無線感測器的軟硬體架構(gòu)與相關(guān)應(yīng)用簡介國立中興大學(xué)蔡智強(qiáng)課件

無線感測器的軟硬體架構(gòu)與相關(guān)應(yīng)用簡介

國立中興大學(xué)蔡智強(qiáng)無線感測器的軟硬體架構(gòu)與相關(guān)應(yīng)用簡介

國立中興大學(xué)1OutlineWhatisWSNs?設(shè)計(jì)考量硬體規(guī)格軟體規(guī)格相關(guān)開發(fā)工具學(xué)術(shù)上的研究生活上的應(yīng)用結(jié)語OutlineWhatisWSNs?2OutlineWhatisWSNs?設(shè)計(jì)考量硬體規(guī)格軟體規(guī)格相關(guān)開發(fā)工具學(xué)術(shù)上的研究生活上的應(yīng)用結(jié)語OutlineWhatisWSNs?3WhatisWSNs?WSNs：WirelessSensorNetworks.無線感測網(wǎng)路。針對使用者所需要監(jiān)控之區(qū)域，佈署大量具有感測能力及通訊能力之節(jié)點(diǎn)（SensorNode），這些節(jié)點(diǎn)所形成之網(wǎng)路系統(tǒng)，即可稱為無線感測網(wǎng)路。WhatisWSNs?WSNs：4WhatisWSNs?（cont.）WSNs：在系統(tǒng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，各自進(jìn)行感測、運(yùn)算及儲存，之後透過無線傳輸?shù)姆绞剑?jīng)由其它節(jié)點(diǎn)或是直接地將資料傳回到資料聚集中心。資料聚集中心除了負(fù)責(zé)資料之蒐集，同時(shí)也可用來發(fā)起一個(gè)網(wǎng)路並充當(dāng)協(xié)調(diào)者的角色。使用者將可從資料聚集中心來取得所需要的資料，並加以使用這些資料。WhatisWSNs?（cont.）WSNs：5WhatisWSNs?（cont.）WSNs：基於上述的運(yùn)作原理，這些無線感測節(jié)點(diǎn)並不需要安裝太多昂貴的晶片及元件；並可視不同的應(yīng)用，安裝不同的元件，更能減少無線感測節(jié)點(diǎn)的成本。利用大量佈署節(jié)點(diǎn)，來達(dá)到等同於一些昂貴器材的效能，這更是無線感測網(wǎng)路的特色之一。WhatisWSNs?（cont.）WSNs：6WhatisWSNs?（cont.）WhatisWSNs?（cont.）7WhatisWSNs?（cont.）WSNs：美國早於越戰(zhàn)期間便有類似的概念。在地面上佈署音響感測器，用來偵察裝甲車以及部隊(duì)所造成的地面震動，利用C130運(yùn)輸機(jī)將空投式振動偵測裝置（Theair-deliveredseismicdetection,ADSID）空投到越南這個(gè)巨大的戰(zhàn)爭實(shí)驗(yàn)場。WhatisWSNs?（cont.）WSNs：8WhatisWSNs?（cont.）WSNs：在1999年，美國著名商業(yè)週刊（BusinessWeek）就提到了這個(gè)可能成為21世紀(jì)最偉大發(fā)明的無線感測網(wǎng)路。WhatisWSNs?（cont.）WSNs：9WhatisWSNs?（cont.）WSNs：在2003年IEEEJournals，CHEE-YEECHONG、SRIKANTAP.KUMAR也在其著作“SensorNetworks:Evolution,Opportunities,andChallenges.”中，提到無線感測網(wǎng)路，並且以Cheap,smartdevices來稱呼它。WhatisWSNs?（cont.）WSNs：10WhatisWSNs?（cont.）WSNs：由於微電子技術(shù)的進(jìn)步，使得WSNs的相關(guān)元件成本得以下降至合理的範(fàn)圍，成本的下降也讓更多人願意嘗試這項(xiàng)新科技以取代傳統(tǒng)的監(jiān)控方式。WhatisWSNs?（cont.）WSNs：11WhatisWSNs?（cont.）WSNs：傳統(tǒng)的監(jiān)控任務(wù)，通常是人工的方式進(jìn)行監(jiān)控，或者是利用感測器收集資料後，再經(jīng)由人工的方式回收資料至中央控制端。相較於上述的方式，WSNs有著全自動的資料回收流程，利用無線網(wǎng)路的傳輸，即可有效率的回收感應(yīng)到的資料。WhatisWSNs?（cont.）WSNs：12WhatisWSNs?（cont.）WSNs：一些相關(guān)的通訊及計(jì)算的演算法也在同步發(fā)展中，讓這個(gè)電力資源有限的無線感測網(wǎng)路系統(tǒng)，能夠得到最高的效率。WhatisWSNs?（cont.）WSNs：13OutlineWhatisWSNs?設(shè)計(jì)考量硬體規(guī)格軟體規(guī)格相關(guān)開發(fā)工具學(xué)術(shù)上的研究生活上的應(yīng)用結(jié)語OutlineWhatisWSNs?14設(shè)計(jì)考量無線感測器設(shè)計(jì)的時(shí)候，主要有幾個(gè)需要考量的因素，如：運(yùn)作環(huán)境.擴(kuò)充性.硬體成本.電量消耗.容錯(cuò)能力.網(wǎng)路拓樸.設(shè)計(jì)考量無線感測器設(shè)計(jì)的時(shí)候，主要有幾個(gè)需要考量的因素，如：15設(shè)計(jì)考量（cont.）不同的無線感測網(wǎng)路應(yīng)用，搭配上不同的設(shè)計(jì)，除了可以有效的節(jié)省成本外，也可以得到更高的系統(tǒng)效能。設(shè)計(jì)考量（cont.）不同的無線感測網(wǎng)路應(yīng)用，搭配上不同的設(shè)16設(shè)計(jì)考量（cont.）設(shè)計(jì)考量：運(yùn)作環(huán)境：無線感測網(wǎng)路的應(yīng)用範(fàn)圍相當(dāng)廣泛，如：居家照護(hù)、野生動物追蹤、森林火災(zāi)監(jiān)測、化學(xué)環(huán)境監(jiān)測以及戰(zhàn)場監(jiān)測等。感測器的設(shè)計(jì)必須能夠因應(yīng)各種不同環(huán)境而有不同的設(shè)計(jì)，以便更快速且正確地蒐集不同環(huán)境所產(chǎn)生的資料。設(shè)計(jì)考量（cont.）設(shè)計(jì)考量：17設(shè)計(jì)考量（cont.）設(shè)計(jì)考量：擴(kuò)充性：依照應(yīng)用的不同，感測器所需的數(shù)量也不相同，數(shù)量可從數(shù)十個(gè)、數(shù)百個(gè)到甚至數(shù)百萬個(gè)。例如：在車輛追蹤的應(yīng)用上，每個(gè)區(qū)域中就可能會部署數(shù)十個(gè)無線感測器。如果需要較高的精準(zhǔn)度，甚至可以將密度提高到數(shù)千個(gè)無線感測器，以增加準(zhǔn)確度。設(shè)計(jì)考量（cont.）設(shè)計(jì)考量：18設(shè)計(jì)考量（cont.）設(shè)計(jì)考量：硬體成本：由於感測器部署的數(shù)量往往極為龐大，所以必須要降低設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)所花費(fèi)的系統(tǒng)成本。因此，考慮什麼時(shí)候要裝配定位裝置、溫度感應(yīng)裝置、溼度感應(yīng)裝置等，這些硬體方面的取捨，都是可以成為我們減少成本的考量因素。設(shè)計(jì)考量（cont.）設(shè)計(jì)考量：19設(shè)計(jì)考量（cont.）設(shè)計(jì)考量：電量消耗：無線感測器是一個(gè)微電子裝置，所能裝配的電量也因此受到限制，其一般的系統(tǒng)中，通常是以電池來提供電力的。在某些應(yīng)用環(huán)境中要更換電池是不可能的。在進(jìn)行事件感測、資料運(yùn)算以及資料傳輸都會消耗感測器的電量，因此要怎麼減少電源的消耗以及如何管理電源就顯得相當(dāng)重要。設(shè)計(jì)考量（cont.）設(shè)計(jì)考量：20設(shè)計(jì)考量（cont.）設(shè)計(jì)考量：容錯(cuò)能力：無線感測節(jié)點(diǎn)很可能因?yàn)殡娏谋M或是遭到環(huán)境因素的影響而故障，而這些故障的節(jié)點(diǎn)必須不能影響到整個(gè)網(wǎng)路的運(yùn)作，因此我們必須設(shè)計(jì)容錯(cuò)的機(jī)制，來避免上述情況的發(fā)生。在容錯(cuò)的部分我們也會視應(yīng)用的不同而分為不同等級，例如：用於感測居家環(huán)境的溫度、溼度時(shí)，只需要等級較低的容錯(cuò)機(jī)制；如果是在軍事環(huán)境中，用來監(jiān)測敵方行動的情況，則需要較高的容錯(cuò)等級，以便因應(yīng)一些緊急的狀況。設(shè)計(jì)考量（cont.）設(shè)計(jì)考量：21OutlineWhatisWSNs?設(shè)計(jì)考量硬體規(guī)格軟體規(guī)格相關(guān)開發(fā)工具學(xué)術(shù)上的研究生活上的應(yīng)用結(jié)語OutlineWhatisWSNs?22硬體規(guī)格在無線感測器的硬體架構(gòu)上，目前已經(jīng)有共通的規(guī)範(fàn)，也就是不管是由哪家廠商所生產(chǎn)製造的無線感測器都會包含感測元件、處理元件、傳送元件與提供電源的電力元件。硬體規(guī)格在無線感測器的硬體架構(gòu)上，目前已經(jīng)有共通的規(guī)範(fàn)，也就23硬體規(guī)格（cont.）硬體規(guī)格（cont.）24硬體規(guī)格（cont.）針對感測器硬體中的幾個(gè)重要部份，說明其設(shè)計(jì)及應(yīng)用之原理：感測單元（SensingUnit）處理單元（ProcessingUnit）傳送單元（TransceiverUnit）電力單元（PowerUnit）硬體規(guī)格（cont.）針對感測器硬體中的幾個(gè)重要部份，說明其25硬體規(guī)格（cont.）硬體規(guī)格：感測單元：分為感測元件與訊號轉(zhuǎn)換元件兩部分。其中感測元件主要是用來負(fù)責(zé)偵測環(huán)境，例如：光的強(qiáng)度、溫度、濕度等。這些蒐集到的資料是以類比訊號表示，因此便要有一個(gè)訊號轉(zhuǎn)換的元件，將感測器所感測到的類比訊號轉(zhuǎn)換成數(shù)位訊號，之後再將資料送到處理元件加以處理。硬體規(guī)格（cont.）硬體規(guī)格：26硬體規(guī)格（cont.）硬體規(guī)格：處理單元：分為儲存元件與處理元件兩部分。其中儲存元件功能就類似個(gè)人電腦中的記憶體，儲存感測到的資料。而處理元件就是嵌入式系統(tǒng)上的微控制元件，就像是個(gè)人電腦的中央處理器（CentralProcessingUnit，CPU），主要負(fù)責(zé)執(zhí)行事先燒錄的韌體，或是透過後端發(fā)送命令，控制感測元件來收集資料，之後再透過傳送元件將感測到的資料，以無線的方式傳送回去資料聚集中心。硬體規(guī)格（cont.）硬體規(guī)格：27硬體規(guī)格（cont.）硬體規(guī)格：傳送單元：用來連結(jié)網(wǎng)路上的節(jié)點(diǎn)，也就是負(fù)責(zé)將其所存在的無線感測器與其它無線感測器連結(jié)，讓無線感測器之間能夠進(jìn)行溝通，或是將感測器所感測到的資料回傳至資料聚集中心。硬體規(guī)格（cont.）硬體規(guī)格：28硬體規(guī)格（cont.）硬體規(guī)格：電力單元：提供所有元件電力的主要來源。尤其，可以視應(yīng)用的需求加裝太陽能電池來增加電能。硬體規(guī)格（cont.）硬體規(guī)格：29硬體規(guī)格（cont.）大部分的感測任務(wù)中都需要藉由獲得無線感測節(jié)點(diǎn)所在的位置來提高準(zhǔn)確率，因此可以安裝定位裝置來輔助系統(tǒng)運(yùn)作?；蚴钱?dāng)系統(tǒng)執(zhí)行較特別的任務(wù)時(shí)，也可以視情況加裝不同的元件，來取得更精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。硬體規(guī)格（cont.）大部分的感測任務(wù)中都需要藉由獲得無線感30OutlineWhatisWSNs?設(shè)計(jì)考量硬體規(guī)格軟體規(guī)格相關(guān)開發(fā)工具學(xué)術(shù)上的研究生活上的應(yīng)用結(jié)語OutlineWhatisWSNs?31軟體規(guī)格作業(yè)系統(tǒng)：無線感測器的由於硬體簡單，雖然可以直接在硬體上製作應(yīng)用程式，但是在應(yīng)用開發(fā)上出現(xiàn)問題時(shí)，設(shè)計(jì)人員便需要直接對硬體進(jìn)行處理，無法得到一般作業(yè)系統(tǒng)可提供的強(qiáng)大支援。軟體規(guī)格作業(yè)系統(tǒng)：32軟體規(guī)格（cont.）作業(yè)系統(tǒng)：若是直接使用現(xiàn)有的嵌入式作業(yè)系統(tǒng)，例如：WinCE、Linux等，由於這些作業(yè)系統(tǒng)主要支援嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域較複雜的應(yīng)用，其功能對於感測器而言依舊過於複雜。且系統(tǒng)程式相當(dāng)龐大，無線感測器的硬體資源相當(dāng)有限，故一般作業(yè)系統(tǒng)很難在這樣的資源環(huán)境下正常運(yùn)作。軟體規(guī)格（cont.）作業(yè)系統(tǒng)：33軟體規(guī)格（cont.）作業(yè)系統(tǒng)：因此，加州柏克萊大學(xué)針對感測器網(wǎng)路的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了目前最普及的感測器作業(yè)系統(tǒng)TinyOS。TinyOS作業(yè)系統(tǒng)有一些特點(diǎn)，例如：輕量級線程技術(shù)(LightweightThread)、事件驅(qū)動模式(EventDriven)、組件編程(Component-BasedProgramming)等。TinyOS作業(yè)系統(tǒng)、函式庫及應(yīng)用程式都是用NetworkEmbeddedSystemC(nesC)語言撰寫而成的，這是一種全新的概念。軟體規(guī)格（cont.）作業(yè)系統(tǒng)：34軟體規(guī)格（cont.）程式語言：nesC利用編寫組件結(jié)構(gòu)化的原理，來實(shí)現(xiàn)TinyOS的架構(gòu)化概念和執(zhí)行模型設(shè)計(jì)，其主要用於感應(yīng)器網(wǎng)路嵌入式系統(tǒng)。nesC具有類似於標(biāo)準(zhǔn)C語言的語法，但支援TinyOS的協(xié)同模型。TinyOS定義了許多在nesC中所表達(dá)的重要概念。軟體規(guī)格（cont.）程式語言：35軟體規(guī)格（cont.）程式語言：nesC基本概念是讓架構(gòu)和內(nèi)容的分離。程式由許多組件構(gòu)成，它們利用配線連結(jié)在一起(Wire)構(gòu)成一個(gè)完整程式。組件的定義有兩種：一種用於它們的描述，包含它們介面請求名稱。一種用於它們介面的補(bǔ)充與執(zhí)行。軟體規(guī)格（cont.）程式語言：36軟體規(guī)格（cont.）軟體規(guī)格（cont.）37OutlineWhatisWSNs?設(shè)計(jì)考量硬體規(guī)格軟體規(guī)格相關(guān)開發(fā)工具學(xué)術(shù)上的研究生活上的應(yīng)用結(jié)語OutlineWhatisWSNs?38相關(guān)開發(fā)工具簡單介紹兩種臺灣常用的無線感測器系統(tǒng)，分別為：識方科技TmoteSky。源鼎科技FT-6250。相關(guān)開發(fā)工具簡單介紹兩種臺灣常用的無線感測器系統(tǒng)，分別為：39相關(guān)開發(fā)工具（cont.）識方科技TmoteSky：TmoteSky為識方科技針對無線感測網(wǎng)路及各式監(jiān)測應(yīng)用所開發(fā)之超低用電無線傳輸模組。其採用產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之界面，並且遵循最新產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來整合溫度、濕度、光照等周邊裝置以形成區(qū)域網(wǎng)路應(yīng)用。TmoteSky可以藉由TinyOS來獲得完整之相關(guān)無線傳輸協(xié)定的支援並結(jié)合各種開放之資源軟體。相關(guān)開發(fā)工具（cont.）識方科技TmoteSky：40相關(guān)開發(fā)工具（cont.）相關(guān)開發(fā)工具（cont.）41相關(guān)開發(fā)工具（cont.）相關(guān)開發(fā)工具（cont.）42相關(guān)開發(fā)工具（cont.）識方科技TmoteSky：TmoteSky開發(fā)套件組包含以下套件：IEEE802.15.4支援模組。TinyOS系統(tǒng)。各類onboard感測器（溫度、濕度、全光照及可見光照）。相關(guān)開發(fā)工具（cont.）識方科技TmoteSky：43相關(guān)開發(fā)工具（cont.）相關(guān)開發(fā)工具（cont.）44相關(guān)開發(fā)工具（cont.）源鼎科技FT–6250：源鼎科所開發(fā)的FT-6250是一塊內(nèi)建高功率ZigBee無線傳輸模組的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，可透過GPIO、UART、ADC、DAC或Comparator等相關(guān)介面接上各式感測器，以進(jìn)行無線感測網(wǎng)路的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。相關(guān)開發(fā)工具（cont.）源鼎科技FT–6250：45相關(guān)開發(fā)工具（cont.）相關(guān)開發(fā)工具（cont.）46相關(guān)開發(fā)工具（cont.）源鼎科技FT–6250：高功率的無線傳輸模組設(shè)計(jì)，具備較大的訊號涵蓋範(fàn)圍，相當(dāng)適用於長距離的無線感測應(yīng)用。尤其，在戶外無遮蔽物的情況下，點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸距離可高達(dá)700公尺?？刹鹦妒降臒o線天線設(shè)計(jì)，可配合實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌鼡Q各種型式的天線。符合IEEE802.15.4規(guī)範(fàn)。提供彈性的電源選擇，包含適用於開發(fā)階段的電源供應(yīng)器以及可應(yīng)用於實(shí)驗(yàn)階段的電池盒。相關(guān)開發(fā)工具（cont.）源鼎科技FT–6250：47OutlineWhatisWSNs?設(shè)計(jì)考量硬體規(guī)格軟體規(guī)格相關(guān)開發(fā)工具學(xué)術(shù)上的研究生活上的應(yīng)用結(jié)語OutlineWhatisWSNs?48學(xué)術(shù)上的研究基於無線感測網(wǎng)路的特性，將會有許多有別於一般網(wǎng)路系統(tǒng)的問題需要解決。學(xué)術(shù)上的研究基於無線感測網(wǎng)路的特性，將會有許多有別於一般網(wǎng)路49學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：由於無線感測網(wǎng)路的節(jié)點(diǎn)是以任意的方式來佈滿整個(gè)需要監(jiān)控的區(qū)域，所以並沒有辦法事先得到節(jié)點(diǎn)的散佈方式，以及這些節(jié)點(diǎn)間連線的詳細(xì)資料。學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：50學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：明顯地，如果節(jié)點(diǎn)之間沒有辦法連線，它們就無法傳送感應(yīng)到的資料回到中央控制端，使用者也就無法得到相關(guān)的訊息。同時(shí)，如果系統(tǒng)雖然有辦法連線，但是卻以較沒有效率的方式來連線，在這種情況下將會快速的消耗節(jié)點(diǎn)的生命週期（lifetime），這種情況將不會是使用者希望看到的。學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：51學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：有關(guān)連線方式的改良，近年來著名的LEACH（Low-EnergyAdaptiveClusteringHierarchy）演算法就是一個(gè)很好的例子。利用下面幾頁的簡介，可以很清楚的看出該演算法利用簡單的創(chuàng)意，卻能有效的延長整個(gè)系統(tǒng)的生命週期。學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：52學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：麻省理工學(xué)院：LEACH演算法是針對原有的分群網(wǎng)路更進(jìn)一步改良的分群演算法。該演算法首先在分群網(wǎng)路中收集分群節(jié)點(diǎn)的資料來加以處理以降低全區(qū)域的通訊量，然後再隨機(jī)選擇分群網(wǎng)路的領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點(diǎn)來與遠(yuǎn)端的中央控制中心通訊，如此便可將能量消耗平均地分散在所有的感測節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而延長系統(tǒng)的生命週期。學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：53學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：使用相同的節(jié)點(diǎn)分佈模型，並且利用傳統(tǒng)的Directcommunication和MTE（minimumtransmissionenergy）來相比於LEACH，可以很清楚的看出，在經(jīng)過1200次回傳資料至中央控制端，無線感測節(jié)點(diǎn)的存活率已有相當(dāng)大的差別。學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：54學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：原始模型：學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：55學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：Directcommunication：學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：56學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：MTE（minimumtransmissionenergy）：學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：57學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：LEACH：學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Topology：58學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Volume：無線感測器的體積，也是科學(xué)家們一直相當(dāng)投入的一個(gè)領(lǐng)域。節(jié)點(diǎn)除了會散佈於大自然中，以用來執(zhí)行監(jiān)控環(huán)境的任務(wù)；同時(shí)，這些節(jié)點(diǎn)也有可能被放置於人們所無法到達(dá)的洞穴、或需監(jiān)控的機(jī)器空隙中，這時(shí)候節(jié)點(diǎn)的體積大小就是相當(dāng)重要的了。學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Volume：59學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Volume：加州柏克萊大學(xué)：該校的研究計(jì)畫SmartDust專案，則是探索感測器硬體最小化的可行性。該計(jì)畫成果將感測器、微處理器、電源及無線傳輸晶片整合在一個(gè)僅僅只有一立方英吋的微小節(jié)點(diǎn)上。由於這項(xiàng)計(jì)畫的成功，使得感測器的最小化設(shè)計(jì)，有了進(jìn)一步的創(chuàng)新成果。學(xué)術(shù)上的研究（cont.）Volume：60OutlineWhatisWSNs?設(shè)計(jì)考量硬體規(guī)格軟體規(guī)格相關(guān)開發(fā)工具學(xué)術(shù)上的研究生活上的應(yīng)用結(jié)語OutlineWhatisWSNs?61生活上的應(yīng)用由於無線感測器的微小體積，使得它有著相當(dāng)大的機(jī)動性，一些人們無法到達(dá)或者是無法輕易部署人力的場所，都可以利用無線感測器來取代。生活上的應(yīng)用由於無線感測器的微小體積，使得它有著相當(dāng)大的機(jī)動62生活上的應(yīng)用（cont.）近十年來微機(jī)電技術(shù)的進(jìn)步，微處理器晶片、無線電控制元件以及各種感測元件的體積與製造成本逐漸減少到可以接受的範(fàn)圍。生活上的應(yīng)用（cont.）近十年來微機(jī)電技術(shù)的進(jìn)步，微處理器63生活上的應(yīng)用（cont.）尤其，就以傳統(tǒng)的監(jiān)控任務(wù)而言，都是需要大量的人力、大量的資源以及長時(shí)間的資料累積，但如果以無線感測器來取代的話，基於無線感測器的機(jī)動性，更是可以大量的縮減成本，同時(shí)也能夠達(dá)到原有任務(wù)所需的成效。生活上的應(yīng)用（cont.）尤其，就以傳統(tǒng)的監(jiān)控任務(wù)而言，都是64生活上的應(yīng)用（cont.）生活上的應(yīng)用：資產(chǎn)與倉儲的管理：感測器可用於監(jiān)控及追蹤資產(chǎn)，例如：卡車或是設(shè)備。尤其是在沒有網(wǎng)路架構(gòu)的環(huán)境裡。此外，感測器亦可使用在工業(yè)管理上，例如：石油或瓦斯的儲存及運(yùn)輸設(shè)備。生活上的應(yīng)用（cont.）生活上的應(yīng)用：65生活上的應(yīng)用（cont.）生活上的應(yīng)用：汽車工業(yè)：隨著汽車通訊標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，汽車間的通訊以及汽車與交通設(shè)施間的通訊將是重要的研究議題。而感測器的近程應(yīng)用為汽車行進(jìn)間緊急狀況的警告與安全駕駛的輔助措施。生活上的應(yīng)用（cont.）生活上的應(yīng)用：66生活上的應(yīng)用（cont.）生活上的應(yīng)用：建築物的監(jiān)控：嵌入至建築物中的感測器，可藉由監(jiān)控建築物裡的溫度及照明狀況，來調(diào)節(jié)大樓的空調(diào)系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約能源的目的。生活上的應(yīng)用（cont.）生活上的應(yīng)用：67生活上的應(yīng)用（cont.）生活上的應(yīng)用：生態(tài)環(huán)境監(jiān)控：感測器可用於觀察野生棲息地的變化，並以避免造成棲息地受到破壞的方式來進(jìn)行網(wǎng)路的佈建。如此一來，感測器便能提供環(huán)境變化的警訊，例如：空氣品質(zhì)的監(jiān)控、水質(zhì)監(jiān)控、自然或人為災(zāi)害的追蹤控制等等。生活上的應(yīng)用（cont.）生活上的應(yīng)用：68生活上的應(yīng)用（cont.）生活上的應(yīng)用：健康醫(yī)療照護(hù)：對於老人的醫(yī)療照護(hù)，可以透過感測網(wǎng)路將重要的生理訊號傳送到遠(yuǎn)方的醫(yī)療系統(tǒng)。若感測器發(fā)現(xiàn)病患的生理現(xiàn)象異常時(shí)，可透過感測網(wǎng)路通知醫(yī)療團(tuán)隊(duì)做適時(shí)的處理。對老人醫(yī)療照護(hù)系統(tǒng)而言，將是非常重要的應(yīng)用。生活上的應(yīng)用（cont.）生活上的應(yīng)用：69生活上的應(yīng)用（cont.）生活上的應(yīng)用：軍事戰(zhàn)場的感知：即時(shí)的智慧型戰(zhàn)場感知為現(xiàn)代戰(zhàn)爭中非常重要的核心能力。藉由感測網(wǎng)路蒐集的情資，後方的指揮官便可參考相關(guān)的軍事訊息，進(jìn)而做出重要的軍事判斷與決策。生活上的應(yīng)用（cont.）生活上的應(yīng)用：70生活上的應(yīng)用（cont.）生活上的應(yīng)用：安全性與維安：無線感測網(wǎng)路一個(gè)相當(dāng)重要的應(yīng)用為重要設(shè)施，如機(jī)場、地下鐵、核電廠、發(fā)電廠、電信設(shè)備等等的安全維護(hù)。透過感測器所提供的資訊，將可使這些重要的民生設(shè)備正常運(yùn)作，以維護(hù)大家的生命安全。生活上的應(yīng)用（cont.）生活上的應(yīng)用：71生活上的應(yīng)用（cont.）一些無線感測器之應(yīng)用的實(shí)例：工研院電光所晶圓廠務(wù)區(qū)。臺積電WSN示範(fàn)?wèi)?yīng)用計(jì)畫。故宮博物院。生活上的應(yīng)用（cont.）一些無線感測器之應(yīng)用的實(shí)例：72生活上的應(yīng)用（cont.）生活上的應(yīng)用：工研院電光所晶圓廠務(wù)區(qū)：工研院在其電光所晶圓廠務(wù)區(qū)，利用溫度和煙霧感測器偵測廠區(qū)環(huán)境，藉由佈建多個(gè)溫度和煙霧感測器、無線網(wǎng)路連接中介器、WSN逃難指示板、閘道器等組成一個(gè)WSN網(wǎng)路。生活上的應(yīng)用（cont.）生活上的應(yīng)用：73生活上的應(yīng)用（cont.）生活上的應(yīng)用：工研院電光所晶圓廠務(wù)區(qū)：每天感測器會自動偵測環(huán)境狀況，只要發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，並判定為火災(zāi)發(fā)生時(shí)，便會透過無線感知網(wǎng)路通知應(yīng)變伺服器。應(yīng)變伺服器