。這些頻率屬于工業、科學和醫療頻段,用戶無需申請無線電許可即可使用。在歐洲,無線產品的工作頻率通常為 868MHz 或 2.4GHz。由于法規要求不同,產品可能僅適用于某些地區。

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無線傳感器
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本詞條由“科普中國”科學百科詞條編寫與應用工作項目
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。
無線傳感器的組成模塊封裝在一個外殼內,在工作時它將由電池或振動發電機提供電源,構成無線傳感器網絡節點,由隨機分布的集成有傳感器、數據處理單元和通信模塊的微型節點,通過自組織的方式構成網絡。傳感器網絡系統通常包括傳感器節點、匯聚節點和管理節點。
中文名
無線傳感器
特 點
低功耗設計
應用領域
腦功能研究
應用實例
橋梁健康檢測及監測
目錄
1
傳感器類型
?
振動傳感器
?
應變傳感器
?
扭矩傳感器
2
應用技術
3
應用領域
4
喚醒方式
5
網絡結構
6
應用實例
7
發展趨勢
無線傳感器
無線傳感器傳感器類型
編輯
語音
無線傳感器振動傳感器
每個節點的最高采樣率可設置為4KHz,每個通道均設有抗混疊低通濾波器。采集的數據既可以實時無線傳輸至計算機,也可以存儲在節點內置的2M數據存儲器內,保證了采集數據的準確性。有效室外通訊距離可達300m,節點功耗僅30mA,使用內置的可充電電池,可連續測量18小時。如果選擇帶有USB接口的節點,您既可以通過USB接口對節點充電,也可以快速地把存儲器內的數據下載到計算機里面。
無線傳感器應變傳感器
節點結構緊湊,體積小巧,由電源模塊、采集處理模塊、無線收發模塊組成,封裝在PPS塑料外殼內。節點每個通道內置有獨立的高精度120-1000Ω橋路電阻和放大調理電路,可以方便地由軟件自動切換選擇1/4橋,半橋,全橋測量方式,兼容各種類型的橋路傳感器,比如應變,載荷,扭距,位移,加速度,壓力,溫度等。節點同時支持2線和3線輸入方式,橋路自動配平,也可以存儲在節點內置的2M數據存儲器。有效室外通訊距離可達300 m??蛇B續測量十幾個小時。
無線傳感器扭矩傳感器
節點結構緊湊,體積小巧,封裝在樹脂外殼內。節點每個通道內置有高精度120-1000Ω橋路電阻和放大調理電路。橋路自動配平。節點的空中傳輸速率可以達到250K BPS,有效實時數據傳輸率達到4K SPS,有效室內通訊距離可達100米。節點設計有專門的電源管理軟硬件,在實時不間斷傳輸情況下,節點功耗僅25mA,使用普通9V電池,可連續測量幾十個小時。對于長期監測應用,以5分鐘間隔發送一次扭矩值,數年不需要更換電池,大大提高了系統的免維護性。
無線傳感器應用技術
編輯
語音
1、低功耗設計
所有模塊采用超低功耗設計,整個傳感器節點具有非常低的電流消耗,使用兩節普通干電池可以工作數年之久,使維護周期大大延長。從而也可以使用微型振動發電機,利用壓電原理收集結構產生的微弱振動能量,轉化為電量,為傳感器提供電源,為了降低功耗,傳感器選用超低功耗的產品,傳感器在不采集的時候關斷電源或置于睡眠模式。做到真正的免維護。
2、時間同步
BEETECH無線傳感器,基于時間同步和固定路由表的TDMA發送協議,可實現“ 同時”睡眠,”同時”醒來,適合無線傳感器工業自動化在線監測和檢測。
無線傳感器應用領域
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語音
美國布朗大學的一個研究小組發明了一種可以植入腦部并可對外發射無線信號的傳感器(無線傳感器),可能為腦功能研究提供新的工具。在最新研究中,研究人員發明的新型傳感器可直接植入大型動物的腦部(豬和恒河猴),并可將記錄到的腦信號通過無線技術傳輸到體外監控設備。動物可以在較大范圍內自由活動,實驗成功記錄了它們與周圍環境發生相互作用的數據。無線傳感器還可以進行無線充電,實現長期記錄。結果顯示該傳感器在一年時間內都可以保持穩定的信號傳輸。
無線傳感器喚醒方式
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語音
無線傳感器網絡中,節點的喚醒方式有以下幾種:
(1)全喚醒模式:這種模式下,無線傳感器網絡中的所有節點同時喚醒,探測并跟蹤網絡中出現的目標,雖然這種模式下可以得到較高的跟蹤精度,然而是以網絡能量的消耗巨大為代價的。
(2)隨機喚醒模式:這種模式下,無線傳感器網絡中的節點由給定的喚醒概率p隨機喚醒。
(3)由預測機制選擇喚醒模式:這種模式下,無線傳感器網絡中的節點根據跟蹤任務的需要,選擇性的喚醒對跟蹤精度收益較大的節點,通過本拍的信息預測目標下一時刻的狀態,并喚醒節點。
(4)任務循環喚醒模式:這種模式下,無線傳感器網絡中的節點周期性的出于喚醒狀態,這種工作模式的節點可以與其他工作模式的節點共存,并協助其他工作模式的節點工作。
無線傳感器網絡結構
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傳感器網絡系統通常包括傳感器節點、匯聚節點和管理節點。
大量傳感器節點隨機部署在監測區域內部或附近,能夠通過自組織方式構成網絡。傳感器節點監測的數據沿著其他傳感器節點逐跳地進行傳輸,在傳輸過程中監測數據可能被多個節點處理,經過多跳后路由到匯聚節點,最后通過互聯網或衛星到達管理節點。用戶通過管理節點對傳感器網絡進行配置和管理,發布監測任務以及收集監測數據。
無線傳感器應用實例
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橋梁健康檢測及監測
  橋梁結構健康監測(SHM)是一種基于傳感器的主動防御型方法,可以彌補安全性能十分重要的結構中,把傳感器網絡安置到橋梁、建筑和飛機中,利用傳感器進行SHM是一種可靠且不昂貴的做法,可以在第一時間檢測到缺陷的形成。這種網絡可以提早向維修人員報告在關鍵結構中出現的缺陷,從而避免災難性事故。
  糧倉溫濕度監測
  無線傳感器網絡技術在糧庫糧倉溫度濕度監測領域應用最為普遍,這是由于糧庫糧倉溫度濕度的測點多,分布廣,使用縱橫交錯的信號線會降低防火安全系數,應用無線傳感器網絡技術具有低功耗,低成本,布線簡單,安裝方便,易于組網,便于管理維護等特點。
  混凝土澆灌溫度監測
  在混凝土施工過程中,將數字溫度傳感器裝入導熱良好的金屬套管內,可保證傳感器對混凝土溫度變化作出迅速的反應。每個溫度監測金屬管接入一個無線溫度節點,整個現場的無線溫度節點通過無線網絡傳輸到施工監控中心,不需要在施工現場布放長電纜,安裝布放方便,能夠有效解決溫度測量點因為施工人員損壞電纜造成的成活率較低的問題.
  地震監測
  通過使用由大量互連的微型傳感器節點組成的傳感器網絡,可以對不同環境進行不間斷的高精度數據搜集。采用低功耗的無線通信模塊和無線通信協議可以使傳感器網絡的生命期延續很長時間。保證了傳感器網絡的實用性。
  無線傳感器網絡相對于傳統的網絡,其最明顯的特色可以用六個字來概括即:“自組織,自愈合”。這些特點使得無線傳感器網絡能夠適應復雜多變的環境,去監測人力難以到達的惡劣環境地區。BEETECH無線傳感器網絡節點體積小巧,不需現場拉線供電,非常方便在應急情況下進行靈活部署監測并預測地質災害的發生情況。
  建筑物振動檢測
  建筑物懸臂部分不會因為旁邊公路及地鐵交通所引發的振動而超過舒適度的要求;通過現場測量,收集數據以驗證由公路及地鐵交通所引發的振動與主樓懸臂振動之相互關系; 同時,通過模態分析得到主樓結構在小振幅脈動振動工況下前幾階振動模態的阻尼比,為將來進行結構的小振幅動力分析提供關鍵數據。
  本次應用采用高精度加速度傳感器,捕捉大型結構微弱振動,同樣適用于風載,車輛等引起的脈動測量。
[1]
無線傳感器發展趨勢
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語音
未來:無線傳感器的國產化
隨著物聯網時代的興起,各種3G、WIFI等方式的興起,可以說給無線傳感器的發展一個十分重要的時機。無線傳感器應該憑借著機會,加快自身發展的國產化、網絡化。
一是提高民企企業和合資企業的市場份額。首先,依靠自身傳統的技術和裝備手段保證自身的份額,同時利用中小企業的聯動性,整合發展。提速學習核心技術,爭取能夠獲得更大的市場份額,打破國外廠商在無線傳感器上的壟斷地位。
二是抓住物聯網等新型產業的興起,爭取自身在無線物聯網發展中獲得一個較高的地位。我國在無線傳感器上的發展已經在日益增長,也有了自己的一套發展模式。雖然在整體上的檔次還不如國外技術,但我國企業能依托外資企業在過發展的契機,結合各種高端科技,將發展滯后的無線物聯網技術順利推進,加大自身的市場份額,提升無線物聯網的國產化。同時擴大自身的市場份額。
三是提高國產傳感器的發展技術和制造工藝,使得國有企業能占有穩定的份額,減少價格劣勢,發揮國有企業在市場中的主導地位。使得技術總體上跟不上國外發展的前提下,仍然不會被巨大的價格打入冷宮,使得大多數無線傳感器企業可以購買到全新的設備,在新技術和新工藝上也能慢慢追趕上外資企業的步伐。
[2]
解讀詞條背后的知識
cnBeta
cnBeta.COM 官方百家號
一種新型可穿戴式發電機可為現有的無線傳感器供電
加州理工學院醫學工程助理教授高偉一直在開發一系列廉價的可穿戴傳感器,以及利用人體為其供電的方法為可穿戴傳感器供電。如何為隨身設備供電一直是科技業界最大的挑戰,雖然電池是一種選擇,但由于電池體積大,而且電池會耗盡電量,所以并不理想。高偉開發了一種新的無線可穿戴傳感器的供電方式...
2020-10-160
丁少將
釘科技總編、產經觀察家,工信部手機設計與應用創新大賽評審專家、高端家電獎項紅頂獎媒體評審專家
價格便宜近20倍的無線傳感器系統,能替代壓感墊進行步態分析嗎
[釘科技編譯]根據《newatlas》消息:步態分析是一項重要的臨床測量指標,可用于運動損傷、帕金森氏病和腦癱等神經系統疾病的醫學診斷,以及評估老年人的虛弱和跌倒風險。通常,為了對自己的行走步態進行詳細分析,患者必須前往診所,在壓感墊上行走。新加坡國立大學的研究人員開發了一...
2020-10-130
控制工程中文版
北京康創安捷信息技術有限公司
「最佳實踐」如何正確使用無線傳感器進行狀態監測?
無線傳感器易于安裝,即使在危險或難以到達的地方也是...
2020-06-220
智東西
智能行業媒體官方賬號,鯤鵬計劃獲獎作者,優質科技領域創作者,優質科技領域創作者
美國兩大學研發創可貼式無線傳感器
8月19日消息,近日,斯坦福大學和伯克利大學分別研究了兩種可以直接貼在皮膚上的傳感器,重量非常輕,而且可以進行無線傳感,收集復雜的生理數據。這兩種傳感器都不需要外部線路的連接,通過內部電流和金屬油墨接觸產生的變化,將信號傳輸給處理器。它們能在不影響人們正常運動的情況下準確監...
2019-08-190
參考資料
1.

無線傳感器應用實例
.傳感器之家.2013-4-23[引用日期2013-04-27]
2.

無線傳感器成為未來發展趨勢
.半導體器件應用網[引用日期2015-12-09]
無效傳感器:無線傳感器  第3張

無效傳感器:無線傳感器應用實例

無線傳感器的出現,改變了許多過去對數據采集、傳輸和監控管理的傳統方式。首先,由各種無線傳感器類型采集相應的數據,如溫度,壓力,溫濕度,流量,液位,速度,稱重等,通過無線的方式上傳監控服務器,最后通過服務器可以直觀的查看數據,并對數據進行分析處理。無線傳感器網絡的最大優勢在于不需要布線,使用靈活方便,效率高,而且成本低。
現實生活中,我們隨處可見各類傳感器的身影,比如在我們工作的大廈中,安裝了用于監視溫度、占用情況、煙霧報警器和火災報警器、傾斜報警器等其它安全的傳感器。我們的交通工具所包含的傳感器即使沒有幾百個,至少也有數十個,它們負責監測引擎性能、制動和乘客安全設備…等等。制造環境也需要傳感器,因為您無法控制自己所不能測量的參數。在生產產品的同時要滿足安全、質量和效率目標必須使用大量的傳感器??梢哉f,無線傳感器網絡已廣泛應用于軍工、工業、農業、商業、環境科學等領域,這是一個科技發展的趨勢!
無線傳感器技術的十大典型應用實例
一、EMS能源數據無線監控
針對企業集團的一個總廠,下面有7個分廠(總裝一分廠、總裝二分廠、總裝三分廠、輕商分廠、注塑分廠、電子分廠、部裝分廠)的監控和信息分析。
1、實現對各分廠的各線體現場電能表、各種流量計量表(如壓縮空氣流量、石油氣流量、氧氣流量、氮氣流量等)的實時數據采集及監控
2、實現各分廠的各線體的用電量、用壓縮空氣量、用石油氣量、用氮氣量、用氧氣量等的計算、統計、分析
3、實現統計報表功能、實時數據和狀態顯示功能、歷史和實時曲線功能、遠程控制功能、管理功能、冗余功能
4、要求系統具有良好的開放性,可以與其它信息系統等進行數據交換
無線傳感器應用實例
二、地下管溝水位監測
為了確保整個園區后期的安全運營,需要對供排水管道網絡進行科學周到的監控管理。
1、一共有六個點需要監測地下管溝的水位。
2、當水位超標時,將信號上傳至電腦或手機上。
三、電廠管網壓力、流量、溫度無線監控
電廠管網壓力、流量、溫度無線監測主要監測管網的壓力、流量、溫度,以及閥門開度等等參數,并在需要時對閥門進行開、關操作。該系統由監控中心、通信網路、測控終端等組成。
各個管網監測點的數據采集終端可監視和采集溫度、壓力、流量等等參數,同時具備遠程控制功能,可進行管網閥門的開關調度及顯示。數據存入數據庫供控制中心及有關部門分析和決策取用,并能保存至少兩年以上,提高工作效率。
四、農業大棚智能環境監測
農業大棚智能環境監測需求:
1、4間溫室大棚,每間監測兩路空氣溫濕度,兩路土壤溫濕度,一路二氧化碳濃度,一路光照強度
2、分三個地方顯示:觸摸屏(距離監控PC較遠,建議用無線傳輸);LED屏顯示相關監測數據,距離主機約10米
3、監控PC安裝上位機軟件,顯示監測數據界面
五、畜牧家禽養殖環境無線監測
養雞場環境無線實時監控,根據養雞廠養殖品種以及不同生長階段,監測每間雞舍的溫濕度,氧氣、氨氣、硫化氫、二氧化碳濃度,光照度,用水量,用電量等數據。
實時采集現場傳感信號,遠程監測雞舍運行情況,監控后臺進行數據采集、分析、預警報警,數據形成歷史數據庫,生成歷史曲線及數據報表。
六、實驗室溫、濕度、壓差實時監測
實驗室溫、濕度、壓差實時監測需求:
1.對實驗室環境溫、濕度、壓差實時監測,同時將監測數據傳輸至監控中心;
2.對實驗室內部的冰柜溫度經行實時監測,將監測數據通過無線方式傳輸到監控中心;
3.現場采集裝置和檢測裝置采用無線數據傳輸,接線簡單、安裝方便;
4.設置溫濕度上下限聲光報警,監控軟件界面直接顯示,無需增加硬件報警器,可以在現實屏幕上分別獨立對溫度、溫濕度、壓差點進行聲光報警指示,并通過短信貓發送報警信息至指定人員手機;
5.設備輸出標準Modbus協議和TCP/IP接口;
6.可與公司內部網絡無縫對接,通過WEB頁面訪問監控數據,以及外網遠程監測服務器數據,可隨時隨地遠程監測實驗室內監測參數;
7.歷史數據存儲、報表打印、數據曲線圖等。
七、變頻器運行狀態監測
變頻器運行狀態監測需求:
a、通過無線傳輸,監測變頻器(帶RS-485接口)的運行狀態,在PC界面顯示出來
b、控制變頻器的啟動和停止、對運行時間進行計時
c、查看變頻器的輸入輸出頻率;能設定輸入頻率
d、顯示變頻器運行狀態指示
e、一臺pc能監控車間所有變頻器設備的運轉狀況
八、水表集抄無線監測
集裝箱碼頭水表無線監測需求:
系統采用成熟的MODBUS協議,采集實時用水量,通過無線管理裝置,將數據傳到監控中心,經后臺處理后,觸發顏色、聲音及短信報警系統,隨時隨地,通知管理員。
九、工廠氣體無線監測
工廠無線TVOC氣體監測需求:
1、潔凈室分上下2層,每層500*500m,高度6m;
2、每層布置15個TVOC無線氣體傳感器,共30個檢測點;
3、通過無線傳輸方式上傳到總管理裝置上,然后在上位機上顯示,配套上位機軟件。
十、生產線物料缺料無線監控
電裝焊接線體缺料無線監控當現場缺料時,生產人員按下現場控制箱面板上的按鈕使信息通過無線的方式傳送至物料呼叫中心。呼叫中心主機顯示屏上相應的指示燈變成橙色,同時計算機播放一段音樂。
當物料送到生產線后,再按一下按鈕,系統能恢復到正常運行狀態。應用軟件應支持OPC,可以和MES系統通信,但在需要MES系統進行相應的開發配合
除了以上應用之外,物聯網無線傳感器技術在倉庫、儲罐、館藏、河流大壩水位、水塔液位、水燃汽管道監控等。

無效傳感器:無線傳感器網絡

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無線傳感器網絡
(Wireless Sensor Network)
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本詞條由“科普中國”科學百科詞條編寫與應用工作項目
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。
無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式傳感網絡,它的末梢是可以感知和檢查外部世界的傳感器。WSN中的傳感器通過無線方式通信,因此網絡設置靈活,設備位置可以隨時更改,還可以跟互聯網進行有線或無線方式的連接。通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網絡。
中文名
無線傳感器網絡
外文名
Wireless Sensor Networks
特 點
大規模、自組織、動態化等
用 途
環境監測、軍事領域、醫療護理、其他用途
目錄
1
概述
2
特點
3
組成結構
4
信息安全
?
安全需求
?
威脅
?
關鍵技術
5
應用范圍
無線傳感器網絡概述
編輯
語音
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。其中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。
[1]
傳感器網絡實現了數據的采集、處理和傳輸三種功能。它與通信技術和計算機技術共同構成信息技術的三大支柱。無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network, WSN)是由大量的靜止或移動的傳感器以自組織和多跳的方式構成的無線網絡,以協作地感知、采集、處理和傳輸網絡覆蓋地理區域內被感知對象的信息,并最終把這些信息發送給網絡的所有者。無線傳感器網絡所具有的眾多類型的傳感器,可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環境中多種多樣的現象。潛在的應用領域可以歸納為:軍事、航空、防爆、救災、環境、醫療、保健、家居、工業、商業等領域。
無線傳感器網絡特點
編輯
語音
相較于傳統式的網絡和其他傳感器相比,無線傳感器網絡有以下特點:(1)組建方式自由。無線網絡傳感器的組建不受任何外界條件的限制,組建者無論在何時何地,都可以快速地組建起一個功能完善的無線網絡傳感器網絡,組建成功之后的維護管理工作也完全在網絡內部進行。(2)網絡拓撲結構的不確定性。從網絡層次的方向來看,無線傳感器的網絡拓撲結構是變化不定的,例如構成網絡拓撲結構的傳感器節點可以隨時增加或者減少,網絡拓撲結構圖可以隨時被分開或者合并。(3)控制方式不集中。雖然無線傳感器網絡把基站和傳感器的節點集中控制了起來,但是各個傳感器節點之間的控制方式還是分散式的,路由和主機的功能由網絡的終端實現各個主機獨立運行,互不干涉,因此無線傳感器網絡的強度很高,很難被破壞。(4)安全性不高。無線傳感器網絡采用無線方式傳遞信息,因此傳感器節點在傳遞信息的過程中很容易被外界入侵,從而導致信息的泄露和無線傳感器網絡的損壞,大部分無線傳感器網絡的節點都是暴露在外的,這大大降低了無線傳感器網絡的安全性。
[2]
無線傳感器網絡組成結構
編輯
語音
無線傳感器網絡主要由三大部分組成,包括節點、傳感網絡和用戶這3部分。其中,節點一般是通過一定方式將節點覆蓋在一定的范圍,整個范圍按照一定要求能夠滿足監測的范圍;傳感網絡是最主要的部分,它是將所有的節點信息通過固定的渠道進行收集,然后對這些節點信息進行一定的分析計算,將分析后的結果匯總到一個基站,最后通過衛星通信傳輸到指定的用戶端,從而實現無線傳感的要求。
[3]
無線傳感器網絡信息安全
編輯
語音
無線傳感器網絡安全需求
由于WSN使用無線通信,其通信鏈路不像有線網絡一樣可以做到私密可控。所以在設計傳感器網絡時,更要充分考慮信息安全問題。手機SIM卡等智能卡,利用公鑰基礎設施(Public Key Infrastructure, PKI)機制,基本滿足了電信等行業對信息安全的需求。同樣,亦可使用PKI來滿足WSN在信息安全方面的需求。(1) 數據機密性數據機密性是重要的網絡安全需求,要求所有敏感信息在存儲和傳輸過程中都要保證其機密性,不得向任何非授權用戶泄露信息的內容。(2)數據完整性有了機密性保證,攻擊者可能無法獲取信息的真實內容,但接收者并不能保證其收到的數據是正確的,因為惡意的中間節點可以截獲、篡改和干擾信息的傳輸過程。通過數據完整性鑒別,可以確保數據傳輸過程中沒有任何改變。(3) 數據新鮮性數據新鮮性問題是強調每次接收的數據都是發送方最新發送的數據,以此杜絕接收重復的信息。保證數據新鮮性的主要目的是防止重放(Replay)攻擊。(4) 可用性可用性要求傳感器網絡能夠隨時按預先設定的工作方式向系統的合法用戶提供信息訪問服務,但攻擊者可以通過偽造和信號干擾等方式使傳感器網絡處于部分或全部癱瘓狀態,破壞系統的可用性,如拒絕服務(Denial of Service, DoS)攻擊。(5)魯棒性無線傳感器網絡具有很強的動態性和不確定性,包括網絡拓撲的變化、節點的消失或加入、面臨各種威脅等,因此,無線傳感器網絡對各種安全攻擊應具有較強的適應性,即使某次攻擊行為得逞,該性能也能保障其影響最小化。(6)訪問控制訪問控制要求能夠對訪問無線傳感器網絡的用戶身份進行確認,確保其合法性。
無線傳感器網絡威脅
根據網絡層次的不同,可以將無線傳感器網絡容易受到的威脅分為四類:(1)物理層:主要的攻擊方法為擁塞攻擊和物理破壞。(2)鏈路層:主要的攻擊方法為碰撞攻擊、耗盡攻擊和非公平競爭。(3)網絡層:主要的攻擊方法為丟棄和貪婪破壞、方向誤導攻擊、黑洞攻擊和匯聚節點攻擊。(4)傳輸層:主要的攻擊方法為泛洪攻擊和同步破壞攻擊。
[3]
無線傳感器網絡關鍵技術
1、混沌加密技術
無線傳感器網路
密碼學屬于跨學科的一門科目,其探究的主要是通過一些手段與方式把真正有用的信息給隱藏起來,只有通過授權人的授權方可正確解讀信息中的內容,把信息轉變為無法讀取形式的這項技術即為加密技術。無線傳感器當中諸多的混沌加密技術里,最具代表性的一項技術就是對稱密鑰體制技術,也是一項密碼算法,其耗能較低,相對來說計算起來并不是十分煩瑣。在判斷無線傳感器網絡利用的密碼技術是不是最恰當的標準通常有以下幾個方面:數據占用的長度跟處理花費的時間、消耗能量的大小、密碼算法代碼所需的長度。這當中密碼算法包括有高級加密算法跟對稱加密算法等等?;煦缑艽a技術整體來說屬于較為復雜的一項技術,它遵守了動力學的機制跟混亂與擴散的基本原則。2、密鑰管理協議密鑰管理協議是將密鑰被生成到利用的所有步驟進行分級授權保護,保證密鑰的封閉性同時也能做到靈活的使用。例如密鑰的生成、分發授權于金融機構使其能夠生成密鑰分發給傳遞中支付方,使其能生成數字簽名保證信息不可否認性,而最終的密鑰公證則授權與特定機構,以驗證信息的真實性。數據驗證協議,是對用戶將要使用數據進行安全驗證的協議,驗證大數據時代活動中交換的數據是否具有端級簽名和個人簽名。安全審計協議,協議內容是對大數據時代活動中所有有關安全的事件進行收集、檢測和控制,起到危險防護的作用和對危害安全事件進行追責的作用。3、數字水印認證技術數字水印認證技術是通過算法將標識信息嵌入至原始載體中,便于合法使用者進行提取并識別。利用數字水印技術,能夠保障認證信息是否被篡改,從而提升無線傳感器網絡的傳輸可靠性。數字水印技術主要由嵌入器、檢測器兩部分構成,其與密碼學相結合,可以實現對信息的多重安全保護。通常,對于傳輸信息,利用水印嵌入器來形成水印密鑰與原始載體數據的結合,而在使用時根據水印檢測器來進行水印解密,輸出信息。4、防火墻技術在具體的應用當中,這項技術具備很強的AAA管理功能,把內部主機IP地址翻譯到外網中,使無線傳感器網絡共享Internet,還可促使外網隱藏到內網結構當中:可支持多種AAA協議對撥入ASA的各式各樣遠程來訪問VPN、登錄ASA管理會話中來認證AAA,并予以授權。在無線傳感器網絡當中,通過防火墻技術,能夠確保網絡不會遭受到蠕蟲、黑客、病毒和壞件等的攻擊,而且還含有無客戶端模式VPN,保障無線傳感器網絡客戶不用安裝VPN客戶端就可提供給他們網絡服務。在無線傳感器網絡的組成中,可將無線網絡跟核心網絡有效隔離開,通過防火墻將一個或者幾個無線網絡實行分開管理的方式,這樣一來即使成功地將無線客戶端破解了,也無法攻擊有線網絡。
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無線傳感器網絡應用范圍
編輯
語音
1、無線傳感器在電氣自動化中的應用在我國自動化技術不斷發展的進程中,我國電力系統是發展較快的一個領域,電力系統的自動化,有助于減少不必要的能源浪費,減少事故的發生率,以及提高在事故發生時對其進行修理維護的效率。人工電力系統管理工作容錯率較低,人們在進行工作的過程中,必須根據電力系統設備的運行情況進行適時調整,在電氣自動化的過程中同樣,需要對電力系統進行實時的監控,根據需求對電壓進行調節,電力系統在運行的過程中,由于外界環境比如天氣溫度等,會時時刻刻發生變化,如果外界條件變化較為劇烈,在電力系統中的各項電力屬性同樣會發生較大的變化,為了補償這部分變化,便需要對其進行調節,數據的采集首先是一項重要的內容,需要有一些裝置能夠對電氣系統中的各項電氣屬性值進行統計,然后進行處理,將數據進行記錄傳輸,根據傳輸的內容對其進行控制,提高其自動化水平。此外,還需要在電力系統中,在單位路程內設置一些溫度和濕度等環境傳感設備對電力系統的環境進行監管,以便預計電力系統的變化。在電氣自動化中,大多使用無線傳感裝置,通過無線傳感裝置能夠避免一些線路問題,提高傳感裝置的高效性。采用無線傳感裝置,相較于過去的監控管理裝置而言具有較多的優點,其中較為明顯的優點便是減少了線路的復雜性,在電力系統中,特別是高壓輸電線,如果線路較為復雜,在進行管理維護的過程中,會增加工作難度,而且具有較高的風險。相較于傳統的感應裝置,無線傳感裝置受損的可能性較小,而且傳輸的數據也更加具有精確性也使其具有更高的價值。2、無線傳感技術在進行監測工作中的應用在使用無線傳感技術進行監測的過程中,不同類型的監測工作所用的監測設備也不僅相同。其中在工業生產過程中,較為常用的傳感技術是溫度傳感技術,在使用傳感技術對工業生產進行監測的過程中,主要針對鍋爐方面進行監測,確保鍋爐的安全性。在鍋爐中,與鍋爐溫度息息相關的是鍋爐的水冷管,當今常見的水冷管大多都是由鋼管組成的,熱量在排出的過程中,需要通過鋼管排出。但是由于在進行冷卻的過程中,隨著大量熱量的排出,同時會排出一些雜物,比如一些細小的煙塵顆粒等,久而久之水冷壁內部可能會出現一些污垢附著在鋼管上,如果污垢堆積過厚,會影響到鋼管的散熱情況,而水冷壁所能夠承受的熱量往往有一定的上限,水冷壁上的熱量難以及時得到散失,便會在壓力過大的情況下進行工作,長時間處于超負荷狀態,會對水冷壁的結構造成較為嚴重的影響,使用一段時間之后,便可能出現較為嚴重的事故。在當今對鍋爐工作進行管理大多采用計算機進行遠程操控,這樣可以避免高溫環境對工作人員造成危害。但是,采用遠程操控技術便需要對鍋爐進行監控,在高溫的環境下,采用有線監控裝置,線路會受到高溫環境的影響,造成額外的損失,需要投入較多的成本。而采用無線傳感技術進行監控,在進行數據的傳輸過程中,無需其他物品作為媒介,可以直接傳輸測量數據,這樣在進行監控管理的過程中,受損部位的數量會減少,能夠有效降低生產成本。而且采用無線傳感網絡,可以更加全面地對不同部位進行監控,使工作更加全面。3、無線傳感技術在進行定位中的應用無線傳感技術在當今的應用,不僅僅可以有大型組織進行工作和科研進行使用。對于個人來說,由于技術的不斷發展,無線傳感技術的成本也越來越低,越來越多的人可以將無線傳感技術用于個體身上。對于個人來說,無線傳感技術的主要使用目的是用來進行定位,定位技術對于傳感技術來說是應用較廣的方面,在車輛上安裝無線傳感裝置,可以通過無線傳感技術,將車輛所在位置信息進行傳輸,然后再由中轉站將信息進行處理發送,這樣在接收站能夠明確了解汽車所處位置信息。對于汽車進行導航具有重要的意義。此外,還可以對一些隨身攜帶的物品采用無線傳感技術,對一些老年人或者兒童進行實時定位,避免一些弱勢人員出現意外事故。
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參考資料
1.

范波.無線傳感器網絡安全的關鍵技術[J].建筑工程技術與設計,2018,(30):3397.
2.

袁夢鑫.淺談無線傳感器網絡安全及策略[J].科教導刊-電子版(中旬),2018,(11):274.
3.

范波.無線傳感器網絡入侵檢測分析[J].建筑工程技術與設計,2018,(32):4157.
4.

唐明雙.無線傳感器網絡應用技術綜述[J].科技資訊,2018,16(36):42-43.

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