傳感網(wǎng)技術(shù)的專業(yè)前景分析

傳感網(wǎng)技術(shù)概念

傳感網(wǎng)技術(shù)專業(yè)，寬帶傳感網(wǎng)有兩個(gè)概念，第一個(gè)是傳感，第二個(gè)是寬帶。傳感網(wǎng)發(fā)展不是很快的主要原因在于帶寬不夠，不能使用戶在異地很好地應(yīng)用，獲得像在現(xiàn)場一樣的感受。隨著通信技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)速不斷地加快，傳感網(wǎng)的技術(shù)也在不斷地加快。傳感網(wǎng)的技術(shù)包括了傳感器的元器件、傳感部分、信息接收部分，以及傳輸部分的技術(shù)，還有一些空中的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。

傳感網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)

1、大規(guī)模

傳感網(wǎng)一般都由大量的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，節(jié)點(diǎn)的數(shù)量可能達(dá)到成千上萬，甚至更多。一方面，傳感器節(jié)點(diǎn)分布在很大的地理區(qū)域內(nèi)；另一方面，傳感器節(jié)點(diǎn)部署很密集，在一個(gè)面積不是很大的空間內(nèi)，密集部署了大量的傳感器節(jié)點(diǎn)。

2、自組織

傳感器節(jié)點(diǎn)的位置不需要設(shè)計(jì)或預(yù)先確定，這使得傳感器節(jié)點(diǎn)可以隨機(jī)部署在人跡罕至的地形或救災(zāi)行動(dòng)中。這就要求傳感器節(jié)點(diǎn)必須具有自組織能力。在一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)部署完成之后，首先，必須檢測它的鄰居并建立通信，其次必須了解相互連接的節(jié)點(diǎn)的部署、節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及建立自組織多跳的通信信道。

3、動(dòng)態(tài)性

傳感網(wǎng)具有很強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性，它的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可能因?yàn)橄铝幸蛩囟淖儭?/p>

1）環(huán)境因素或電能耗盡所造成的傳感器節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障或失效；

2）環(huán)境條件變化可能造成無線通信鏈路帶寬變化，甚至?xí)r斷時(shí)通；

3）傳感網(wǎng)的傳感器、感知對象和觀察者這三個(gè)要素都可以具有移動(dòng)性；

4）新節(jié)點(diǎn)的加入。

4、容錯(cuò)性

根據(jù)不同的應(yīng)用場景，傳感器節(jié)點(diǎn)有可能部署在環(huán)境相當(dāng)惡劣的地區(qū)，一些傳感器節(jié)點(diǎn)可能會(huì)因?yàn)殡娏Σ蛔?、有物理損壞或外部環(huán)境的干擾而不能工作或者處于阻塞狀態(tài)，此時(shí)要確保傳感器節(jié)點(diǎn)的故障不能影響到整個(gè)傳感網(wǎng)的正常工作，也就是說，傳感網(wǎng)不能因?yàn)閭鞲衅鞴?jié)點(diǎn)故障而產(chǎn)生任何中斷。

傳感網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展歷程

發(fā)展歷程

早在上世紀(jì)70年代，就出現(xiàn)了將傳統(tǒng)傳感器采用點(diǎn)對點(diǎn)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(jìn)步，傳感器網(wǎng)絡(luò)同時(shí)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)。

從上世紀(jì)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(yùn)用，并使用無線技術(shù)連接，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(huì)給人類的生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域帶來深遠(yuǎn)影響。發(fā)達(dá)國家如 美國，非常重視無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

美國交通部1995年提出了“國家智能交通系統(tǒng)項(xiàng)目規(guī)劃”，預(yù)計(jì)到2025年全面投入使用。該計(jì)劃試圖有效集成先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、 傳感器技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)并運(yùn)用于整個(gè)地面交通管理，建立一個(gè)大范圍全方位的實(shí)時(shí)高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。這種新型系統(tǒng)將有效地使用傳感 器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交通管理。

美國陸軍2001年就提出了“靈巧傳感器網(wǎng)絡(luò)通信”計(jì)劃，在2001-2005財(cái)政年度期間批準(zhǔn)實(shí)施。其基本思想是：在戰(zhàn)場上布設(shè)大量的傳感器 以收集和傳輸信息，并對相關(guān)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，然后再把那些重要的信息傳送到各數(shù)據(jù)融合中心，將大量的信息集成為一幅戰(zhàn)場全景圖。當(dāng)參戰(zhàn)人員需要時(shí)可分發(fā) 給他們，使其對戰(zhàn)場態(tài)勢的感知能力大大提高。

2002年5月，美國Sandia國家實(shí)驗(yàn)室與美國能源部合作，共同研究能夠盡早發(fā)現(xiàn)以地鐵、車站等場所為目標(biāo)的生化武器襲擊，并及時(shí)采取防范 對策的系統(tǒng)。它屬于美國能源部恐怖對策項(xiàng)目的重要一環(huán)。該系統(tǒng)集檢測有毒氣體的化學(xué)傳感器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體。

美國自然科學(xué)基金委員會(huì)2003年制定了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究計(jì)劃，在加州大學(xué)洛杉磯分校成立了傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中心，聯(lián)合周邊的加州大學(xué)伯克利分 校、南加州大學(xué)等，展開“嵌入式智能傳感器”的研究項(xiàng)目。

英特爾公司在2002年10月24日發(fā)布了“基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的新型計(jì)算發(fā)展規(guī)劃”。計(jì)劃宣稱，英特爾將致力于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)在預(yù)防醫(yī)學(xué)、環(huán) 境監(jiān)測、森林滅火乃至海底板塊調(diào)查、行星探查等領(lǐng)域的應(yīng)用。

我國在國家“十一五”規(guī)劃和《國家中長期科技發(fā)展綱要》中將“傳感器網(wǎng)絡(luò)及信息處理”列入其中，國家863、973計(jì)劃中也將WSN列為支持項(xiàng)目。

傳感網(wǎng)技術(shù)的的應(yīng)用和市場

傳感網(wǎng)技術(shù)的各行各業(yè)的應(yīng)用非常多，舉幾個(gè)例子，比如說機(jī)場的防入侵領(lǐng)域，我們沿著普通機(jī)場的邊界，布了50公里的傳感器帶，這主要是用來對入侵的目標(biāo)進(jìn)行報(bào)警。

這是關(guān)于建筑能耗動(dòng)態(tài)監(jiān)測的，這是應(yīng)建設(shè)部的要求，實(shí)際上建設(shè)部發(fā)過一個(gè)文要求，對于這個(gè)動(dòng)態(tài)能耗要進(jìn)行檢測。在這里面?zhèn)鞲芯W(wǎng)大有用途，這是農(nóng)業(yè)方面的，是用來監(jiān)測農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各種參數(shù)。交通也是很大的領(lǐng)域，目前除了道路參數(shù)的檢測之外，針對人、車本身的各種參數(shù)也是非常重要的。目前，這方面做得還比較少，大量的應(yīng)用集中在道路參數(shù)的獲取上。

平安家居與個(gè)人健康傳感網(wǎng)，日本和西方研究得比較多，因?yàn)樗麄兊睦淆g化比較嚴(yán)重，所以社會(huì)對于這個(gè)方面有很大的需求。在我們國家相對來講，目前發(fā)展得比較落后，做這方面研究得比較少。包括有一些手機(jī)廠商和傳感網(wǎng)一起合作，做一些相關(guān)的應(yīng)用，包括了平安家居和健康監(jiān)護(hù)，應(yīng)該說傳感網(wǎng)在重要行業(yè)的需求是非常多的，包括了電力、健康醫(yī)療、智能交通、環(huán)保，關(guān)鍵是我們國家怎么來推動(dòng)這個(gè)事。我想說的是，在我們國家發(fā)展的規(guī)劃里面有一個(gè)明顯的特點(diǎn)，就是行業(yè)拉動(dòng)。而我去韓國看的時(shí)候，他們一個(gè)典型的特點(diǎn)就是面向個(gè)人用戶、面向家庭用戶比較多，而中國和美國的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，包括各種項(xiàng)目，帶有很典型的行業(yè)特點(diǎn)，主要是面向工業(yè)的領(lǐng)域應(yīng)用比較多。

我認(rèn)為傳感網(wǎng)的市場是剛剛開始，有巨大的發(fā)展前景。技術(shù)仍然存在很大的挑戰(zhàn)，中國傳感網(wǎng)的發(fā)展，機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存。

傳感網(wǎng)技術(shù)的專業(yè)前景分析

第一，“感知中國”理念的提出為寬帶傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了較好的機(jī)遇。

寬帶傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為信息獲取的重要核心技術(shù)，以其自動(dòng)識別、安全可靠和可以動(dòng)態(tài)跟蹤的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)真正物與物對話的應(yīng)用。寬帶傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)廣泛進(jìn)入交通、航空、電力、工業(yè)、公共安全等眾多行業(yè)，催生了一大批中小型企業(yè)。隨著“感知中國”理念的提出，寬帶傳感網(wǎng)絡(luò)將會(huì)面臨應(yīng)用需求更廣、技術(shù)要求更高、產(chǎn)業(yè)能力更強(qiáng)的發(fā)展機(jī)遇，并為寬帶傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供更加廣闊的發(fā)展空間，從而形成新一輪的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

第二，兩化融合為寬帶傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用提供了更廣闊的空間。

寬帶傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用能夠推動(dòng)信息化與工業(yè)化的融合，同時(shí)，兩化融合也為寬帶傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用提供了更加廣闊的空間。國家的產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃也涉及到了傳感器網(wǎng)絡(luò)，包括了機(jī)械制造類、服務(wù)業(yè)、汽車、鋼鐵大量的技術(shù)改造和重組，以及流程的再造、產(chǎn)業(yè)的更新?lián)Q代等，都對寬帶傳感網(wǎng)絡(luò)提出了一個(gè)很高的要求。同時(shí)，也為寬帶傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了一個(gè)非常好的市場環(huán)境。

第三，國家產(chǎn)業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃惠及寬帶傳感網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)。

國務(wù)院出臺的十大產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃的核心內(nèi)容是通過技術(shù)創(chuàng)新和重組，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級，進(jìn)而提高國際競爭力。寬帶傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用能夠促進(jìn)鋼鐵業(yè)、汽車、機(jī)械制造、紡織、服務(wù)業(yè)等中國產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)方式和管理流程發(fā)生轉(zhuǎn)變，能夠促進(jìn)產(chǎn)業(yè)重組、機(jī)構(gòu)調(diào)整和升級，因此，也對國家十大振興規(guī)劃具有基礎(chǔ)化推動(dòng)作用。十大振興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的逐步實(shí) 施，也必將為寬帶傳感網(wǎng)絡(luò)帶來前所未有的市場空間。

第四，寬帶傳感網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新為我國帶來重大的科技創(chuàng)新機(jī)會(huì)。

寬帶傳感網(wǎng)芯片和相關(guān)裝備的制造可以帶動(dòng)我國裝備制造業(yè)，特別是集成電路裝備制造業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展；寬帶傳感網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)方式的轉(zhuǎn)變，并能推動(dòng)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)，直接促進(jìn)信息服務(wù)業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展，等等。目前，發(fā)達(dá)國家都在加快推進(jìn)寬帶傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用，并已形成多個(gè)寬帶傳感網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新體系。競爭更加激烈、創(chuàng)新難度增加，作為為數(shù)不多的重大創(chuàng)新點(diǎn)，寬帶傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將為我國帶來重大的科技創(chuàng)新機(jī)會(huì)。