傳感網

　　功能

　　借助于節點中內置的傳感器測量周邊環境中的熱、紅外、聲納、雷達和地震波信號,從而探測包括溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等物質現象。

　　以互聯網為代表的計算機網絡技術是二十世紀計算機科學的一項偉大成果，它給我們的生活帶來了深刻的變化，然而在，網絡功能再強大，網絡世界再豐富，也終究是虛擬的，它與我們所生活的現實世界還是相隔的，在網絡世界中，很難感知現實世界，很多事情還是不可能的，時代呼喚著新的網絡技術。傳感網絡正是在這樣的背景下應運而生的全新網絡技術，它綜合了傳感器、低功耗、通訊以及微機電等等技術，可以預見，在不久的將來，傳感網絡將給我們的生活方式帶來革命性的變化。

　　《中國傳感器數據庫》，匯集國內外最先進的傳感器、變送器、執行器 - 儀器儀表及各類工控儀表的數據信息資料和企業產品資料。公司主辦的《傳感器設計應用》刊物，匯集國內外高科技產品信息和設計應用案例。

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　　無線起源

　　起源

　　無線傳感網絡技術是典型的具有交叉學科性質的軍民兩用戰略高技術，可以廣泛應用于國防軍事、國家安全、環境科學、交通管理、災害預測、醫療衛生、制造業、城市信息化建設等領域。無線傳感器網絡(WSNs)是由許許多多功能相同或不同的無線傳感器節點組成，每一個傳感器節點由數據采集模塊(傳感器、A/D轉換器)、數據處理和控制模塊(微處理器、存儲器)、通信模塊(無線收發器)和供電模塊(電池、DC/AC能量轉換器)等組成。微電子機械加工技術的發展為傳感器的微型化提供了可能，微處理技術的發展促進了傳感器的智能化，通過MEMS技術和射頻(RF)通信技術的融合促進了無線傳感器及其網絡的誕生。傳統的傳感器正逐步實現微型化、智能化、信息化、網絡化，正經歷著一個從傳統傳感器(Dumb Sensor)→智能傳感器(Smart Sensor)→嵌入式Web傳感器(Embedded Web Sensor)的內涵不斷豐富的發展過程。

　　分類

　　國際上比較有代表性和影響力的無線傳感網絡實用和研發項目有遙控戰場傳感器系統(Remote Battlefield Sensor System，簡稱 REMBASS --倫巴斯)、網絡中心戰(NCW)及靈巧傳感器網絡(SSW))、智能塵(smart dust)、Intel?Mote、Smart -Its項目、SensIT、SeaWeb、行為習性監控(Habitat Monitoring)項目、英國國家網格等。尤其是最新試制成功的低成本美軍“狼群”地面無線傳感器網絡標志著電子戰領域技戰術的最新突破。俄亥俄州正在開發“沙地直線”(A Line in the Sand)無線傳感器網絡系統。這個系統能夠散射電子絆網(tripwires)到任何地方，以偵測運動的高金屬含量目標。民用方面，美日等發達國家在對該技術不斷研發的基礎上在多領域進行了應用。

　　轉折點

　　英特爾與加利福尼亞州大學伯克利分校正領導著微塵技術的研究工作。他們成功創建了瓶蓋大小的全功能傳感器，可以執行計算、檢測與通信等功能。2002年，英特爾研究實驗室研究人員將處方藥瓶大小的32個傳感器連進互聯網，以讀出緬因州“大鴨島”上的氣候，評價一種海燕巢的條件。而2003年第二季度，他們換用150個安有D型微型電池的第二代傳感器，來評估這些鳥巢的條件。他們的目的是讓世界各國研究人員實現無入侵式及無破壞式的、對敏感野生動物及其棲居地的監測。該公司開發出了用于家庭護理的無線傳感器網絡系統。根據演示，試制系統通過在鞋、家具，以及家用電器中嵌入半導體傳感器，幫助老年人、阿爾茨海默氏病患者，以及殘障人士的家庭生活。該系統利用無線通信將各傳感器聯網，可高效傳遞必要的信息，從而方便病人接受護理，還可以減輕護理人員的負擔。該無線傳感器網絡系統是英特爾公司在阿爾茨海默氏病患者家庭的合作下，歷時一年研究完成的，2004年下半年開始試用。

　　日立制作所與YRP泛在網絡化研究所2004年11月24日宣布開發出了全球體積最小的傳感器網絡終端。該終端為安裝電池的有源無線終端，可以搭載溫度、亮度、紅外線、加速度等各種傳感器。設想應用于大樓與家庭的無線傳感器以及安全管理方面。

　　三菱電機日前開發成功了一種設想用于傳感器網絡的小型低耗電無線模塊。能夠使用特定小功率無線構筑對等(Ad-hoc)網絡。是取代利用專線構筑的家用安全網絡，計劃2005年～2006年達到實用水平。具體而言，與紅外線傳感器配合，檢測是否有人、與加速度傳感器配合，檢測窗玻璃和家具的振動、與磁傳感器配合，檢測門的開關，等等。

　　在舊金山，200個聯網微塵已被部署在金門大橋。這些微塵用于確定大橋從一邊到另一邊的擺動距離—可以精確到在強風中為幾英尺。當微塵檢測出移動距離時，它將把該信息通過微型計算機網絡傳遞出去。信息最后到達一臺更強大的計算機進行數據分析。任何與當前天氣情況不吻合的異常讀數都可能預示著大橋存在隱患。

　　驕傲

　　我國現代意義的無線傳感網及其應用研究幾乎與發達國家同步啟動，1999年首次正式出現于中國科學院《知識創新工程試點領域方向研究》的信息與自動化領域研究報告中，作為該領域提出的五個重大項目之一。隨著知識創新工程試點工作的深入，2001年中科院依托上海微系統所成立微系統研究與發展中心，引領院內的相關工作，并通過該中心在無線傳感網的方向上陸續部署了若干重大研究項目和方向性項目，參加單位包括上海微系統所、聲學所、微電子所、半導體所、電子所、軟件所、中科大等十余個校所，初步建立傳感網絡系統研究平臺，在無線智能傳感網絡通信技術、微型傳感器、傳感器節點、簇點和應用系統等方面取得很大的進展，2004年9月相關成果在北京進行了大規模外場演示，部分成果已在實際工程系統中使用。國內的許多高校也掀起了無線傳感器網絡的研究熱潮。清華大學、中國科技大學、浙江大學、華中科技大學、天津大學、南開大學、北京郵電大學、東北大學、西北工業大學、西南交通大學、沈陽理工大學和上海交通大學等單位紛紛開展了有關無線傳感器網絡方面的基礎研究工作。一些企業如中興通訊公司等單位也加入無線傳感器網絡研究的行列。

　　應用

　　傳感網[1]在民用方面，涉及城市公共安全、公共衛生、安全生產、智能交通、智能家居、環境監控等領域。國內從事傳感網應用的大企業為數不多，小企業呈現蓬勃發展的勢頭。北京鼎天軟件有限公司，主要從事城市公共安全應急指揮系統建設，已經承擔揚州電子政務和揚州應急指揮系統。上海電器科學研究院主要從事智能交通方面的工程，已經承擔上海市內、外環智能交通工程。嘉興中科無線傳感網科技有限公司在數字航道、城市應急系統、機場監控等方面有較好的技術背景，相關項目工程正在進行中。沈陽東軟、北大青鳥、億陽信通等企業也在傳感網應用方面有所涉足，主要在電子政務方面，正在向公共安全應急指揮系統進發。

　　特點

　　無線傳感器網絡可以看成是由數據獲取網絡、數據分布網絡和控制管理中心三部分組成的。其主要組成部分是集成有傳感器、數據處理單元和通信模塊的節點，各節點通過協議自組成一個分布式網絡，再將采集來的數據通過優化后經無線電波傳輸給信息處理中心。

　　因為節點的數量巨大，而且還處在隨時變化的環境中，這就使它有著不同于普通傳感器網絡的獨特“個性”。

　　首先是無中心和自組網特性。在無線傳感器網絡 中，所有節點的地位都是平等的，沒有預先指定的中心，各節點通過分布式算法來相互協調，在無人值守的情況下，節點就能自動組織起一個測量網絡。而正因為沒有中心，網絡便不會因為單個節點的脫離而受到損害。

　　其次是網絡拓撲的動態變化性。網絡中的節點是處于不斷變化的環境中，它的狀態也在相應地發生變化，加之無線通信信道的不穩定性，網絡拓撲因此也在不斷地調整變化，而這種變化方式是無人能準確預測出來的。

　　第三是傳輸能力的有限性。無線傳感器網絡通過無線電波進行數據傳輸，雖然省去了布線的煩惱，但是相對于有線網絡，低帶寬則成為它的天生缺陷。同時，信號之間還存在相互干擾，信號自身也在不斷地衰減，諸如此類。不過因為單個節點傳輸的數據量并不算大，這個缺點還是能忍受的。

　　第四是能量的限制。為了測量真實世界的具體值，各個節點會密集地分布于待測區域內，人工補充能量的方法已經不再適用。每個節點都要儲備可供長期使用的能量，或者自己從外汲取能量（太陽能）。

　　第五是安全性的問題。無線信道、有限的能量，分布式控制都使得無線傳感器網絡更容易受到攻擊。被動竊聽、主動入侵、拒絕服務則是這些攻擊的常見方式。因此，安全性在網絡的設計中至關重要。

　　與物聯網

　　通過感知識別技術，讓物品“開口說話、發布信息”，是融合物理世界和信息世界的重要一環，是物聯網區別于其他網絡的最獨特的部分。物聯網的“觸手”是位于感知識別層的大量信息生成設備，包括RFID、傳感網、定位系統等。在《物聯網導論》一書中，作者認為傳感網所感知的數據是物聯網海量信息的重要來源之一。且中國物聯網校企聯盟認為，傳感網的飛速發展對于物聯網領域的進步，實現物聯化具有重要的意義。

　　自2009年8月溫總理提出“感知中國”以來，物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一，寫入“政府工作報告”，  傳感網-物聯網百度指數

　　物聯網在中國受到了全社會極大的關注，其受關注程度是在美國、歐盟、以及其他各國家不可比擬的。

　　有許多人把傳感網的含義擴大為包括物聯網，這樣的說法有一定道理，溫總理“感知中國”的講話起始于對傳感網的關注，但目前看來，人們更趨向于用物聯網這個詞（見右邊百度指數圖），物聯網的范圍大于傳感網，于是在很多場合出現了“物聯網（傳感網）”的提法，而且這似乎成了“官方”的提法。

　　從圖中可以看出，物聯網和M2M的使用頻率比傳感網要高，英文的Google趨勢圖也顯示了同樣的結果。 這大概也是物聯網，而不是傳感網被寫入政府工作報告原因吧。

物聯網四大技術與應用

　　在《物聯網:技術、應用、標準和商業模式》一書中，作者把傳感網列為物聯網的4大技術和應用之一，得到業界一部分人的認同。