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| 无线传感器网络的普及应用 | |
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随着现代微电子技术、微机电系统、片上系统、纳米材料、无线通信技术、信号处理技术、计算机网络技术等的进步以及互联网的迅猛发展，传统的传感器信息获取技术从独立的单一化模式向集成化、微型化，进而向智能化、网络化方向发展，成为信息获取最重要和最基本的技术之一。
无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。
传感器网络虽然与无线自组网有相似之处，但同时也存在很大的差别。传感器网络是集成了监测、控制以及无线通信的网络系统，节点数目更为庞大（上千甚至上万），节点分布更为密集；由于环境影响和能量耗尽，节点更容易出现故障；环境干扰和节点故障易造成网络拓扑结构的变化；通常情况下，大多数传感器节点是固定不动的。另外，传感器节点具有的能量、处理能力、存储能力和通信能力等都十分有限。而传统无线网络的首要设计目标是提供高服务质量和高效带宽利用，其次才考虑节约能源；而传感器网络的首要设计目标是能源的高效使用，这也是传感器网络和传统网络最重要的区别之一。
传感器网络在农业上的应用
针对我国水资源紧缺以及农田节水灌溉的需求，根据现有的农田灌溉装备条件、应用领域作物、土壤、水源布点等情况，分析了目前实现精确农业亟待解决的关键技术问题，可以采用无线传感器网络技术在大面积农田中实施智能灌溉。
其中单片机系统可以通过多个传感器对湿度、温度、降雨量、酸碱度、水分蒸发量（风速）和空气温度等多种信息的采集来实现对农田的精确自动灌溉控制，输出的信号信息通过无线全双工数传收发模块传送给控制中心（嵌入式系统）来确定是否启动水泵为农田供水，同时将此供水与否信息由 GPRS 通信通过Internet 传 送 到 远 方控制中心实现远程监控，并通过计算机中的一些模型来处理信息，做出供水计划。系统中，控制主机 作 为 连 接 Internet网和无线传感器网络之间的协议转换网关。其硬件采用嵌入式工控模块。采集板卡采用智能型板卡结构，即在板卡上内置MCU。板 载 MCU 对板卡上 I/O 端口进行控制，实现 I/O 数据的缓存，从而降低板卡对于接口主机的依赖，节省主机处理数据的时间，保证系统更加高效的运行。此外板载 MCU 可以对采集的数据或者输出数据进行进一步的处理。
传感器网络的绿色应用
在绿色应用中，无线传感器网络有着广阔的应用前景，它的监测对象可以包括建筑外墙和维护结构隔热性能、住宅或工厂的分项用电量及分项用水量、河流水质、大气污染物等。无线传感器网络能够帮助我们获得详细的能耗的环境参数，从而实现对节能系统的规划和效果评估。
例如，为了实现对于建筑物的幕墙实际节能性能进行评估，NI 公司搭建了一套玻璃幕墙性能实时监测与分析系统。该监测系统采用了 NI LabVIEW 软件开发平台，配合 NI WSN（无线传感器网络）以及 CompactRIO 嵌入式控制器实现，通过测量幕墙内外测温湿度、紫外线强度等数据，计算出热传递的时间，以判断幕墙隔热性能及隔离紫外线等性能的优劣。由于采用了 WSN 无线传感器网络，系统的架设对于建筑现有结构没有任何破坏，真正实现了“无损”的快速安装和部署。根据分析报告显示，该玻璃幕墙与大厅其它位置的玻璃幕墙相比，隔热性能更为优异。
又如，在可口可乐某灌装厂，6 条生产线昼夜不停地生产各种果汁和饮料。对于这样一个大型的灌装工厂而言，每天的用电量和用水量是非常巨大的。然而工程师却发现，工厂的能源消耗与他们估计的不符。为了不影响产线的正常运作，NI 公司采用无线传感器网络搭建了能耗监测系统，监测不同产线的用电量、用水量以及运行时间等信息。为了确保产线的用电效率，系统中还添加了可编程自动化控制器 CompactRIO。
CompactRIO
采用了模块化架构，支持多路电流和电压信号的高速同步采集，借助于LabVIEW 电能质量分析工具包，用户就可以轻松获得功率因数等电能质量信息（如图 1）。 （图片） （图片） | |
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