水下无线传感网络

① 无线电在水里能正常使用吗

无线电波是指在自由空间（包括空气和真空）传播的射频频段的电磁波。无线电技术是通过无线电波传播声音或其他信号的技术。

水下是可传输无线电波的，比如潜艇通信，不过在水下电磁波衰减较大，传播的距离非常有限，没有实用价值。为了解决此问题，可以采用浮标天线或浮力天线，即把天线施放到水面，这样潜艇在水下也可发射信号。实际上，这样仍然存在一个潜艇自暴露的问题，因为潜艇在远距离用短波通信，其信号本身就不保密，可能被敌方截获破译，并测出潜艇的位置，而且露出水面的浮标天线也有被敌方雷达探测到的可能。

目前潜艇在水下如不施放通讯浮标，是无法主动与岸上联络的，所以核潜艇只能被动地单方面接收岸上的无线电超长波信号或极长波信号，这是岸上向潜艇通信的主要方式。超长波的波长为1万到10万米，它能从空中钻入水里，在水中的衰耗比较小，穿透海水的深度最大可达30米，使水下的潜艇接收到岸上发来的电波。极长波的波长大于10万米，几乎可以在全球范围内实现对潜通信，穿透水层的深度达200米以上，即使在最大距离上也可达到水下80米左右。美国海军威斯康星州极长波通信试验基地于1972年做发射试验，一艘远在4600千米以外的大西洋水下120米处的美国黑鲹号核潜艇接收到了该台的信号。由于超长波和极长波发射设施非常庞大，占地达数平方千米，在潜艇上不可能安装，所以只能建在陆地，对潜艇来说，超长波通信和极长波通信只是单向广播式的通信，如果潜艇要接收岸上指挥机构的指令，必须按规定的时间和频率接收。潜艇在水下接收这种长波信号的深度是依据岸上长波发射台的发射功率大小决定的。由于极长波在单位时间内传送的信息量少，所以通讯速度很慢。据试验，发送20个英文字母需用几十分钟时间，只能给核潜艇发送一些预先规定好的简单易懂的信号，如给弹道导弹核潜艇发送发射核弹的命令等。

随着激光技术的发展，人们又把目光投向卫星对潜激光通信。激光是极高频、频段在10千千赫以上（波长3—30微米）的电磁波，通过卫星将信息发送或反射至潜艇。激光通信传输速率快，比极长波系统快几十万倍，具有方向性好、亮度高、能量集中、保密性强和有很强的抗核破坏能力等特性。激光通信设备可以做得轻便而经济，尤其天线小，一般天线仅几十厘米，重量不过几千克。激光通信的这些特点，可使潜艇在水下最佳安全巡航状态完成通讯任务。

② 传感器网络的作用

传感器网络主要包括三个方面：感应、通讯、计算（硬件、软件、算法）。其中的关键技术主要有无线数据库技术，比如使用在无线传感器网络的查询，和用于和其它传感器通讯的网络技术，特别是多次跳跃路由协议。例如摩托罗拉使用在家庭控制系统中的ZigBee无线协议。
传感器网络与传感器
传感器网络与传感器是什么关系呢？它究竟是一种传感器呢还是一种网络呢？在回答这个问题之前，我们先来看一下传感器网络中传感节点的系统组成吧。如图1所示，一般可以将传感节点分解为传感模块、微处理器最小系统、无线通信模块、电源模块和增强功能模块5个组成部分，其中增强功能模块为可选配置。

图1 传感器网络中传感节点的系统组成
可以把传感模块和电源模块看作传统的传感器，如果再加上微处理器最小系统就可对应于智能传感器，而无线通信模块是为了实现无线通信功能而比传统传感器新增加的功能模块。增强功能模块是可选配置，例如时间同步系统、卫星定位系统、用于移动的机械系统等。
从传感节点的系统组成上看，传感器网络可以看作是多个增加了无线通信模块的智能传感器组成的自组织网络。而从功能上看，传感器和传感器网络大致相同，都是用来感知监测环境信息的，不过显然传感器网络具备更高的可靠性。
传感器网络的发展
传感器网络是怎样发展起来的呢？
最早的传感器网络可以追溯到上世纪70年代美军在越战中使用的“热带树”传感器。为了遏制北越在胡志明小道的后勤补给，美军在这条小道上沿途投放了上万个“热带树”传感器，这是一种振动和声响传感器，当北越车队经过时传感器探测到振动和声响即向指挥中心发送感知信号，美军收到信号后即组织轰炸，有资料显示越战期间美军依靠“热带树”的帮助总共炸坏了4万多辆北越运输卡车。
“热带树”传感器之间没有通信能力，所以实际上还称不上网络的概念。20世纪80年代以来，美国军方陆续与高校开展传感器网络方面的研究合作，旨在建立能够用于军事用途的自组织的无线传感器网络，这期间在硬件、软件、标准化和产品化等方面取得了一系列的重大进展。
2000年，美国加州大学伯克利分校发布了传感器节点专用操作系统TinyOS，后续又推出专用程序设计语言nesC。2001年，伯克利分校又推出Mica系列传感器节点产品。TinyOS和Mica取得了巨大的成功，直到今天它们仍然得到了广泛的应用。
2001年，ZigBee联盟成立，并对无线传感器网络的通信协议进行了全面的标准化，后续多家公司发布了多款符合ZigBee协议标准的芯片和产品。
传感器网络未来的发展趋势
传感器网络未来的发展趋势又如何呢？
传感器网络技术诞生至今也不过几十年的时间，最近更是得到了美国之外欧洲、中国和日韩等国的重视和关注，目前其发展前沿也在不断延伸。总体说来，大致可以将其发展趋势划分为两大类：其一是设计用于完成特殊任务的无线传感器网络，例如无线多媒体传感器网络和无线传感执行网络。其二是设计用于特殊应用环境下工作的无线传感器网络，例如水下环境和地下环境。
无线多媒体传感器网络（WMSN, Wireless Multimedia Sensor Network）在传感器节点上借助多媒体传感单元将音频、视频、图像等多媒体信息传送到管理节点，能够实现对复杂多变环境的监测。
无线传感执行网络（WSAN, Wireless Sensor and Actor Network）在WSN的基础上加入了执行节点（Actor），执行节点根据收集到的监测信息做出决策并执行相关操作，从而在对环境监测的基础上进一步实现对环境的控制。
水声无线传感器网络（UW-ASN, Underwater Acoustic Sensor Network）采用水声无线通信技术实现水下传感器节点之间的通信连接，能够完成海洋采样、环境监测、水下开采、辅助航行等任务。

③ 空间和水下无线激光通信差异

差异在于传输速度，通信容量，通信安全，信号稳定，空间比较容易得多，水下有各种阻力需要更多强硬的技术支持才能实现传输哦！
空间和水下无线激光通信的差异:
水下无线光通信相比固网光通信的发展，还比较缓慢，技术离实用化还有一段距离。在水下建立光通信网可以参考在陆地上已建立和运营的光纤通信网络，曾经“光进铜退”使得我国固网完成光纤化改造，正在迈向全光网，进一步提高传输速率、降低传输时延、提高传输容量。水下无线光通信同样要面临和解决通信速率、通信容量和通信安全的问题，仍要解决通信的两大永恒主题传输和交换，但水下无线光通信的发展相比传统固网光通信注定要解决的问题更多，比如在光纤通信中，光纤作为传输信道，性质比较稳定，容易建立起信道的数学模型，通过改进生产工艺可以将光纤的损尽可能降低，对光纤带来的色散可以通过色散补偿光纤（DCF）进行补偿；然而，水下环境的复杂、水中含有的有机物和无机物、水中生物等环境，使得水下光通信信道数学模型的建立都显得比在光纤通信中建立信道数学模型更困难。

④ 水下能传播无线电波吗

能传播无线电波。否则，潜水艇的通讯就会无法进行了。只是水下无线电波的传播速度比陆地要慢，因为无线电波也是电磁波。另外损耗也比陆地大。

⑤ 目前无线传感器网络采用的主要传输介质有哪些 各有何特点

总体上分为电磁波和声波，声波主要用于水下无线传感器通信，比如声呐，雷达等，声波的特点是容易受到干扰，遇到障碍物容易被反弹，穿透性差。

电磁波又可戏份为无线电波，可见光波，红外线，微波，毫米波，以及射线等。其中红外波主要用于短距离无线通讯，比如障碍识别，遥控器等，其特点是穿透性差，容易反射。

无线电波是最主要的无线通讯介质。其特点是具有一定的可穿透性，可远距离传输也可近距离传输，抗干扰能力相对较强。

无线传感器网络：

无线传感器网络是一种全新的信息获取品台，能够实时监测和采集网络分布区域内各种监测对象的数据，并将这些数据发送至网关节点，以实现范围内目标检测，追踪等。特点是快速展开，抗毁强。

三个基本要素是：传感器，感知对象，观察者。

⑥ 请问各位海底与地面之间的无线通信用什么方式好有没有现成的设备

海底与地面是不能直接用无线电通迅的。如果一定要的话海底也要放出浮标带上导线再发射或接收。
一般水下通讯要么直接拉导线，要么用声纳。

⑦ 无线传感器网络通信协议的目录

第1章 无线传感器网络概述
1.1 引言
1.2 无线传感器网络介绍
1.2.1 无线传感器网络体系结构
1.2.2 无线传感器网络的特点和关键技术
1.2.3 无线传感器网络的应用
1.3 无线传感器网络路由算法
1.3.1 无线传感器网络路由算法研究的主要思路
1.3.2 无线传感器网络路由算法的分类
1.3.3 无线传感器网络QoS路由算法研究的基本思想
1.3.4 无线传感器网络QoS路由算法研究的分类
1.3.5 平面路由的主流算法
1.3.6 分簇路由的主流算法
1.4 ZigBee技术
1.4.1 ZigBee技术的特点
1.4.2 ZigBee协议框架
1.4.3 ZigBee的网络拓扑结构
1.5 无线传感器安全研究
1.5.1 无线传感器网络的安全需求
1.5.2 无线传感器网络安全的研究进展
1.5.3 无线传感器网络安全的研究方向
1.6 水下传感器网络
1.7 无线传感器网络定位
1.7.1 存在的问题
1.7.2 性能评价
1.7.3 基于测距的定位方法
1.7.4 非测距定位算法
1.7.5 移动节点定位
第2章 无线传感器网络的分布式能量有效非均匀成簇算法
2.1 引言
2.2 相关研究工作
2.2.1 单跳成簇算法
2.2.2 多跳成簇算法
2.3 DEEUC成簇路由算法
2.3.1 网络模型
2.3.2 DEEUC成簇算法
2.3.3 候选簇头的产生
2.3.4 估计平均能量
2.3.5 最终簇头的产生
2.3.6 平衡簇头区节点能量
2.3.7 算法分析
2.4 仿真和分析
2.5 结论及下一步工作
参考文献
第3章 无线传感器网络分簇多跳能量均衡路由算法
3.1 无线传输能量模型
3.2 无线传感器网络路由策略研究
3.2.1 平面路由
3.2.2 单跳分簇路由算法研究
3.2.3 多跳层次路由算法研究
3.3 LEACH-L算法
3.3.1 LEACH-L的改进思路
3.3.2 LEACH-L算法模型
3.3.3 LEACH-L描述
3.4 LEACH-L的分析
3.5 实验仿真
3.5.1 评价参数
3.5.2 仿真环境
3.5.3 仿真结果
3.6 总结及未来的工作
3.6.1 总结
3.6.2 未来的工作
参考文献
第4章 基于生成树的无线传感器网络分簇通信协议
4.1 引言
4.2 无线传输能量模型
4.3 基于时间延迟机制的分簇算法（CHTD）
4.3.1 CHTD的改进思路
4.3.2 CHTD簇头的产生
4.3.3 CHTD簇头数目的确定
4.3.4 CHTD最优簇半径
4.3.5 CHTD描述
4.3.6 CHTD的特性
4.4 CHTD簇数据传输研究
4.4.1 引言
4.4.2 改进的CHTD算法（CHTD-M）
4.4.3 CHTD-M的分析
4.5 仿真分析
4.5.1 生命周期
4.5.2 接收数据包量
4.5.3 能量消耗
4.5.4 负载均衡
4.6 总结及未来的工作
4.6.1 总结
4.6.2 未来的工作
参考文献
第5章 基于自适应蚁群系统的传感器网络QoS路由算法
5.1 引言
5.2 蚁群算法
5.3 APAS算法的信息素自适应机制
5.4 APAS算法的挥发系数自适应机制
5.5 APAS算法的QoS改进参数
5.6 APAS算法的信息素分发机制
5.7 APAS算法的定向广播机制
5.8 仿真实验及结果分析
5.8.1 仿真环境
5.8.2 仿真结果及分析
5.9 总结及未来的工作
5.9.1 总结
5.9.2 未来的工作
参考文献
第6章 无线传感器网络簇头选择算法
6.1 引言
6.2 LEACH NEW算法
6.2.1 网络模型
6.2.2 LEACH NEW簇头选择机制
6.2.3 簇的生成
6.2.4 簇头间多跳路径的建立
6.3 仿真实现
6.4 结论及未来的工作
参考文献
第7章 水下无线传感网络中基于向量的低延迟转发协议
7.1 引言
7.2 相关工作
7.3 网络模型
7.3.1 问题的数学描述
7.3.2 网络模型
7.4 基于向量的低延迟转发协议
7.4.1 基于向量转发协议的分析
7.4.2 基于向量的低延迟转发算法
7.5 仿真实验
7.5.1 仿真环境
7.5.2 仿真分析
7.6 总结
参考文献
第8章 无线传感器网络数据融合算法研究
8.1 引言
8.2 节能路由算法
8.2.1 平面式路由算法
8.2.2 层状式路由算法
8.3 数据融合模型
8.3.1 数据融合系统
8.3.2 LEACH簇头选择算法
8.3.3 簇内融合路径
8.3.4 环境设定和能耗公式
8.4 数据融合仿真
8.4.1 仿真分析
8.4.2 仿真结果分析
8.5 结论
参考文献
第9章 无线传感器网络相关技术
9.1 超宽带技术
9.1.1 系统结构的实现比较简单
9.1.2 空间传输容量大
9.1.3 多径分辨能力强
9.1.4 安全性高
9.1.5 定位精确
9.2 物联网技术
9.2.1 物联网原理
9.2.2 物联网的背景与前景
9.3 云计算技术
9.3.1 SaaS软件即服务
9.3.2 公用/效用计算
9.3.3 云计算领域的Web服务
9.4 认知无线电技术
9.4.1 传统的Ad-hoc方式中无线传感器网络的不足
9.4.2 在ZigBee无线传感器网络中的应用
参考文献
第10章 无线传感器网络应用
10.1 军事应用
10.2 农业应用
10.3 环保监测
10.4 建筑应用
10.5 医疗监护
10.6 工业应用
10.6.1 工业安全
10.6.2 先进制造
10.6.3 交通控制管理
10.6.4 仓储物流管理
10.7 空间、海洋探索
10.8 智能家居应用

⑧ 无线电波能在水下传播吗

无线电波能在水下传播吗？
答：当然能。无线电波是一种电磁波，其波长在几米到几公里之间，与太阳光性质相同。但由于无线电波的波长很长(比太阳光的波长长100亿倍)，所以不可能直接用肉眼看到，只能通过相应的天线才能发现。当无线电波在水下传播时，它表现得与光波相似：速度减缓(与在空气中传播相比较)，逐渐变弱。正如大家所知，观察海底时是一片黑暗，这是由于水能吸收大量波长很短的波，因此在水下联络时(如潜水艇与地面的联系)就使用波长很长的无线电波，即长波。

⑨ 水下机器人网络信号传输有几种方式

无线电波通过介质或在介质分界面的连续折射或反射，由发射点传播到接收点的过程。无线电通信是利用无线电波的传播特性而实现的。因此，研究无线电波的传播特性和模式，是提高无线电通信质量的重大课题传播模式通常指电磁波在各种介质中传播的一些典型方式。在地球上，无线电波的传播介质有地壳、海水、大气等。根据物理性质，可将地球介质由下而上地分为地壳高温电离层、地壳介质岩层、地壳表面导电层、大气对流层、高空电离层。不同频率的无线电波，在各层介质中传播的折射率n和吸收衰减常数ɑ各不相同。因而各种频段的无线电波在介质中传播均有其衰减较小的传播模式。适于通信的传播模式主要有以下九种。 地壳波导传播以地壳表面导电层和地壳高温电离层为界面，以地壳介质岩层为介质形成地壳波导的传播模式。超长波或更长波段的电波可以在地壳波导中传播到千余公里。但由于深入地下数公里的天线难以建造，现在还不能实际应用于通信。水下传播无线电波在海水中传播的传播模式。电波在海水中的吸收衰减随频率升高而增大，目前仅用于超长波水下通信。 地表波传播无线电波沿地壳表面传播的传播模式，又称地波传播。地面吸收衰减导致波阵面前倾，使单位距离吸收衰减率随传播距离的增大而增大。地面吸收衰减随频率升高而增大。地波传播用于中频（中波）以下频段。 电离层传播利用电离层和地面对电磁波的一次或多次反射进行传播的传播模式，又称天波传播。电离层按高度由下而上地分为D、E、F₁和F₂等几个主要层次。各个层次中部的电子密度最大值由下而上逐层增加，而电子和中性气体分子的单位时间碰撞次数则逐层减少。电离层的高度和电子密度均随季节、昼夜和太阳黑子活动而变化（见图）。无线电波只能在折射率n值随高度递减的区域开始折返地面，电波途径最高点处的折射率n值等于电波入射角θ₀的正弦函数。对应于某一折射角，存在一个最高频率，其传播途径的最高点可以达到F₂层的最大电子密度区。此频率称为最高可用频率MUF。频率超过MUF的电波则穿透电离层不再返回地面。对应于最大入射角的最高可用频率的最大值约为30MHz。

⑩ wifi信号能从水下传出来么

wifi信号不能从水下传出来。

1、水对无线电波衰减能力远大于空气，何况海水导电能力比水强，对无线电波衰减能力更强；

2、WiFi工作频率为2.4GHz，属特高频微波范围，波长为分米级。而水做为较高频率的无线电波传输介质损耗很大。只有极低频率的长波、超长波，才被水下无线通讯使用。如用它做为潜水艇之间的通讯工具；

3、若水下设备的通讯距离很短，可通过实地试验测试结果，验证是否满足应用需求，再想法调整通讯距离，达到利用它的目的。

(10)水下无线传感网络扩展阅读

几乎所有智能手机、平板电脑和笔记本电脑都支持Wi-Fi上网，是当今使用最广的一种无线网络传输技术。实际上就是把有线网络信号转换成无线信号，就如在开头为大家介绍的一样。

使用无线路由器供支持其技术的相关电脑，手机，平板等接收。手机如果有Wi-Fi功能的话，在有Wi-Fi无线信号的时候就可以不通过移动联通的网络上网，省掉了流量费。