傳感器信息獲取技術(shù)已經(jīng)從過去的單一化漸漸向集成化、微型化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,并將會帶來一場信息*。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetwork)綜合了微電子技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等先進技術(shù),能夠協(xié)同地實時監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息,并對其進行處理,處理后的信息通過無線方式發(fā)送,并以自組多跳的網(wǎng)絡(luò)方式傳送給觀察者。
發(fā)展歷程
早在上世紀70年代,就出現(xiàn)了將傳統(tǒng)傳感器采用點對點傳輸、連接傳感控制器而構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò)雛形,我們把它歸之為第一代傳感器網(wǎng)絡(luò)。隨著相關(guān)學(xué)科的的不斷發(fā)展和進步,傳感器網(wǎng)絡(luò)同時還具有了獲取多種信息信號的綜合處理能力,并通過與傳感控制器的相聯(lián),組成了有信息綜合和處理能力的傳感器網(wǎng)絡(luò),這是第二代傳感器網(wǎng)絡(luò)。而從上世紀末開始,現(xiàn)場總線技術(shù)開始應(yīng)用于傳感器網(wǎng)絡(luò),人們用其組建智能化傳感器網(wǎng)絡(luò),大量多功能傳感器被運用,并使用無線技術(shù)連接CONTROLENGINEERINGChina版權(quán)所有,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)逐漸形成。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是新一代的傳感器網(wǎng)絡(luò),具有非常廣泛的應(yīng)用前景,其發(fā)展和應(yīng)用,將會給人類的生活和生產(chǎn)的各個領(lǐng)域帶來深遠影響。發(fā)達國家如美國,非常重視無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展CONTROLENGINEERINGChina版權(quán)所有,IEEE正在努力推進無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和發(fā)展,波士頓大學(xué)(BoSTonUnversity)還于最近創(chuàng)辦了傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)會(SensorNetworkConsortium),期望能促進傳感器聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)。除了波士頓大學(xué),該協(xié)會還包括BP、霍尼韋爾(Honeywell)、InetcoSystems、Invensys、L-3Communications、MillennialNet、Radianse、SensicastSystems及TextronSystems。美國的《技術(shù)*論》雜志在論述未來新興十大技術(shù)時,更是將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)列為第一項未來新興技術(shù),《商業(yè)周刊》預(yù)測的未來四大新技術(shù)中,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也列入其中?梢灶A(yù)計,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛是一種必然趨勢,它的出現(xiàn)將會給人類社會帶來極大的變革。
應(yīng)用現(xiàn)狀
雖然無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用CONTROLENGINEERINGChina版權(quán)所有,由于技術(shù)等方面的制約還有待時日,但是最近幾年,隨著計算成本的下降以及微處理器體積越來越小,已經(jīng)為數(shù)不少的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開始投入使用。目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要集中在以下領(lǐng)域:
a、環(huán)境的監(jiān)測和保護
隨著人們對于環(huán)境問題的關(guān)注程度越來越高,需要采集的環(huán)境數(shù)據(jù)也越來越多,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)為隨機性的研究數(shù)據(jù)獲取提供了便利,并且還可以避免傳統(tǒng)數(shù)據(jù)收集方式給環(huán)境帶來的侵入式破壞。比如,英特爾研究實驗室研究人員曾經(jīng)將32個小型傳感器連進互聯(lián)網(wǎng),以讀出緬因州大**島上的氣候,用來*價一種海燕巢的條件。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)還可以跟蹤候鳥和昆蟲的遷移,研究環(huán)境變化對農(nóng)作物的影響,監(jiān)測海洋、大氣和土壤的成分等。此外,它也可以應(yīng)用在精細農(nóng)業(yè)中控制工程網(wǎng)版權(quán)所有,來監(jiān)測農(nóng)作物中的害蟲、土壤的酸堿度和施肥狀況等。
[$page] b、醫(yī)療護理
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療研究、護理領(lǐng)域也可以大展身手。羅徹斯特大學(xué)的科學(xué)家使用無線傳感器創(chuàng)建了一個智能醫(yī)療房間,使用微塵來測量居住者的重要征兆(血壓、脈搏和呼吸)、睡覺姿勢以及每天24小時的活動狀況。英特爾公司也推出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的家庭護理技術(shù)。該技術(shù)是做為探討應(yīng)對老齡化社會的技術(shù)項目CenterforAgingServicesTechnologies(CAST)的一個環(huán)節(jié)開發(fā)的。該系統(tǒng)通過在鞋、家具以家用電器等家中道具和設(shè)備中嵌入半導(dǎo)體傳感器,幫助老齡人士、阿爾茨海默氏病患者以及殘障人士的家庭生活。利用無線通信將各傳感器聯(lián)網(wǎng)可高效傳遞必要的信息從而方便接受護理。而且還可以減輕護理人員的負擔(dān)。英特爾主管預(yù)防性健康保險研究的董事EricDishman稱,在開發(fā)家庭用護理技術(shù)方面,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是非常有前途的領(lǐng)域。
c、軍事領(lǐng)域
由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有密集型、隨機分布的特點,使其非常適合應(yīng)用于惡劣的戰(zhàn)場環(huán)境中,使其非常適合應(yīng)用于惡劣的戰(zhàn)場環(huán)境中,包括偵察敵情、監(jiān)控兵力、裝備和物資,判斷生物化學(xué)攻擊等多方面用途。美國國防部遠景計劃研究局已投資幾千萬美元,幫助大學(xué)進行智能塵埃傳感器技術(shù)的研發(fā)。哈伯研究公司總裁阿爾門丁格預(yù)測:智能塵埃式傳感器及有關(guān)的技術(shù)銷售將從2004年的1000萬美元增加到2010年的幾十億美元。
小結(jié)
傳感器節(jié)點是傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)成單位,由其組成的硬件平臺和具體的應(yīng)用要求密切相關(guān),因此節(jié)點的設(shè)計將直接影響到整個傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能