傳感網(wǎng)的簡介

傳感網(wǎng)是傳感器網(wǎng)絡(luò)的簡稱，傳感器網(wǎng)絡(luò)是集計算機、通信、網(wǎng)絡(luò)、智能計算、傳感器、嵌入式系統(tǒng)、微電子等多個領(lǐng)域交叉綜合的新興學科，它將大量的多種類傳感器節(jié)點（集傳感、采集、處理、收發(fā)于一體）組成自治的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對物理世界的動態(tài)智能協(xié)同感知。

傳感網(wǎng)的特點

1、無中心和自組網(wǎng)特性。

在無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 中，所有節(jié)點的地位都是平等的，沒有預先指定的中心，各節(jié)點通過分布式算法來相互協(xié)調(diào)，在無人值守的情況下，節(jié)點就能自動組織起一個測量網(wǎng)絡(luò)。而正因為沒有中心，網(wǎng)絡(luò)便不會因為單個節(jié)點的脫離而受到損害。

2、網(wǎng)絡(luò)拓撲的動態(tài)變化性。

網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點是處于不斷變化的環(huán)境中，它的狀態(tài)也在相應地發(fā)生變化，加之無線通信信道的不穩(wěn)定性，網(wǎng)絡(luò)拓撲因此也在不斷地調(diào)整變化，而這種變化方式是無人能準確預測出來的。

3、傳輸能力的有限性。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過無線電波進行數(shù)據(jù)傳輸，雖然省去了布線的煩惱，但是相對于有線網(wǎng)絡(luò)，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(jié)點傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量并不算大，這個缺點還是能忍受的。

4、能量的限制。

為了測量真實世界的具體值，各個節(jié)點會密集地分布于待測區(qū)域內(nèi)，人工補充能量的方法已經(jīng)不再適用。每個節(jié)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）。

5、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(wǎng)絡(luò)更容易受到攻擊。被動竊聽、主動入侵、拒絕服務(wù)則是這些攻擊的常見方式。因此，安全性在網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計中至關(guān)重要。

傳感網(wǎng)的功能

借助于節(jié)點中內(nèi)置的傳感器測量周邊環(huán)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(zhì)現(xiàn)象。

以互聯(lián)網(wǎng)為代表的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(wǎng)絡(luò)功能再強大，網(wǎng)絡(luò)世界再豐富，也終究是虛擬的，它與我們所生活的現(xiàn)實世界還是相隔的，在網(wǎng)絡(luò)世界中，很難感知現(xiàn)實世界，很多事情還是不可能的，時代呼喚著新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。傳感網(wǎng)絡(luò)正是在這樣的背景下應運而生的全新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它綜合了傳感器、低功耗、通訊以及微機電等等技術(shù)，可以預見，在不久的將來，傳感網(wǎng)絡(luò)將給我們的生活方式帶來革命性的變化。

傳感網(wǎng)的應用及實例

在舊金山，200個聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)傳遞出去。信息最后到達一臺更強大的計算機進行數(shù)據(jù)分析。任何與當前天氣情況不吻合的異常讀數(shù)都可能預示著大橋存在隱患。

中國現(xiàn)代意義的無線傳感網(wǎng)及其應用研究幾乎與發(fā)達國家同步啟動，1999年首次正式出現(xiàn)于中國科學院《知識創(chuàng)新工程試點領(lǐng)域方向研究》的信息與自動化領(lǐng)域研究報告中，作為該領(lǐng)域提出的五個重大項目之一。隨著知識創(chuàng)新工程試點工作的深入，2001年中科院依托上海微系統(tǒng)所成立微系統(tǒng)研究與發(fā)展中心，引領(lǐng)院內(nèi)的相關(guān)工作，并通過該中心在無線傳感網(wǎng)的方向上陸續(xù)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(tǒng)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(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研究平臺，在無線智能傳感網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、微型傳感器、傳感器節(jié)點、簇點和應用系統(tǒng)等方面取得很大的進展，2004年9月相關(guān)成果在北京進行了大規(guī)模外場演示，部分成果已在實際工程系統(tǒng)中使用。國內(nèi)的許多高校也掀起了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(yè)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(guān)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)方面的基礎(chǔ)研究工作。一些企業(yè)如中興通訊公司等單位也加入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的行列。

傳感網(wǎng)在民用方面，涉及城市公共安全、公共衛(wèi)生、安全生產(chǎn)、智能交通、智能家居、環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域。國內(nèi)從事傳感網(wǎng)應用的大企業(yè)目前為數(shù)不多，小企業(yè)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)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(tǒng)建設(shè)，已經(jīng)承擔揚州電子政務(wù)和揚州應急指揮系統(tǒng)。上海電器科學研究院主要從事智能交通方面的工程，已經(jīng)承擔上海市內(nèi)、外環(huán)智能交通工程。嘉興中科無線傳感網(wǎng)科技有限公司在數(shù)字航道、城市應急系統(tǒng)、機場監(jiān)控等方面有較好的技術(shù)背景，相關(guān)項目工程正在進行中。沈陽東軟、北大青鳥、億陽信通等企業(yè)也傳感網(wǎng)應用方面有所涉足，目前主要在電子政務(wù)方面，正在向公共安全應急指揮系統(tǒng)進發(fā)。

發(fā)展傳感網(wǎng)的意義

1、有利于促進中國從“信息大國”向“信息強國”轉(zhuǎn)變

從1G到3G時代，中國通信經(jīng)歷了從遠遠落后到高速發(fā)展迎頭趕上，再到目前“通信大國”的局面，與此同時，中國也從“信息弱國”發(fā)展成為了“信息大國。目前，中國在信息系統(tǒng)部署范圍、信息化普及程度、信息資源綜合利用程度、信息資源服務(wù)水平、知識產(chǎn)權(quán)的控制力和話語權(quán)等方面仍落后于世界發(fā)達國家，與“信息強國”還存在著一定的差距。傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，將能夠加快我國新一代信息系統(tǒng)基礎(chǔ)建設(shè)部署步伐，提升社會和企業(yè)信息化層次和水平，提高信息資源利用效率和信息資源服務(wù)效度，增強中國在信息領(lǐng)域知識產(chǎn)權(quán)的貢獻度、競爭力、控制力和影響力，從而推動中國從“信息大國”向“信息強國”轉(zhuǎn)變。

2、有利于刺激經(jīng)濟內(nèi)需發(fā)展，促進國民經(jīng)濟增長

第一，隨著國家“智能中國”戰(zhàn)略的不斷深入貫徹和落實，相關(guān)部委、政府將會通過以項目或園區(qū)建設(shè)為依托增加資金投入，與傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)相關(guān)的大小園區(qū)的陸續(xù)興建，以及相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都將成為拉動地方經(jīng)濟的一股力量，江蘇產(chǎn)業(yè)園區(qū)的興建就是傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)興建的一個重要里程碑。

第二，傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上眾多企業(yè)將會在國家政策的引導下，不斷加大相關(guān)投資，從而在產(chǎn)業(yè)內(nèi)部形成經(jīng)濟發(fā)展活力，中國運營商近期不斷加大對M2M的投資力度就是傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈活力釋放一個重要的訊號和縮影。

第三，如前所述，“智能城市”、“智能工業(yè)”、“智能農(nóng)業(yè)”都對傳感網(wǎng)存在著眾多需求，具體到行業(yè)可以看出，傳感網(wǎng)所服務(wù)的對象既涵蓋了電信、電力、物流、石油等諸多影響國計民生的行業(yè)，也包括了直接影響著人們?nèi)粘Ｉ畹尼t(yī)療、家居行業(yè)，因此，傳感網(wǎng)在滿足各行業(yè)需求向前不斷發(fā)展的同時，勢必會牽動這些行業(yè)需求的不斷釋放，正如有關(guān)專家評估，傳感網(wǎng)這一技術(shù)的發(fā)展將會撬動一個上萬億元規(guī)模的高科技市場。綜上所述，大力傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將會為中國經(jīng)濟內(nèi)需發(fā)展、國民經(jīng)濟增長注入強勁的推動力。

3、有利于推動3G、互聯(lián)網(wǎng)、手機、RFID和傳感器等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

目前業(yè)界已經(jīng)達成共識，傳感網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。隨著傳感器、軟件、網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)迅猛發(fā)展，傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的快速增長，應用領(lǐng)域的廣泛拓展，信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新機遇也會不斷呈現(xiàn)。從目前傳感網(wǎng)應用的現(xiàn)狀和發(fā)展態(tài)勢來分析，3G產(chǎn)業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)、手機產(chǎn)業(yè)、RFID產(chǎn)業(yè)和傳感器產(chǎn)業(yè)都與傳感網(wǎng)的發(fā)展密切相關(guān)，傳感網(wǎng)的發(fā)展將會有力推動以3G產(chǎn)業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)、終端產(chǎn)業(yè)、RFID產(chǎn)業(yè)、傳感器產(chǎn)業(yè)為先導的相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這是因為：

第一，要想使傳感網(wǎng)能夠為客戶、尤其是企業(yè)客戶所廣泛使用，就要通過一個“媒介”來實現(xiàn)的廣域范圍互聯(lián)，因此在網(wǎng)絡(luò)部署方面，它就要依托當前的以3G網(wǎng)絡(luò)為核心的通信網(wǎng)絡(luò)、遍及全國四通八達的互聯(lián)網(wǎng)以及一定數(shù)量和范圍的駐地網(wǎng)，將其作為傳輸“媒介”，并與其融合。而傳感網(wǎng)要實現(xiàn)與這些網(wǎng)絡(luò)的融合，使這些網(wǎng)絡(luò)能夠讓其暢通無阻的傳輸信息，就要使這些網(wǎng)絡(luò)的部署范圍變得更廣，對帶寬和業(yè)務(wù)支持與承載能力變得更強，運營模式變得更加完善，這些勢必會推動3G產(chǎn)業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)等網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

第二，一方面，只有讓用戶持有的終端變得更強，才能使得人對物的控制能力的增強；另一方面，只有讓所有的“物”都在RFID和傳感器的作用下具有智能，才能使得他們加入傳感網(wǎng)，因此傳感網(wǎng)的發(fā)展勢必會推動終端產(chǎn)業(yè)、RFID產(chǎn)業(yè)、傳感器產(chǎn)業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。