71、水下无线传感器网络与RFID技术在医疗物联网中的应用与挑战

水下无线传感器网络与RFID技术在医疗物联网中的应用与挑战

1. 水下无线传感器网络（UWSN）概述

地球大部分区域被水覆盖，水下蕴含着大量的矿物质、气体、石油、黄金和煤炭等资源。水下无线传感器网络（UWSN）作为一种新兴技术，在水下探索、军事和体育等领域展现出巨大的应用潜力。

1.1 UWSN的应用领域

• 水下探索 ：研究人员设计了基于UWSN的调查锰壳，使用远程操作车辆（ROV）结合声学介质和视觉映射系统，可下潜至3000米深度。还有通过部署水下摄像机探索基于声学的UWSN进行深海监测和勘探，以及提出监测水下油气管道的协议等。
• 军事应用 ：UWSN可用于水下监视系统、港口安全保障、潜艇探测和跟踪、水下地雷探测等。例如，提出基于模式的分析仪捕获海底地雷结构图像，利用机器学习和计算机可视化进行分类；描述目标定位这一重要应用；提出基于分散传感器网络的方法支持潜艇暴露检测等。
• 体育领域 ：部署无线传感器网络（WSN）监测游泳运动员的表现，带宽在该网络中起关键作用，运动员的表现结果可实时广播给主教练。还有在此基础上扩展，实现对教练的即时响应，以及通过泳池产生的磁变化检测游泳者的位置。

1.2 UWSN面临的挑战和需求

UWSN虽然发展迅速，但在设计和实际应用中面临诸多挑战：
|挑战类型|具体描述|
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|不可预测的水下环境|不规则深度、不确定的高水压和随机的水下活动，使UWSN的设计和安装变得复杂