浅谈传感器的发展

侯亚萍

摘 要：无线传感器区别于有限传感器，而现如今正在利用无线网络传感器的优势解决有线网络传感器在监测机械设备的工作过程中的不足之处。由于无线传感器技术发展尚不成熟，在各个层面应用时难免会产生，如机械设备在工作时振动方面的监测难以实现等诸如此类的问题。本文将通过对这些问题的研究，并简单介绍一些著名研究人员在此领域卓越的科研成果，以求其能在监测机械设备工作状态过程中发挥更好的作用。同时本文也将指出为了无线传感器在机器工作领域无可替代的发挥监测做用，就必须以节省人力物力财力为未来的发展方向。

关键词：监测机器工作状态的 无线传感器 传感器网络节点 同步采集 传输的可靠性

1对无线传感器的简述

无线网络传感器，简称WNS，是产生于21世纪最热门的技术研究领域之一。无线网络传感器相对于有线网络传感器，因其自身最大的优势，使得随时随地的使用计算机，由最初的理想变成了现实。由于WNS自身可对信息进行智能化处理，且在结合多种领域技术的同时，又使得多种学科高度紧密的结合与交叉，因此成为当今一种新型的获取与处理高质量信息的技术。此外，WNS相对于其他技术而言，特点既鲜明又突出，可以在连续长时间无人监管的情况下获取各种大量的有效信息，极大的节省了人力物力和财力，在各个领域都受到了广泛的青睐，使其有着相当大的应用前景和巨大的使用价值。

然而如此高性能的传感器技术，却因其现如今自身发展的不成熟性，在实际应用中导致各种各样的事故频频发生，产生了诸多问题，这难免使人心生遗憾，在研究领域广受争议，从而极大的限制了其为人类做出巨大贡献的大好发展前景。因此，只有对无线网络传感器进行进一步深层次宽领域的研究，在技术上有所新突破，才能解决实际应用中的燃眉之急。

2无线传感器在监测机器运行领域的发展

现如今各个领域所运用的有限的传感器网络技术，是将机械设备在工作时状态监测的数据和参数，经过电缆设备传送到数据处理中心来进行分析与研究的。但单从有限设备连接方面的局限性与不实用性，就产生诸如灵活性差，成本昂贵，在很多应用领域受局限，时效性差，灵活度低等诸如此类的问题，时常需要人工来帮助解决，这造成了极大的浪费。而由于无线传感器自身的优点，例如，可适用范围广，灵活性强，提高系统运行速度，受环境影响小等突出特点，在大幅度的减少人力物力财力的同时，更加有效的弥补了传统的有限传感器在监测机器工作状态方面的不足性，因此在各领域应用广泛。

3 无线传感器的研究成果

由于无线的传感器网络自身突出的优势和实用性，国内外大量研究专家和学者纷纷对其进行研究，以求使其在机械设备工作状态的监督领域成为一种更便捷的工具。经过多年坚持不懈的研究，该技术已经取得了一些丰硕的成果。我国以蔡巍巍为首的专家学者，在此领域也做出了不可估量的卓越成果，是我国科学领域的标兵人物。而以美国为代表的多名著名的专家学者的成就最为突出，先后为该领域的研究奠定了坚实的理论与应用基础。

4 WNS技术遇到的挑战性问题

因为无线传感器产生的时间相对较晚，使其自身目前的发展情况还不成熟，致使该技术传感器所能监测到的物理量仅仅是一些简单量，而振动传感器所检测的建筑物也相对较少，因此还有较大的发展空间，为了提高WNS的应用领域，必须要解决好以下几点问题：

首先要解决无线网络多个网络节点同步获取数据方面。使同步误差现象的产生，即难以监测机器在工作时实现各个网络节点信号之间的同步获取数据的原因，是由于时间和空间的细微变动，各个节点都有自己的时钟，分别使由于传感器网络节点与节点之间获取数据是的时间与间隔的不稳定和不同步，

此外，英国学者Berdy等经过长期不懈的研究与探索，先后在如何节省传感器能量相关问题上取得了一系列的卓越成就，解决了传感器在长时间不断高效运转中对能量供应极大需求上的问题，在传感器节点的监测过程中最大限度的节省了能量消耗，并与此同时提高了续航能力。正因为是否能解决好无线传感器在能量的获取、管理及使用等方面的相互关系和处理问题，对无线传感器的研究成果起着至关重要的作用。

紧随其后，还要解决传感器节点对机器运行数据等有效信息信息的采集難题。由于现如今的传感器节点信息获取能力较差，不能获取运作频率高的机器设备的数据。而在近几年发明的新的传感器，如挪威学者研制的加速传感器，是建立在现有传感器并不能满足传感器节点的部分要求的基础上的。

第四、为大量解决机器监测数据无法在传感器中可靠运行的问题，由Ahn等组成的专家组提出了一种新型的协议，来解决无线传感器典型的漏斗效应。解决这一问题的原因是，由于节点数据的汇集等现象，会导致数据的丢失，影响机器监测的效果。

最后，在制造微纳传感器节点上的研究，也要有质的飞跃，以解决在监测大型机器工作过程中频发的问题。美国学者通过控制节点的大小对该问题已进行了更进一步的研究，并得到了令人叹为观止的科研成果。

纵观国内外传感器研究领域，虽然有不少学者对无线传感器的研究有很多，但是涉及机器工作运转监测过程中的重难点问题的研究却寥寥无几，因此国内外专家学者应在此领域开拓出一片新天地，开启无线传感器的新篇章。

5结束语

为了实现无线传感器技术在监测机械设备工作状态领域的应用，就必须结合计算机处理技术、微细处理技术、现代化信息技术等各个领域先进的高科技技术。而无线传感器应朝着降低成本，多功能为其目前的发展方向，从而节省更多的人力物力和财力，满足互联网层面的更高需求，从而应用在更多的领域内。

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