水下無線感測網路

① 無線電在水裡能正常使用嗎

無線電波是指在自由空間（包括空氣和真空）傳播的射頻頻段的電磁波。無線電技術是通過無線電波傳播聲音或其他信號的技術。

水下是可傳輸無線電波的，比如潛艇通信，不過在水下電磁波衰減較大，傳播的距離非常有限，沒有實用價值。為了解決此問題，可以採用浮標天線或浮力天線，即把天線施放到水面，這樣潛艇在水下也可發射信號。實際上，這樣仍然存在一個潛艇自暴露的問題，因為潛艇在遠距離用短波通信，其信號本身就不保密，可能被敵方截獲破譯，並測出潛艇的位置，而且露出水面的浮標天線也有被敵方雷達探測到的可能。

目前潛艇在水下如不施放通訊浮標，是無法主動與岸上聯絡的，所以核潛艇只能被動地單方面接收岸上的無線電超長波信號或極長波信號，這是岸上向潛艇通信的主要方式。超長波的波長為1萬到10萬米，它能從空中鑽入水裡，在水中的衰耗比較小，穿透海水的深度最大可達30米，使水下的潛艇接收到岸上發來的電波。極長波的波長大於10萬米，幾乎可以在全球范圍內實現對潛通信，穿透水層的深度達200米以上，即使在最大距離上也可達到水下80米左右。美國海軍威斯康星州極長波通信試驗基地於1972年做發射試驗，一艘遠在4600千米以外的大西洋水下120米處的美國黑鰺號核潛艇接收到了該台的信號。由於超長波和極長波發射設施非常龐大，佔地達數平方千米，在潛艇上不可能安裝，所以只能建在陸地，對潛艇來說，超長波通信和極長波通信只是單向廣播式的通信，如果潛艇要接收岸上指揮機構的指令，必須按規定的時間和頻率接收。潛艇在水下接收這種長波信號的深度是依據岸上長波發射台的發射功率大小決定的。由於極長波在單位時間內傳送的信息量少，所以通訊速度很慢。據試驗，發送20個英文字母需用幾十分鍾時間，只能給核潛艇發送一些預先規定好的簡單易懂的信號，如給彈道導彈核潛艇發送發射核彈的命令等。

隨著激光技術的發展，人們又把目光投向衛星對潛激光通信。激光是極高頻、頻段在10千千赫以上（波長3—30微米）的電磁波，通過衛星將信息發送或反射至潛艇。激光通信傳輸速率快，比極長波系統快幾十萬倍，具有方向性好、亮度高、能量集中、保密性強和有很強的抗核破壞能力等特性。激光通信設備可以做得輕便而經濟，尤其天線小，一般天線僅幾十厘米，重量不過幾千克。激光通信的這些特點，可使潛艇在水下最佳安全巡航狀態完成通訊任務。

② 感測器網路的作用

感測器網路主要包括三個方面：感應、通訊、計算（硬體、軟體、演算法）。其中的關鍵技術主要有無線資料庫技術，比如使用在無線感測器網路的查詢，和用於和其它感測器通訊的網路技術，特別是多次跳躍路由協議。例如摩托羅拉使用在家庭控制系統中的ZigBee無線協議。
感測器網路與感測器
感測器網路與感測器是什麼關系呢？它究竟是一種感測器呢還是一種網路呢？在回答這個問題之前，我們先來看一下感測器網路中感測節點的系統組成吧。如圖1所示，一般可以將感測節點分解為感測模塊、微處理器最小系統、無線通信模塊、電源模塊和增強功能模塊5個組成部分，其中增強功能模塊為可選配置。

圖1 感測器網路中感測節點的系統組成
可以把感測模塊和電源模塊看作傳統的感測器，如果再加上微處理器最小系統就可對應於智能感測器，而無線通信模塊是為了實現無線通信功能而比傳統感測器新增加的功能模塊。增強功能模塊是可選配置，例如時間同步系統、衛星定位系統、用於移動的機械繫統等。
從感測節點的系統組成上看，感測器網路可以看作是多個增加了無線通信模塊的智能感測器組成的自組織網路。而從功能上看，感測器和感測器網路大致相同，都是用來感知監測環境信息的，不過顯然感測器網路具備更高的可靠性。
感測器網路的發展
感測器網路是怎樣發展起來的呢？
最早的感測器網路可以追溯到上世紀70年代美軍在越戰中使用的「熱帶樹」感測器。為了遏制北越在胡志明小道的後勤補給，美軍在這條小道上沿途投放了上萬個「熱帶樹」感測器，這是一種振動和聲響感測器，當北越車隊經過時感測器探測到振動和聲響即向指揮中心發送感知信號，美軍收到信號後即組織轟炸，有資料顯示越戰期間美軍依靠「熱帶樹」的幫助總共炸壞了4萬多輛北越運輸卡車。
「熱帶樹」感測器之間沒有通信能力，所以實際上還稱不上網路的概念。20世紀80年代以來，美國軍方陸續與高校開展感測器網路方面的研究合作，旨在建立能夠用於軍事用途的自組織的無線感測器網路，這期間在硬體、軟體、標准化和產品化等方面取得了一系列的重大進展。
2000年，美國加州大學伯克利分校發布了感測器節點專用操作系統TinyOS，後續又推出專用程序設計語言nesC。2001年，伯克利分校又推出Mica系列感測器節點產品。TinyOS和Mica取得了巨大的成功，直到今天它們仍然得到了廣泛的應用。
2001年，ZigBee聯盟成立，並對無線感測器網路的通信協議進行了全面的標准化，後續多家公司發布了多款符合ZigBee協議標準的晶元和產品。
感測器網路未來的發展趨勢
感測器網路未來的發展趨勢又如何呢？
感測器網路技術誕生至今也不過幾十年的時間，最近更是得到了美國之外歐洲、中國和日韓等國的重視和關注，目前其發展前沿也在不斷延伸。總體說來，大致可以將其發展趨勢劃分為兩大類：其一是設計用於完成特殊任務的無線感測器網路，例如無線多媒體感測器網路和無線感測執行網路。其二是設計用於特殊應用環境下工作的無線感測器網路，例如水下環境和地下環境。
無線多媒體感測器網路（WMSN, Wireless Multimedia Sensor Network）在感測器節點上藉助多媒體感測單元將音頻、視頻、圖像等多媒體信息傳送到管理節點，能夠實現對復雜多變環境的監測。
無線感測執行網路（WSAN, Wireless Sensor and Actor Network）在WSN的基礎上加入了執行節點（Actor），執行節點根據收集到的監測信息做出決策並執行相關操作，從而在對環境監測的基礎上進一步實現對環境的控制。
水聲無線感測器網路（UW-ASN, Underwater Acoustic Sensor Network）採用水聲無線通信技術實現水下感測器節點之間的通信連接，能夠完成海洋采樣、環境監測、水下開采、輔助航行等任務。

③ 空間和水下無線激光通信差異

差異在於傳輸速度，通信容量，通信安全，信號穩定，空間比較容易得多，水下有各種阻力需要更多強硬的技術支持才能實現傳輸哦！
空間和水下無線激光通信的差異:
水下無線光通信相比固網光通信的發展，還比較緩慢，技術離實用化還有一段距離。在水下建立光通信網可以參考在陸地上已建立和運營的光纖通信網路，曾經「光進銅退」使得我國固網完成光纖化改造，正在邁向全光網，進一步提高傳輸速率、降低傳輸時延、提高傳輸容量。水下無線光通信同樣要面臨和解決通信速率、通信容量和通信安全的問題，仍要解決通信的兩大永恆主題傳輸和交換，但水下無線光通信的發展相比傳統固網光通信註定要解決的問題更多，比如在光纖通信中，光纖作為傳輸信道，性質比較穩定，容易建立起信道的數學模型，通過改進生產工藝可以將光纖的損盡可能降低，對光纖帶來的色散可以通過色散補償光纖（DCF）進行補償；然而，水下環境的復雜、水中含有的有機物和無機物、水中生物等環境，使得水下光通信信道數學模型的建立都顯得比在光纖通信中建立信道數學模型更困難。

④ 水下能傳播無線電波嗎

能傳播無線電波。否則，潛水艇的通訊就會無法進行了。只是水下無線電波的傳播速度比陸地要慢，因為無線電波也是電磁波。另外損耗也比陸地大。

⑤ 目前無線感測器網路採用的主要傳輸介質有哪些 各有何特點

總體上分為電磁波和聲波，聲波主要用於水下無線感測器通信，比如聲吶，雷達等，聲波的特點是容易受到干擾，遇到障礙物容易被反彈，穿透性差。

電磁波又可戲份為無線電波，可見光波，紅外線，微波，毫米波，以及射線等。其中紅外波主要用於短距離無線通訊，比如障礙識別，遙控器等，其特點是穿透性差，容易反射。

無線電波是最主要的無線通訊介質。其特點是具有一定的可穿透性，可遠距離傳輸也可近距離傳輸，抗干擾能力相對較強。

無線感測器網路：

無線感測器網路是一種全新的信息獲取品台，能夠實時監測和採集網路分布區域內各種監測對象的數據，並將這些數據發送至網關節點，以實現范圍內目標檢測，追蹤等。特點是快速展開，抗毀強。

三個基本要素是：感測器，感知對象，觀察者。

⑥ 請問各位海底與地面之間的無線通信用什麼方式好有沒有現成的設備

海底與地面是不能直接用無線電通迅的。如果一定要的話海底也要放出浮標帶上導線再發射或接收。
一般水下通訊要麼直接拉導線，要麼用聲納。

⑦ 無線感測器網路通信協議的目錄

第1章 無線感測器網路概述
1.1 引言
1.2 無線感測器網路介紹
1.2.1 無線感測器網路體系結構
1.2.2 無線感測器網路的特點和關鍵技術
1.2.3 無線感測器網路的應用
1.3 無線感測器網路路由演算法
1.3.1 無線感測器網路路由演算法研究的主要思路
1.3.2 無線感測器網路路由演算法的分類
1.3.3 無線感測器網路QoS路由演算法研究的基本思想
1.3.4 無線感測器網路QoS路由演算法研究的分類
1.3.5 平面路由的主流演算法
1.3.6 分簇路由的主流演算法
1.4 ZigBee技術
1.4.1 ZigBee技術的特點
1.4.2 ZigBee協議框架
1.4.3 ZigBee的網路拓撲結構
1.5 無線感測器安全研究
1.5.1 無線感測器網路的安全需求
1.5.2 無線感測器網路安全的研究進展
1.5.3 無線感測器網路安全的研究方向
1.6 水下感測器網路
1.7 無線感測器網路定位
1.7.1 存在的問題
1.7.2 性能評價
1.7.3 基於測距的定位方法
1.7.4 非測距定位演算法
1.7.5 移動節點定位
第2章 無線感測器網路的分布式能量有效非均勻成簇演算法
2.1 引言
2.2 相關研究工作
2.2.1 單跳成簇演算法
2.2.2 多跳成簇演算法
2.3 DEEUC成簇路由演算法
2.3.1 網路模型
2.3.2 DEEUC成簇演算法
2.3.3 候選簇頭的產生
2.3.4 估計平均能量
2.3.5 最終簇頭的產生
2.3.6 平衡簇頭區節點能量
2.3.7 演算法分析
2.4 模擬和分析
2.5 結論及下一步工作
參考文獻
第3章 無線感測器網路分簇多跳能量均衡路由演算法
3.1 無線傳輸能量模型
3.2 無線感測器網路路由策略研究
3.2.1 平面路由
3.2.2 單跳分簇路由演算法研究
3.2.3 多跳層次路由演算法研究
3.3 LEACH-L演算法
3.3.1 LEACH-L的改進思路
3.3.2 LEACH-L演算法模型
3.3.3 LEACH-L描述
3.4 LEACH-L的分析
3.5 實驗模擬
3.5.1 評價參數
3.5.2 模擬環境
3.5.3 模擬結果
3.6 總結及未來的工作
3.6.1 總結
3.6.2 未來的工作
參考文獻
第4章 基於生成樹的無線感測器網路分簇通信協議
4.1 引言
4.2 無線傳輸能量模型
4.3 基於時間延遲機制的分簇演算法（CHTD）
4.3.1 CHTD的改進思路
4.3.2 CHTD簇頭的產生
4.3.3 CHTD簇頭數目的確定
4.3.4 CHTD最優簇半徑
4.3.5 CHTD描述
4.3.6 CHTD的特性
4.4 CHTD簇數據傳輸研究
4.4.1 引言
4.4.2 改進的CHTD演算法（CHTD-M）
4.4.3 CHTD-M的分析
4.5 模擬分析
4.5.1 生命周期
4.5.2 接收數據包量
4.5.3 能量消耗
4.5.4 負載均衡
4.6 總結及未來的工作
4.6.1 總結
4.6.2 未來的工作
參考文獻
第5章 基於自適應蟻群系統的感測器網路QoS路由演算法
5.1 引言
5.2 蟻群演算法
5.3 APAS演算法的信息素自適應機制
5.4 APAS演算法的揮發系數自適應機制
5.5 APAS演算法的QoS改進參數
5.6 APAS演算法的信息素分發機制
5.7 APAS演算法的定向廣播機制
5.8 模擬實驗及結果分析
5.8.1 模擬環境
5.8.2 模擬結果及分析
5.9 總結及未來的工作
5.9.1 總結
5.9.2 未來的工作
參考文獻
第6章 無線感測器網路簇頭選擇演算法
6.1 引言
6.2 LEACH NEW演算法
6.2.1 網路模型
6.2.2 LEACH NEW簇頭選擇機制
6.2.3 簇的生成
6.2.4 簇頭間多跳路徑的建立
6.3 模擬實現
6.4 結論及未來的工作
參考文獻
第7章 水下無線感測網路中基於向量的低延遲轉發協議
7.1 引言
7.2 相關工作
7.3 網路模型
7.3.1 問題的數學描述
7.3.2 網路模型
7.4 基於向量的低延遲轉發協議
7.4.1 基於向量轉發協議的分析
7.4.2 基於向量的低延遲轉發演算法
7.5 模擬實驗
7.5.1 模擬環境
7.5.2 模擬分析
7.6 總結
參考文獻
第8章 無線感測器網路數據融合演算法研究
8.1 引言
8.2 節能路由演算法
8.2.1 平面式路由演算法
8.2.2 層狀式路由演算法
8.3 數據融合模型
8.3.1 數據融合系統
8.3.2 LEACH簇頭選擇演算法
8.3.3 簇內融合路徑
8.3.4 環境設定和能耗公式
8.4 數據融合模擬
8.4.1 模擬分析
8.4.2 模擬結果分析
8.5 結論
參考文獻
第9章 無線感測器網路相關技術
9.1 超寬頻技術
9.1.1 系統結構的實現比較簡單
9.1.2 空間傳輸容量大
9.1.3 多徑分辨能力強
9.1.4 安全性高
9.1.5 定位精確
9.2 物聯網技術
9.2.1 物聯網原理
9.2.2 物聯網的背景與前景
9.3 雲計算技術
9.3.1 SaaS軟體即服務
9.3.2 公用/效用計算
9.3.3 雲計算領域的Web服務
9.4 認知無線電技術
9.4.1 傳統的Ad-hoc方式中無線感測器網路的不足
9.4.2 在ZigBee無線感測器網路中的應用
參考文獻
第10章 無線感測器網路應用
10.1 軍事應用
10.2 農業應用
10.3 環保監測
10.4 建築應用
10.5 醫療監護
10.6 工業應用
10.6.1 工業安全
10.6.2 先進製造
10.6.3 交通控制管理
10.6.4 倉儲物流管理
10.7 空間、海洋探索
10.8 智能家居應用

⑧ 無線電波能在水下傳播嗎

無線電波能在水下傳播嗎？
答：當然能。無線電波是一種電磁波，其波長在幾米到幾公里之間，與太陽光性質相同。但由於無線電波的波長很長(比太陽光的波長長100億倍)，所以不可能直接用肉眼看到，只能通過相應的天線才能發現。當無線電波在水下傳播時，它表現得與光波相似：速度減緩(與在空氣中傳播相比較)，逐漸變弱。正如大家所知，觀察海底時是一片黑暗，這是由於水能吸收大量波長很短的波，因此在水下聯絡時(如潛水艇與地面的聯系)就使用波長很長的無線電波，即長波。

⑨ 水下機器人網路信號傳輸有幾種方式

無線電波通過介質或在介質分界面的連續折射或反射，由發射點傳播到接收點的過程。無線電通信是利用無線電波的傳播特性而實現的。因此，研究無線電波的傳播特性和模式，是提高無線電通信質量的重大課題傳播模式通常指電磁波在各種介質中傳播的一些典型方式。在地球上，無線電波的傳播介質有地殼、海水、大氣等。根據物理性質，可將地球介質由下而上地分為地殼高溫電離層、地殼介質岩層、地殼表面導電層、大氣對流層、高空電離層。不同頻率的無線電波，在各層介質中傳播的折射率n和吸收衰減常數ɑ各不相同。因而各種頻段的無線電波在介質中傳播均有其衰減較小的傳播模式。適於通信的傳播模式主要有以下九種。 地殼波導傳播以地殼表面導電層和地殼高溫電離層為界面，以地殼介質岩層為介質形成地殼波導的傳播模式。超長波或更長波段的電波可以在地殼波導中傳播到千餘公里。但由於深入地下數公里的天線難以建造，現在還不能實際應用於通信。水下傳播無線電波在海水中傳播的傳播模式。電波在海水中的吸收衰減隨頻率升高而增大，目前僅用於超長波水下通信。 地表波傳播無線電波沿地殼表面傳播的傳播模式，又稱地波傳播。地面吸收衰減導致波陣面前傾，使單位距離吸收衰減率隨傳播距離的增大而增大。地面吸收衰減隨頻率升高而增大。地波傳播用於中頻（中波）以下頻段。 電離層傳播利用電離層和地面對電磁波的一次或多次反射進行傳播的傳播模式，又稱天波傳播。電離層按高度由下而上地分為D、E、F₁和F₂等幾個主要層次。各個層次中部的電子密度最大值由下而上逐層增加，而電子和中性氣體分子的單位時間碰撞次數則逐層減少。電離層的高度和電子密度均隨季節、晝夜和太陽黑子活動而變化（見圖）。無線電波只能在折射率n值隨高度遞減的區域開始折返地面，電波途徑最高點處的折射率n值等於電波入射角θ₀的正弦函數。對應於某一折射角，存在一個最高頻率，其傳播途徑的最高點可以達到F₂層的最大電子密度區。此頻率稱為最高可用頻率MUF。頻率超過MUF的電波則穿透電離層不再返回地面。對應於最大入射角的最高可用頻率的最大值約為30MHz。

⑩ wifi信號能從水下傳出來么

wifi信號不能從水下傳出來。

1、水對無線電波衰減能力遠大於空氣，何況海水導電能力比水強，對無線電波衰減能力更強；

2、WiFi工作頻率為2.4GHz，屬特高頻微波范圍，波長為分米級。而水做為較高頻率的無線電波傳輸介質損耗很大。只有極低頻率的長波、超長波，才被水下無線通訊使用。如用它做為潛水艇之間的通訊工具；

3、若水下設備的通訊距離很短，可通過實地試驗測試結果，驗證是否滿足應用需求，再想法調整通訊距離，達到利用它的目的。

(10)水下無線感測網路擴展閱讀

幾乎所有智能手機、平板電腦和筆記本電腦都支持Wi-Fi上網，是當今使用最廣的一種無線網路傳輸技術。實際上就是把有線網路信號轉換成無線信號，就如在開頭為大家介紹的一樣。

使用無線路由器供支持其技術的相關電腦，手機，平板等接收。手機如果有Wi-Fi功能的話，在有Wi-Fi無線信號的時候就可以不通過移動聯通的網路上網，省掉了流量費。