無線傳感器網絡的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1、2005年7月系統(tǒng)仿真技術Jul.2005第1卷第2期SystemSimulationTechnologyVol.1No.2中圖分類號：TN92文獻標識碼：A無線傳感器網絡的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢陳雄，杜以書，唐國新(復旦大學電子工程系智能控制研究室，上海，200433)摘要：無線傳感器網絡將傳感器技術、通信技術、計算機技術結合在一起，具有信息采集、傳輸、處理的能力。傳感器網絡最初是由于軍事的需要而發(fā)展起來的，隨著傳感器網絡技術的逐步發(fā)展，

2、它的應用也越來越廣泛，現(xiàn)在已從軍事防御普及到社會的各個領域。本文以綜述的方式介紹了無線傳感器網絡的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢，同時介紹了無線傳感器網絡的原理，給出了一些典型的應用。關鍵詞：無線傳感器網絡；傳感器節(jié)點；發(fā)展趨勢TheSituationFutureDevelopmentofWirelessSenswkCHENXiong，DUYishu，TANGGuoxin(InstituteofIntelligentControl

3、FudanUniversityShanghai200433)Abstract:Wirelesssenswkcombinessenstechnologycommunicationtechnologycomputertechnologytogether.Ithastheabilityofcollectingtransferringprocessinginfmation.Senswktechnologywasfirstusedinmilita

4、rysystems.Butnowithasbeenusedinalmostallofthefieldswiththedevelopingofsenswktechnology.Inthispaperwefirstdescribethehistyofwirelesssenswkthengiveadeionofthesituationofdevelopment.Intheendwegiveafecastofthefuturedevelopme

5、nt.Wealsointroducetheprincipiumofwirelesssenswkgivesometypicalapplications.Keywds:wirelesssenswksensnodefuturedevelopment1引言現(xiàn)代信息技術的三大基礎是傳感器技術、通信技術、計算機技術，它們分別完成對信息的采集、傳輸和處理。傳感器網絡將三種技術結合在一起，從而實現(xiàn)信息的采集、傳輸和處理的真正統(tǒng)一。傳感器網絡被認為是21

6、世紀最重要的技術之一[1]，它將會對人類未來的生活方式產生深遠影響。在2003年2月份美國《技術評論》（TechnologyReview）雜志評出的對人類未來生活產生深遠影響的十大新興技術中，傳感器網絡名列第一。1998年，美國在先進國防研究項目局(DARPA)的一個研究項目中第一次提出無線自組織傳感器網絡的概念[2]。近年來，隨著無線通信、微處理器、微機電系統(tǒng)（MEMS）等技術的發(fā)展，傳感器網絡技術逐步走向成熟，其應用也越來越廣。目前

7、，國內也有許多關于傳感器網絡方面的研究成果，但總體上來講還只是處于起步階段。傳感器網絡技術的發(fā)展對整個國家的社會、經濟具有重大的戰(zhàn)略意義。陳雄，杜以書，唐國新：無線傳感器網絡的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢693.1軍事防御z軍事傳感器網絡探測和獲取敵軍情報。由于戰(zhàn)場情況復雜，如果靠人去收集敵方情報是很危險的，而通過將傳感器網絡放置在敵軍陣地卻可以安全地獲得精確的信息，同時也不容易被敵軍察覺。z在士兵、裝備及軍火上加裝傳感器以供識別，分清敵我，防止

8、誤打。z監(jiān)控戰(zhàn)場上的狀態(tài)。通過飛機空投等方式將大量廉價微型的傳感器節(jié)點散布在預定區(qū)域，通過這些傳感器節(jié)點實時監(jiān)測周圍環(huán)境的變化，并將監(jiān)測到的數(shù)據通過衛(wèi)星信道等方式發(fā)回基地，這樣就可以實時地監(jiān)控戰(zhàn)場上的狀態(tài)。z跟蹤射擊對象的位置。通過傳感器節(jié)點對射擊對象的跟蹤、定位，實現(xiàn)精確制導。z探測及判定化學、生物、放射、核子等物質和攻擊。利用傳感器網絡及時、準確地判斷是否有生化武器及核武器的攻擊，確定生化源、爆炸中心的位置，為軍隊提供反應時間，從而

9、最大可能地減小傷亡。3.2環(huán)境監(jiān)測目前的環(huán)境狀況逐漸惡化，已引起人們廣泛的關注。加強對環(huán)境的研究，防止進一步的惡化，具有重大的意義。環(huán)境監(jiān)測主要包括以下幾個方面：z監(jiān)測平原、森林、海洋等的環(huán)境變化；z提供遭受化學污染的位置并檢定出化學污染的種類，避免工作人員冒險進入受污染區(qū)域；z災害判定；z監(jiān)測空氣污染、水污染及土壤污染；z生態(tài)上的監(jiān)控，例如生物棲息地與覓食習慣。圖2環(huán)境監(jiān)測3.3醫(yī)療衛(wèi)生z佩戴在病人身上，對血壓、心率等各項健康指標進行

10、實時監(jiān)測；z作為隔離病房的監(jiān)控設備，減少醫(yī)生護士進病房的次數(shù)。3.4反恐抗災美國911事件的發(fā)生，使反恐成為各國普遍關注的問題。反恐問題主要是要及時的收集信息，加強對周圍環(huán)境的監(jiān)測，能夠及時有效地應對突發(fā)事件，將傳感器網絡技術應用于反恐問題，可以有效地放置恐怖襲擊事件的發(fā)生。另外還有在工業(yè)制造、交通控制、空間探索、能源、食品安全等領域中的應用，在此不一一贅述。4研究現(xiàn)狀由于傳感器網絡的巨大應用價值它已經引起了世界許多國家的軍事部門、工業(yè)

11、界和學術界的極大關注。美國國防部和各軍事部門都對傳感器網絡給予了高度重視，在C4ISR的基礎上提出了C4KISR計劃[4]，強調戰(zhàn)場情報的感知能力、信息的綜合能力和信息的利用能力，把傳感器網絡作為一個重要研究領域，設立了一系列的軍事傳感器網絡研究項目。美國英特爾公司、美國微軟公司等信息工業(yè)界巨頭也開始了傳感器網絡方面的工作，紛紛設立或啟動相應的行動計劃。日本、英國、意大利、巴西等國家也對傳感器網絡表現(xiàn)出了極大的興趣，紛紛展開了該領域的研