63、水下无线传感网络与健康物联网中的RFID技术：原理、应用与挑战

水下无线传感网络与健康物联网中的RFID技术：原理、应用与挑战

1. 水下无线传感网络（UWSN）的应用与挑战

1.1 UWSN的应用领域

UWSN在多个领域展现出了巨大的应用潜力，以下是一些主要的应用场景：
- 水下探索 ：地球大部分区域被水覆盖，水中蕴含着大量的矿物质、气体、石油、黄金和煤炭等资源。研究人员设计了基于UWSN的调查锰壳系统，利用远程操作车辆（ROV）结合声学介质和视觉映射系统，可下潜至3000米深度进行探索。还有研究通过部署水下摄像头，探索基于声学的UWSN用于深海监测和勘探。
- 军事应用 ：UWSN可应用于水下监视系统、港口安全保障、潜艇探测与跟踪以及水下地雷探测等军事领域。研究人员提出了基于模式的分析器，用于捕获水下地雷结构的图像，并利用机器学习和计算机可视化技术进行分类。
- 体育领域 ：在游泳运动中，研究人员部署无线传感器网络（WSN）来监测游泳运动员的表现。带宽在该网络中起着关键作用，运动员的表现数据会实时广播给主教练。

1.2 UWSN面临的挑战

尽管UWSN具有广阔的应用前景，但在设计和实际应用中仍面临诸多挑战：
|挑战类型|具体描述|
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|不可预测的水下环境|水下深度不规则、水压高且活动随机，使得UWSN的设计和安装变得复杂。|
|复杂的网络设计与部署|水下环境难以部署可靠的无线网络，现代技术虽能实现通信，但维护、使用和设备回收成本高昂。|
|不可扩展性|传统UWSN适用于单个水下设备或小型水下