无线传感器网络是新兴的通信应用网络,其应用可以涉及到人类生活和社会活动的所有领域。因此,无线传感器网络将是未来的一个无孔不入的十分庞大的网络,需要各种技术支撑。目前,成熟的通信技术都可能经过适当的改进和进一步发展,应用到无线传感器网络中,形成新的市场增长点,创造无线通信的新天地。
无线传感器网络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自组织网络,其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。 它的英文是Wireless Sensor Network, 简称WSN。 大量的传感器节点将探测数据,通过汇聚节点经其它网络发送给了用户。
国内光纤传感器发展现状
我国在70年代末就开始了光纤传感器的研究,其起步时间与国际相差不远。目前已有上百个单位在这一领域开展工作,其中的大学包括清华大学、北京航天航空大学,哈尔滨工程大学、哈尔滨工业大学、吉林大学、大连理工大学、北京交通大学、华中科技大学、北京理工大学、南开大学、天津大学、武汉理工大学、重庆大学、电子科技大学、上海大学、上海交通大学、复旦大学、浙江大学、南京大学、南京航空航天大学、暨南大学、深圳大学、国防科技大学、中国计量大学等,研究所包括:电子工业部下的38所,航天11所、中科院半导体所、上海微系统所、航空304所等。目前从事光纤传感器产业化的公司估计有上一百家了。他们在光纤温度传感器、压力计、流量计、液位计、电流计、位移计等领域进行了大量的研究,取得了上百项科研成果,其中相当数量的研究成果具有很高的实用价值,有的达到世界先进水平。每年发表的论文、申请的专利也不少。但与发达国家相比,我国的差距主要表现在产品的可靠性、稳定性方面,大多数品种仍处于实验室研制阶段,不能投入批量生产和工程化应用。
目前临床上应用的压力传感器主要用来测量血管内的血压、颅内压、心内压、膀胱和尿道压力等。用来测量血压的压力传感器示意见图1。其中对压力敏感的部分是在探针导管末端侧壁上的一块防水薄膜,一面带有悬臂的微型反射镜与薄膜相连,反射镜对面是一束光纤,用来传递入射光到反射镜,同时也将反射光传送出来。当薄膜上有压力作用时。薄膜发生形变且能带动悬臂使反射镜角度发生改变,从光纤传来的光束照射到反光镜上,再反射到光纤的端点。由于反射光的方向随反射镜角度的变化而改变,因此光纤接收到的反射光的强度也随之变化。这一变化通过光纤传到另一端的光电探测变成电信号,这样通过电压的变化便可知探针处的压力大小。