无线传感器网络技术研究
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3 WSN在风洞测控中的应用
在风洞测控这个特定的场景下，需要对、一些关键部件和设备的技术参数进行监测与跟踪，以监控设备的运行情况，合理调度设备运行，预报关键部件的失效概率，制定关键部件的维护或更换计划，并避免出现大的系统故障或风洞长期的停转，降低工作强度和人为误差发生概率，提高风洞试验效率，保障风洞安全运行。在不便于安装有线传感器的情况下，均可考虑无线传感器网络。WSN的具体应用需求包括：
①旋转机构的监测：包括轴流风扇、攻角机构、滚珠丝杆等旋转机构振动特性的监测与跟踪，以及模型姿态检测与跟踪等。
②气源系统监测：包括监测位于野外的高／中压储气罐群、高／中压压缩机组、吸附干燥站、冷却循环水系统等，具体监测温度、压力、有毒气体浓度等参数。
③风洞运行监测：对风洞运行状态进行监测，包括试验时的压力状态、引射器的位置状态、试验段的温度状态、风洞安全联锁状态等，具体监测温度、压力、位置、电流、电压等物理参数。
④其他没有基础网络设施，而有线传感器系统安装又不方便或不安全的应用环境。
3.1 WSN应用系统的体系结构
根据风洞测控的布设区域结构复杂、待测参数数量多、范围广等实际需求，采用分层的WSN网络拓扑结构，如图2所示。
3.2 WSN系统的实现
WSN的性能很大程度上依赖于WSN节点的特性。图3显示的是一种商业化的WSN节点o Mica2dot节点采用4 MHz的Atmel ATmega 128L微处理器，具有868/916 MHz多通道射频收发器，512 KB的片上存储，并集成多种传感器，直径仅为25mm。基于TinyOS操作系统来完成节点数据采集、数据处理和通信。
TinyOS定义一系列非常简单的组件（component）模型，具有高度的模块化特征。每个组件都完成一个特定的任务，整个操作系统基本上就是由一系列的组件模型组成。当系统要完成某个任务时，就会调用事件调度器，事件调度器再有顺序地调用各种组件，从而高效、有序地完成各种功能。工作在该操作系统上的应用程序基于事件（event）驱动模式，采用事件触发去唤醒传感器工作。TinyOS采用类似C的结构化编程语言NESC编写应用程序。
3.3 初步结果分析
在1.2mx1.2m风洞进行了WSN风洞监测应用的初步尝试，实现了WSN的拓扑结构管理（见图4），并开发研制了1.2mx1.2m风洞WSN无线传感器网络测量系统（见图5），实现了对风洞试验段内温度的测量。
4 结束语
无线传感器网络（WSN）被认为是影响人类未来生活的重要技术之一，这一新兴技术为人们提供了一种全新的获取信息、处理信息的途径。由于WSN本身的特点，使得它与现有的传统网络技术之间存在较大的区别，给人们提出了很多新的挑战。由于WSN对国家和社会意义重大，国内外对于WSN的研究正热烈开展，希望本研究能够引起测控领域对这一新兴技术的重视，推动对这一具有国家战略意义的新技术的研究、应用和发展。
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