

隨著微電子技術(shù)、無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和計算技術(shù)的發(fā)展,20世紀90年代末現(xiàn)代意義上的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetworks,WSNS)技術(shù) 先在 發(fā)端。當(dāng)時美軍主要研制了分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并將其用于提升海軍協(xié)同交戰(zhàn)能力,以及遠程戰(zhàn)場監(jiān)控等軍事。其后,世界各主要發(fā)達 也開展了對傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)工作轟轟烈烈的研究。除軍事應(yīng)用外,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也越來越多地被應(yīng)用于民用。我國與世界各發(fā)達 幾乎同步啟動了對現(xiàn)代意義上的無線傳感網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用的研究,該研究己經(jīng)成為我國信息少數(shù)位于世界前列的方向之一。
作為獲取客觀世界物理信息的方式,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、微系統(tǒng)技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和計算機技術(shù)等,具有鮮明的跨學(xué)究特點??梢詫崿F(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)監(jiān)測對象信息的實時監(jiān)測、感知和收集,并將收集到的信息進行數(shù)據(jù)處理后傳送給終端用戶。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事偵查、工業(yè)流程、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通管理、 反恐、、空間探測,以及家庭室內(nèi)環(huán)境等眾多都有著廣泛的應(yīng)用,其研究、和應(yīng)用涉及到許多重要方面,與國民經(jīng)濟、 戚戚相關(guān)。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有廣闊的應(yīng)用前景,目前己被廣泛應(yīng)用于軍事、環(huán)境、交通、、家庭、空間探索等諸多,其發(fā)展和應(yīng)用己經(jīng)深入改變了人類生產(chǎn)和生活的理念和方式。以下僅列出傳感器網(wǎng)絡(luò)的幾個典型應(yīng)用。
(1)軍事應(yīng)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可通過飛機散布、炮彈發(fā)射等方式進行大規(guī)模部署,自組織能力和高容錯性使其在部分節(jié)點受到外界干擾和惡意攻擊時不至于陷入整體崩潰。這些特點使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事應(yīng)用中具有 的技術(shù)優(yōu)越性,而且關(guān)于它的研究 早也起源于軍事。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是軍事管理、控制、通信和計算系統(tǒng)的一部分,能夠?qū)耻姷谋脱b備進行偵察、對戰(zhàn)場實施實時監(jiān)控、為制導(dǎo)系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的目標(biāo)位置信息、準(zhǔn)確探測生化武器成分并對核攻擊進行監(jiān)測和搜索。
(2)環(huán)境監(jiān)測。傳感器網(wǎng)絡(luò)無人值守,外部設(shè)置傳感器外殼保護,適于獲取隨機數(shù)據(jù),克服了傳統(tǒng)方式在數(shù)據(jù)收集過程中遇到的困難,同時避免了對侵入環(huán)境所造成的破壞。在環(huán)境研究方面,傳感器網(wǎng)絡(luò)可用于監(jiān)視農(nóng)作物灌溉和土壤情況;監(jiān)測海洋和大氣的成分;通過對動物棲息地的監(jiān)測實現(xiàn)生物多樣性的描述;監(jiān)測森林環(huán)境并進行火災(zāi)報告;根據(jù)降雨量、河水水位和土壤水分的監(jiān)測數(shù)據(jù)預(yù)測山洪爆發(fā)的可能性等。
(3)護理。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在護理方面優(yōu)越性明顯,可用于監(jiān)護病人的生理數(shù)據(jù)監(jiān)測以便醫(yī)生隨時了解病人病情;可用于人體生理數(shù)據(jù)的長期收集,便于了解人體活動機理和研制新藥品;還可用于藥品的分類管理以防用藥錯誤。
(4)智能家居。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也在逐步改變著人們的生活方式。通過在家電和家具中放置傳感器節(jié)點,組建無線網(wǎng)絡(luò)并與Internet網(wǎng)絡(luò)相連,形成一個家庭智能化網(wǎng)絡(luò),從而實現(xiàn)對家電的遠程遙控,對家庭 狀況的實時監(jiān)控,盡可能的為居住者提供便利舒適的家居生活。
(5)工業(yè)應(yīng)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)的應(yīng)用包括在危險工業(yè)環(huán)境中進行過程監(jiān)控,實施 監(jiān)測;在工業(yè)自動化生產(chǎn)中,生產(chǎn)條件,降低檢查設(shè)備成本,并及時發(fā)現(xiàn)機械故障;在交通管理中,通過車輛跟蹤,實時的交通信息;在大型建筑物上部署無線傳感器網(wǎng)絡(luò),收集數(shù)據(jù)以及時掌握建筑物的狀況。
(6)空間探索。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在空間探索這一新興也體現(xiàn)了其優(yōu)越性,借助于航天器將傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點布撒在外星體上,可以實現(xiàn)對星體表面長時間、大范圍、近距離的監(jiān)測和探索。 航空與航天局的噴氣推進實驗室所研制的SensorWebs就是為將來的火星探測進行技術(shù)準(zhǔn)備的。我為積極推進探月工程,也將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于月球探測車的傳感、導(dǎo)航和定位系統(tǒng)。
總之,無論是在 ,還是在國民經(jīng)濟等諸多方面,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)都有著廣泛的應(yīng)用。未來,傳感器網(wǎng)絡(luò)將向著智能化、綜合化的方向發(fā)展,成為聯(lián)系現(xiàn)實世界與數(shù)字世界的橋梁。隨著研究的不斷加深和拓寬,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將會逐步深入到人類生產(chǎn)生活的各個層面。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)今備受關(guān)注的、多學(xué)科高度交叉的新興前沿研究,具有廣闊的應(yīng)用前景,在眾多都有重要的研究和實用價值,已經(jīng)引起了許多 軍事界、學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)有著不同的特點和技術(shù)要求,因此提 量利用效率,研究和的、實用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),的通信協(xié)議和路由算法,設(shè)計的策略,延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期都成為目前傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的核心課題。