WSN研究现状.doc

由于WSN广阔的应用前景和巨大的商业应用价值，因此，近年来在国际上引起了广泛重视，英特尔公司在2002年10月24日发布了“基于微型传感器网络的新型计算发展规划”，规划宣称，英特尔将致力微型传感器网络在医学、环境监测、森林灭火以及海底板块调查、行星探测等领域的应用。美国自然科学基金委员会在2003年制定了无线传感器网络的研究计划，投资3400万美元用于基础研究，在加州大学洛杉矶分校成立了传感器网络研究中心，并联合加州大学伯克利分校、南加州大学等，展开“嵌入式智能传感器”的研究项目，以达到利用传感器网络对人类生活的物理世界实现全方位的监测与控制，从而建立起“感知世界”的全球网络。近年来，WSN研究几乎是呈爆炸式发展，美国麻省理工学院、哈福大学、康奈尔大学、斯坦福大学等世界著名大学，以及包括Inter、Microsoft、IBM、DUST、Crossbow在内的著名企业都纷纷开展WSN方面的研究，此外欧洲、亚洲各国的很多大学和研究机构也纷纷投入了大量的研发力量开展这方面的研究。我国在现代意义的WSN及其应用研究方面几乎与发达国家同步启动，1999年中国科学院将WSN作为重大项目之一，国家“十五”科技攻关项目也把WSN列为重大研究项目，国内很多高校如清华大学、中国科技大学、哈尔滨工业大学、东南大学、河海大学等、中科院等研究机构、中兴、华为等公司著名企业也纷纷加入到研究行列。2007年11月17日国内首次无线传感器网络产业发展高峰论坛在杭州举行，“中国无线传感网产业发展联盟”也同时在这次会议上宣告正式成立，标志着我国WSN研究进入到一个新的阶段。 与此同时，WSN的应用研究也在全面展开。在旧金山，200个联网WSN节点（又称“微尘”）已被部署在金门大桥。这些微尘用于确定大桥从一边到另一边的摆动距离可以精确到在强风中为几英尺。当微尘检测出移动距离时，它将把该信息通过WSN传递出去，进行数据分析。任何与当前天气情况不吻合的异常读数都可能预示着大桥存在隐患。系统将根据这一信息通知工程师对其进行修缮，以确保桥梁在遭受地震或其它自然灾害时仍保持完好无损。 科学家使用WSN创建了一个“智能医疗之家”，以使用微尘来测量居住者的重要征兆（血压、脉搏和呼吸）、睡觉姿势以及每天24小时的活动状况。所搜集的数据将被用于了解人体身体状况和医疗研究。 农业是微尘使用的另一个重要领域。英特尔率先在俄勒冈州建立了第一个无线葡萄园。微尘被分布在葡萄园的每个角落，每隔一分钟检测一次土壤温度、湿度，或该地区有害物的数量。以确保葡萄可以健康生长，进而获得大丰收。他们甚至计划在家畜（如狗）上使用微尘，以便可以在巡逻时搜集必要信息。这些信息将有助于开展有效的灌溉和喷洒农药，进而降低成本和确保农场获得高收益。 WSN在上海浦东国际机场和上海世博会被成功应用。据介绍，上海浦东国际机场防入侵系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测。多种传感手段组成一个协同系统后，可以防止人员翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。由于效率高于美国和以色列的防入侵产品，国家民航总局正式发文要求，全国民用机场都要采用国产传感网防入侵系统。 一项工业界企业调查表明，40%的受访企业计划采用无线解决方案。据市场调研公司ONWorld近期发布的一份报告表明，2008年，WSN节点出货量超过1亿个，市场销售总额超过20亿美元。预计到2011年，世界市场无线传感器网络系统与服务将飞升至约46亿美元。调查显示，现在有三分之一的公司正在使用无线传感和控制技术，并且近一半的公司计划在未来一年半内，研究或计划采用无线解决方案。 今年8月7日，温家宝总理在视察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时指出，深入阐述了感知中国、智慧中国的新理念，对微纳传感器研发中心予以高度关注，提出了把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法。“在传感网发展中，我们要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术。”“把传感系统和3G中的TD技术结合起来。”“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫感知中国中心。” 江苏省委省政府认真落实总理的要求，在8月17日的全省领导干部学习会上，省委书记梁保华把传感网列为全省重点培育和发展的六大新兴产业之一，并提出“要努力突破核心技术，加快建立产业基地”，建立“感知中国”研发中心。集聚科技和人才优势，大力发展传感网络技术，早日攻克核心技术，掌握自主知识产权。努力加强创新能力建设、制造技术能力建设和市场服务能力建设。完全有理由相信，政府的高度重视和市场日益增长的需求，必将使我国的无线传感器网络的研究和产业发展迎来又一个春天。 1 国外无线传感器网络的研究现状1998 年， 美国国防部提出了 智能尘埃 的概念，最先开始无线传感器网络技术的研究， 目的是为监控敌方的活动情况而不被察觉 2001 年， 美国陆军提出灵巧传感器网络通信 计划， 将无人值守式弹药 传感器和未来战斗系统所用的机器人系统连成网络， 以便成倍提高单一传感器的能力， 从而提高未来战斗系统的生存能力10 2002 年， 英特尔公司发布了 基于微型传感器网络的新型计算发展规划 ， 该规划主要致力于微型传感器网络在医学 环境监测 森林灭火海底板块和行星探测等领域的应用 同年欧盟提出了一项为期3 年的 EYES( 自组织和协作有效能量的传感器网络) 计划， 主要研究无线传感器网络的构架 节点的协作 网络协议和安全等美国科学基金委员会 2003 年制定了无线传感器网络研究计划， 研究领域涉及能感知有毒化学物 生物攻击等的传感器节点 分布环境下传感器网络的特性等问题 2005 年， 对网络技术和系统的研究计划中，主要研究下一代可靠性高 安全的可扩展的网络 可编程的无线网络及传感器系统的网络特性， 资助金额达4 000 万美元 此外， 美国交通部 能源部 美国国家航空航天局也相继启动了相关的研究项目 美国著名院校几乎都有研究小组在从事无线传感器网络相关技术的研究 加州大学伯克利分校 麻省理工学院 康奈尔大学 哈佛大学等在无线传感器网络研究领域成绩较为突出加拿大 英国 德国 意大利和日本等国家的研究机构也加入了无线传感器网络的研究 欧盟的 Phil-ips France Telecom Siemens Ericsson 等公司， 日本的NEC 欧姆龙 OKI Sky2 等公司都开展了无线传感器3 2 国内无线传感器网络的研究现状我国无线传感器网络及其应用研究几乎与发达国家同步启动， 首次正式出现于1999 年中国科学院 知识创新工程试点领域方向研究 的 信息与自动化领域研究报告 中 国内的一些科研单位和大学， 如中国科学院自动化所 软件所及清华大学 哈尔滨工业大学从2002 年开始在时间同步与定位 传感器数据管理系统方面开展了研究工作 重庆大学也在同一时间开始研究嵌入式无线传感器网络节点 可重构技术 无线传感器中的定位等技术 2004 年， 中国国家自然科学基金委员会将一项无线传感器网络项目( 面上传感器网络的分布自治系统关键技术及协调控制理论) 列为重点研究项目; 2005 年， 将无线传感器网络基础理论和关键技术列入计划; 2006 年， 将水下移动传感器网络的关键技术列为重点研究项目 国家发改委下一代互联网( CNGI) 示范工程中， 也部署了无线传感器网络相关的课题 2006 年初发布的 国家中长期科学与技术发展规划纲要 为信息技术定义了 3 个前沿方向其中2 个与无线传感器网络的研究直接相关， 即智能感知技术和自组织网络技术国内也有越来越多的企业开始关注无线传感器网络技术的发展， 开始推出针对无线传感器网络及 ZigBee 的解决方案。