科技之窗
未来世界 智能传感
     人类已经掌握的知识和已经认识的世界是有限的,人类探求知识的活动是永无止境的。仅靠自身触觉感知世界远远无法达到人类的求知欲望,因此,人们在各种各样的方式延伸自己的感知能力和范围,无线传感网络是人们提高认知能力的又一次飞跃。
     美国缅因州大鸭岛(Great Duck island)是世界上最大的海燕繁殖地,研究人员在岛上的许多海燕巢穴内安置了一种被称作“微粒”的小型监控器,观察海燕的活动,这是世界上最先进的无线网络实验基地之一。监控器能监控光、湿度、压力和温度等参数,包括微处理器、存贮器和传感器和无线收发模块,功率大小刚好能够接收到相邻“微粒”的信息,并可将信息发送给相邻的另一个“微粒”。对于“微粒”之间的信息传递,就像排成一行的救火队员在传递水桶。
     这种“微粒”系统就是无线传感器网络,它被认为是让人们生活“改头换面”的重要新技术,可以用来监控我们的环境甚至人类自身。无线传感器网络主要由传感器节点(Sensor Node)、传感器网关(Sensor Gateway)、基站(Base Station)等组成,可通过数据接口接入互联网,接点、网关、基站之间无线传输信息和数据,远程用户(Remote User)则可通过互联网收集需要的数据和信息。
     传感网节点通过集成传感器、数据处理模块、射频收发模块和供电模块等功能,组成无线传感器网络的基本单元。节点可移动,通过飞行器、人工埋置、火箭弹射或其他方法任意散落在监测区内,自组织成网,探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等众多人类感兴趣的物理现象。
     智能微粒传感节点及其组成的无线传感器网络有广阔的应用前景,可应用于以下方面:
    1、军事应用:
     美国五角大楼希望在战场上放置这种微小的无线传感器,以秘密监视敌军的行踪,美国防部已经把它列为一个重点研发项目。无线传感器网络技术预示着战场上新的电子眼和电子耳,这种能力意味着一个特殊的军事用途,可以直接侦察和定位敌军坦克和其他车辆。这种技术还能在防御技术上产生革命性效果,例如可通过传感器分析空气中的化学成分来预告生化攻击。
    2、远程健康监控和医疗:
     通过无线装置定期检测人体内的葡萄糖水平、脉搏或含氧饱和度等病变信息,并及时将信息反馈给本人或医生,这样老人或病人就可能省掉陪护人员。如嵌在手镯内的传感器可以测量血压,地毯下的压力传感器可以测量老人的行动及体重变化,衣服里的传感器送出体温的变化,抽水马桶里的传感器可以及时分析排泄物,这样的网络已经在英国家庭中试运用。
    医疗无线传感节点通过检测压力来预测初期溃疡,通过检测伤口化脓情况来确定有效抗生物质,胃病病人吞下一颗米粒大小的小节点就可以在电脑中看到病情发展状况,智能微尘植入人体内,为糖尿病患者监控血糖含量的变化。
    这都是人类为无线传感网络在医学方面的应用描绘的蓝图。
    3、防灾领域的应用:
     森林火灾时通过从直升机飞播温度传感节点了解火灾,楼宇火灾中生命探测节点,海洋环境探测节点、地质变化探测节点,均是无线传感网防灾应用的典型例子。美国华盛顿大学“海洋项目”还将通过传感器网络调查北太平洋海洋板块运动情况。
    4、大面积,长距离无人监控:
     我国西气东输及输油管道穿过的地形十分复杂,包括大片无人区,这些管道的监控一直都是道难题,传统的人力巡查几无可能,而现有的监控产品,往往复杂且昂贵。智能微尘的成熟产品布置在管道上将可以实时地监控管道的情况,控制中心可以第一时间了解管道的破损或恶意破坏情况。
    电力监控用无线传感网完成,将改变层层上报的现状,而且能有效避免统计误差。
     总之,智能传感器技术可以应用到人们生活的各个方面,人们为此描绘的前景非常壮观,无线传感潜在的应用价值非常大,该技术目前主要面临的成本、体积和能源等问题一旦得到解决,传感网络将无处不在。
    
    
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