秦洪浪

陕西工业职业技术学院航空工程学院，陕西 咸阳 712000

互联网时代，物联网的应用极大地改善了人们的生活。无线传感器网络技术作为物联网感知层收集信息的关键技术，被广泛应用于农业、居家、交通、军事等领域[1]。物联网感知层最关键的技术就是无线传感器网络技术，它是物联网技术发展的基石。

1 对无线传感器网络技术和物联网的理解

1.1 对无线传感器网络的理解

无线传感器网络涉及传感器技术、嵌入式芯片技术、无线网络技术等，通过许多微型传感器来有效感知外部环境，进而采集、分析和处理数据。它最大的特征是感知，传感器是其主要的工具。无线传感器网络技术已被很多国家运用，且应用范围在逐渐扩大，预计在未来的城市规划、环境监测等方面会发挥更大的作用。

无线传感器网络由以下三部分结构组成。（1）传感器节点。该节点数量巨大，将这些不同的传感器节点串联起来，就构成传感器网络。（2）汇集节点。该节点主要汇集由传感器节点采集到的信息，实现各项信息的归纳汇总。（3）管理节点。该节点收集汇集节点汇总的信息，工作人员可根据管理节点收集的数据进行分析。

1.2 对物联网的理解

物联网，通俗来讲，就是将物与物相连在一起的一种互联网。物联网指的是以互联网为基础，通过各种传感设备（控制设备、通信设备等）来感知和采集信息，并将信息传入互联网，进而形成一个依托于互联网的“物物相连”的网络，促使信息向智能化、远程控制的方向发展。

物联网主要由3 部分构成：感知层、网络层和应用层。它主要有以下3 点特征，①获取信息量大且范围广：物联网主要通过与物体连接的传感器来获取信息，并传播扩散数据；②网络运行安全、稳定：物联网需要准确传递海量信息，这就需要物联网具有稳定、安全的运行能力；③处理信息集中化，更加全面：物联网运用云计算集中分析和处理海量数据，人们根据分析报告对设备发布指令，对物体实现远程操控[2]。

2 物联网环境下无线传感器网络关键技术分析

2.1 网络通信协议

在无线传感器网络运行中，网络通信需要依靠一定的协议，若没有这样的协议，就会导致网络通信无规律可循，很难传输和转换信息，进而阻碍了网络信息技术的发展。因此，网络通信协议不可缺少。无线传感器网络中的网络通信需依赖不同的协议规则来进行数据的读取与传递。例如借助路由协议来传输整个无线传感器网络中的信息，进而适应多元化物联网的发展。

2.2 数据融合技术

无线传感器网络融合与控制数据时，需要借助数据融合技术。为有效配置资源，可通过节点来实现资源配置，进而保证数据融合技术的应用。无线传感器网络可融合控制对象不同节点的传输数据，实现数据传输效果最大化，以满足用户的实际需求。节点成本较低，所以，可直接运用节点融合数据，以便去除无用信息，进而确保数据传输更加快捷、顺利。

2.3 网络定位技术

无线传感器网络技术采集包含时间、空间的数据信息才是有意义的数据，而一个无线传感器网络具有海量密集型节点，甚至移动节点，这就需要准确定位无线传感器网络的信息节点。常见的网络定位技术是GPS，但由于GPS 应用范围窄，主要应用于专有客户端。无线传感器网络中的节点耗能低，能够实现精确定位。无线传感器网络一般运用非测距定位与测距定位法来锁定目标位置。不过这两种定位方式各有利弊，GPS 成本高，定位准确；无线传感器网络定位技术成本低，定位精确度远逊于GPS。

2.4 路由安全

无线传感器网络容易被病毒恶意入侵，一旦其中的某些节点被病毒入侵，就有可能出现破坏网络的行为，例如，停止数据信息采集或信息传递，信息数据被盗取，甚至攻击网络环境等。这就需要无线传感器网络技术必须将路由协议的稳定性、安全性考虑在内，采用定期杀毒、加密、系统修复等措施，确保网络不容易受到侵害，顺利运行。

2.5 网络拓扑控制

网络拓扑控制连接网络传输设备的物理布局，促使网络结构中的所有点都实现有序衔接。在无线传感器网络技术中，无线传感器网络拓扑结构能保证网络稳定运行，进而提高信息传输效率。为确保网络拓扑合理，可利用传感器网络节点去除线路中的冗余部分，实现传输质量最佳化；还要有效控制数据传输的数量，以便无线传感器网络能够顺利运行。

3 无线传感器网络技术在物联网领域中的具体应用

无线传感器网络技术能在特殊环境中采集、处理、传递信号信息，在物联网领域中的应用越来越广泛[3-5]。

3.1 军事领域中无线传感器网络技术的应用

无线传感器网络技术具有隐蔽性强、可自组织、高容错性等特征，有助于传感器在危险的战场环境中发挥作用。在军事领域中，运用无线传感器网络技术中的海量传感器节点，通过火炮、飞机等发射装置投放于待监测区域。首先采集传感器节点周边环境的声音、温度、磁场、湿度等信息；其次传感器自组织网络，运用卫星、互联网等通信方式，将信息传输至信息中心，进而对敌军装备与兵力进行实时监控，对战场进行评估，并对敌方的攻击进行实时监测，有效提高军队作战成功效率。

3.2 农业领域中无线传感器网络技术的应用

无线传感器网络具有可密集分布、部署简捷、通信方便等优势，可在农业领域中实时监测土壤环境状况、牲畜环境状况、农作物生长情况、大面积地表特征等。此外，无线传感器网络技术结合成熟的GPS 技术、互联网技术，可建立动态实时管理平台，通过无线传感器监测农作物生长环境，分析农作物质量与生长环境之间的关系，进而实现精准农业、智能耕种的目的。

3.3 医疗护理领域中无线传感器网络技术的应用

现阶段，人口老龄化现象逐渐明显，对患者的医疗护理成为亟须解决的问题。无线传感器网络技术在医疗护理领域发挥着重要作用。医生可将各种传感器安放在患者身上，以便实时检测与采集患者的生理信息，如血压、呼吸、体温等，这样既能够实时了解患者的病情发展情况，又能够将采集的生理信息作为药品研发的参考资料。除此之外，医生还可以将多个传感器节点安装在患者居住的环境中，进而实时对患者的活动状况进行远程监控，以便患者出现问题时及时给予帮助。

3.4 智能家居领域中无线传感器网络技术的应用

智能家居在家庭中运用高科技的自动化系统，它融合了计算机网络技术、网络通信技术、自动化控制系统，对家庭中的电子产品进行远程自动化控制，实现环保节能，提升家居的便捷性、舒适性。然而，智能家居中远程控制所需的信息，均由无线传感器节点来传递，例如，安防系统、环境监测信息的传递，均需要无线传感器节点提供家庭环境的温度、湿度等信息。因此，在每一个智能家居设备中，均配备相关的传感器节点，利用这些网络节点间的自组织互连，来达到家居设备互连的目的，进而更好地控制信息，进一步实现家居生活的智能化。

3.5 智能交通中无线传感器网络技术的应用

随着人们生活质量的提高，私家车数量日益增多，再加上物流行业的快速发展，传统的交通系统已经过时，智能交通应运而生。无线传感器网络能对交通状况进行实时监测。通过在路面安置传感器来监测车辆，并集中分析路况，对每个路段的车流量进行测算，进而为出行者提供最佳出行路线，以便减少交通拥堵，提高交通管理效率。

4 物联网环境下无线传感器网络技术的发展趋势

目前，无线传感器网络技术还有很多不完善的地方，需要进一步深入研究并改善，它的突破性研究将极大地推动物联网的发展。

4.1 多宿主的网络传输方式

无线传感器网络技术是物联网运行的基础，为了提升物联网的鲁棒性，可尝试运用多宿主的网络传输。它能够将不同传感器采集的信息通过不同链路传递到上层网络，也可以通过多条链路来传递从上而下的指令。该方式能够减少网络传输延迟，提高网络信息传输的可靠性。

4.2 对系统进行低功耗设计

无线传感器网络由于其无线性，使得各个传感器节点不能连接至能源网络，再加上自身携带电池能量有限，要延长无线传感器的使用寿命，就必须对系统低功耗设计展开研究。现阶段，该研究都是基于单个传感器的低功耗研究，未将不同传感器联系起来。物联网环境下，无线传感器网络基于物联网的数据处理与分析能力，对系统进行低功耗设计时，可以尝试将各个传感器与软硬件协同合作。

总的来说，无线传感器网络技术作为物联网必不可少的应用技术，已在社会诸多领域得到广泛应用，并取得很好的应用效果。各个行业要抓住物联网时代的发展机遇，增强无线传感器网络技术在物联网中的应用，进而使人们的生活变得智能化、多样化。