无线传感器

无线传感器的组成模块封装在一个外壳内，在工作时它将由电池或振动发电机提供电源，构成无线传感器网络节点，由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微型节点，通过自组织的方式构成网络。传感器网络系统通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。

中文名：无线传感器

特点：低功耗设计

应用领域：脑功能研究

应用实例：桥梁健康检测及监测

1、传感器类型

振动传感器

每个节点的最高采样率可设置为4KHz，每个通道均设有抗混叠低通滤波器。采集的数据既可以实时无线传输至计算机，也可以存储在节点内置的2M数据存储器内，保证了采集数据的准确性。有效室外通讯距离可达300m，节点功耗仅30mA，使用内置的可充电电池，可连续测量18小时。如果选择带有USB接口的节点，您既可以通过USB接口对节点充电，也可以快速地把存储器内的数据下载到计算机里面。

应变传感器

节点结构紧凑，体积小巧，由电源模块、采集处理模块、无线收发模块组成，封装在PPS塑料外壳内。节点每个通道内置有独立的高精度120-1000Ω桥路电阻和放大调理电路，可以方便地由软件自动切换选择1/4桥，半桥，全桥测量方式，兼容各种类型的桥路传感器，比如应变，载荷，扭距，位移，加速度，压力，温度等。节点同时支持2线和3线输入方式，桥路自动配平，也可以存储在节点内置的2M数据存储器。有效室外通讯距离可达300m。可连续测量十几个小时。

扭矩传感器

节点结构紧凑，体积小巧，封装在树脂外壳内。节点每个通道内置有高精度120-1000Ω桥路电阻和放大调理电路。桥路自动配平。节点的空中传输速率可以达到250KBPS，有效实时数据传输率达到4KSPS，有效室内通讯距离可达100米。节点设计有专门的电源管理软硬件，在实时不间断传输情况下，节点功耗仅25mA，使用普通9V电池，可连续测量几十个小时。对于长期监测应用，以5分钟间隔发送一次扭矩值，数年不需要更换电池，大大提高了系统的免维护性。

2、应用技术

1、低功耗设计

所有模块采用超低功耗设计，整个传感器节点具有非常低的电流消耗，使用两节普通干电池可以工作数年之久，使维护周期大大延长。从而也可以使用微型振动发电机，利用压电原理收集结构产生的微弱振动能量，转化为电量，为传感器提供电源，为了降低功耗，传感器选用超低功耗的产品，传感器在不采集的时候关断电源或置于睡眠模式。做到真正的免维护。

2、时间同步

BEETECH无线传感器，基于时间同步和固定路由表的TDMA发送协议，可实现“同时”睡眠,”同时”醒来，适合无线传感器工业自动化在线监测和检测。

3、应用领域

美国布朗大学的一个研究小组发明了一种可以植入脑部并可对外发射无线信号的传感器（无线传感器），可能为脑功能研究提供新的工具。在最新研究中，研究人员发明的新型传感器可直接植入大型动物的脑部（猪和恒河猴），并可将记录到的脑信号通过无线技术传输到体外监控设备。动物可以在较大范围内*活动，实验成功记录了它们与周围环境发生相互作用的数据。无线传感器还可以进行无线充电，实现长期记录。目前的结果显示该传感器在一年时间内都可以保持稳定的信号传输。

4、唤醒方式

无线传感器网络中，节点的唤醒方式有以下几种：

（1）全唤醒模式：这种模式下，无线传感器网络中的所有节点同时唤醒，探测并跟踪网络中出现的目标，虽然这种模式下可以得到较高的跟踪精度，然而是以网络能量的消耗巨大为代价的。

（2）随机唤醒模式：这种模式下，无线传感器网络中的节点由给定的唤醒概率p随机唤醒。

（3）由预测机制选择唤醒模式：这种模式下，无线传感器网络中的节点根据跟踪任务的需要，选择性的唤醒对跟踪精度收益较大的节点，通过本拍的信息预测目标下一时刻的状态，并唤醒节点。

（4）任务循环唤醒模式：这种模式下，无线传感器网络中的节点周期性的出于唤醒状态，这种工作模式的节点可以与其他工作模式的节点共存，并协助其他工作模式的节点工作。

5、网络结构

传感器网络系统通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。

大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。

6、发展趋势

随着物联网时代的兴起，各种3G、WIFI等方式的兴起，可以说给无线传感器的发展一个十分重要的时机。无线传感器应该凭借着机会，加快自身发展的国产化、网络化。

一是提高民企企业和合资企业的市场份额。首先，依靠自身传统的技术和装备手段保证自身的份额，同时利用中小企业的联动性，整合发展。提速学习核心技术，争取能够获得更大的市场份额，打破国外厂商在无线传感器上的垄断地位。

二是抓住物联网等新型产业的兴起，争取自身在无线物联网发展中获得一个较高的地位。目前，我国在无线传感器上的发展已经在日益增长，也有了自己的一套发展模式。虽然在整体上的档次还不如国外技术，但我国企业能依托外资企业在过发展的契机，结合各种高端科技，将发展滞后的无线物联网技术顺利推进，加大自身的市场份额，提升无线物联网的国产化。同时扩大自身的市场份额。

三是提高国产传感器的发展技术和制造工艺，使得国有企业能占有稳定的份额，减少价格劣势，发挥国有企业在市场中的主导地位。使得技术总体上跟不上国外发展的前提下，仍然不会被巨大的价格打入冷宫，使得大多数无线传感器企业可以购买到全新的设备，在新技术和新工艺上也能慢慢追赶上外资企业的步伐。