传感网的主要应用及实例

传感网的简介

传感网是传感器网络的简称，传感器网络是集计算机、通信、网络、智能计算、传感器、嵌入式系统、微电子等多个领域交叉综合的新兴学科，它将大量的多种类传感器节点（集传感、采集、处理、收发于一体）组成自治的网络，实现对物理世界的动态智能协同感知。

传感网的特点

1、无中心和自组网特性。

在无线传感器网络 中，所有节点的地位都是平等的，没有预先指定的中心，各节点通过分布式算法来相互协调，在无人值守的情况下，节点就能自动组织起一个测量网络。而正因为没有中心，网络便不会因为单个节点的脱离而受到损害。

2、网络拓扑的动态变化性。

网络中的节点是处于不断变化的环境中，它的状态也在相应地发生变化，加之无线通信信道的不稳定性，网络拓扑因此也在不断地调整变化，而这种变化方式是无人能准确预测出来的。

3、传输能力的有限性。

无线传感器网络通过无线电波进行数据传输，虽然省去了布线的烦恼，但是相对于有线网络，低带宽则成为它的天生缺陷。同时，信号之间还存在相互干扰，信号自身也在不断地衰减，诸如此类。不过因为单个节点传输的数据量并不算大，这个缺点还是能忍受的。

4、能量的限制。

为了测量真实世界的具体值，各个节点会密集地分布于待测区域内，人工补充能量的方法已经不再适用。每个节点都要储备可供长期使用的能量，或者自己从外汲取能量（太阳能）。

5、安全性的问题。

无线信道、有限的能量，分布式控制都使得无线传感器网络更容易受到攻击。被动窃听、主动入侵、拒绝服务则是这些攻击的常见方式。因此，安全性在网络的设计中至关重要。

传感网的功能

借助于节点中内置的传感器测量周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号，从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等物质现象。

以互联网为代表的计算机网络技术是二十世纪计算机科学的一项伟大成果，它给我们的生活带来了深刻的变化，然而在，网络功能再强大，网络世界再丰富，也终究是虚拟的，它与我们所生活的现实世界还是相隔的，在网络世界中，很难感知现实世界，很多事情还是不可能的，时代呼唤着新的网络技术。传感网络正是在这样的背景下应运而生的全新网络技术，它综合了传感器、低功耗、通讯以及微机电等等技术，可以预见，在不久的将来，传感网络将给我们的生活方式带来革命性的变化。

传感网的应用及实例

在旧金山，200个联网微尘已被部署在金门大桥。这些微尘用于确定大桥从一边到另一边的摆动距离—可以精确到在强风中为几英尺。当微尘检测出移动距离时，它将把该信息通过微型计算机网络传递出去。信息最后到达一台更强大的计算机进行数据分析。任何与当前天气情况不吻合的异常读数都可能预示着大桥存在隐患。

中国现代意义的无线传感网及其应用研究几乎与发达国家同步启动，1999年首次正式出现于中国科学院《知识创新工程试点领域方向研究》的信息与自动化领域研究报告中，作为该领域提出的五个重大项目之一。随着知识创新工程试点工作的深入，2001年中科院依托上海微系统所成立微系统研究与发展中心，引领院内的相关工作，并通过该中心在无线传感网的方向上陆续部署了若干重大研究项目和方向性项目，参加单位包括上海微系统所、声学所、微电子所、半导体所、电子所、软件所、中科大等十余个校所，初步建立传感网络系统研究平台，在无线智能传感网络通信技术、微型传感器、传感器节点、簇点和应用系统等方面取得很大的进展，2004年9月相关成果在北京进行了大规模外场演示，部分成果已在实际工程系统中使用。国内的许多高校也掀起了无线传感器网络的研究热潮。清华大学、中国科技大学、浙江大学、华中科技大学、天津大学、南开大学、北京邮电大学、东北大学、西北工业大学、西南交通大学、沈阳理工大学和上海交通大学等单位纷纷开展了有关无线传感器网络方面的基础研究工作。一些企业如中兴通讯公司等单位也加入无线传感器网络研究的行列。

传感网在民用方面，涉及城市公共安全、公共卫生、安全生产、智能交通、智能家居、环境监控等领域。国内从事传感网应用的大企业目前为数不多，小企业呈现蓬勃发展的势头。北京鼎天软件有限公司，主要从事城市公共安全应急指挥系统建设，已经承担扬州电子政务和扬州应急指挥系统。上海电器科学研究院主要从事智能交通方面的工程，已经承担上海市内、外环智能交通工程。嘉兴中科无线传感网科技有限公司在数字航道、城市应急系统、机场监控等方面有较好的技术背景，相关项目工程正在进行中。沈阳东软、北大青鸟、亿阳信通等企业也传感网应用方面有所涉足，目前主要在电子政务方面，正在向公共安全应急指挥系统进发。

发展传感网的意义

1、有利于促进中国从“信息大国”向“信息强国”转变

从1G到3G时代，中国通信经历了从远远落后到高速发展迎头赶上，再到目前“通信大国”的局面，与此同时，中国也从“信息弱国”发展成为了“信息大国。目前，中国在信息系统部署范围、信息化普及程度、信息资源综合利用程度、信息资源服务水平、知识产权的控制力和话语权等方面仍落后于世界发达国家，与“信息强国”还存在着一定的差距。传感网产业的快速发展，将能够加快我国新一代信息系统基础建设部署步伐，提升社会和企业信息化层次和水平，提高信息资源利用效率和信息资源服务效度，增强中国在信息领域知识产权的贡献度、竞争力、控制力和影响力，从而推动中国从“信息大国”向“信息强国”转变。

2、有利于刺激经济内需发展，促进国民经济增长

第一，随着国家“智能中国”战略的不断深入贯彻和落实，相关部委、政府将会通过以项目或园区建设为依托增加资金投入，与传感网产业相关的大小园区的陆续兴建，以及相关配套产业的发展都将成为拉动地方经济的一股力量，江苏产业园区的兴建就是传感网产业园区兴建的一个重要里程碑。

第二，传感网产业链上众多企业将会在国家政策的引导下，不断加大相关投资，从而在产业内部形成经济发展活力，中国运营商近期不断加大对M2M的投资力度就是传感网产业链活力释放一个重要的讯号和缩影。

第三，如前所述，“智能城市”、“智能工业”、“智能农业”都对传感网存在着众多需求，具体到行业可以看出，传感网所服务的对象既涵盖了电信、电力、物流、石油等诸多影响国计民生的行业，也包括了直接影响着人们日常生活的医疗、家居行业，因此，传感网在满足各行业需求向前不断发展的同时，势必会牵动这些行业需求的不断释放，正如有关专家评估，传感网这一技术的发展将会撬动一个上万亿元规模的高科技市场。综上所述，大力传感网产业的发展，将会为中国经济内需发展、国民经济增长注入强劲的推动力。

3、有利于推动3G、互联网、手机、RFID和传感器等相关产业发展

目前业界已经达成共识，传感网是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。随着传感器、软件、网络等关键技术迅猛发展，传感网产业规模的快速增长，应用领域的广泛拓展，信息产业发展的新机遇也会不断呈现。从目前传感网应用的现状和发展态势来分析，3G产业、互联网产业、手机产业、RFID产业和传感器产业都与传感网的发展密切相关，传感网的发展将会有力推动以3G产业、互联网产业、终端产业、RFID产业、传感器产业为先导的相关产业的发展，这是因为：

第一，要想使传感网能够为客户、尤其是企业客户所广泛使用，就要通过一个“媒介”来实现的广域范围互联，因此在网络部署方面，它就要依托当前的以3G网络为核心的通信网络、遍及全国四通八达的互联网以及一定数量和范围的驻地网，将其作为传输“媒介”，并与其融合。而传感网要实现与这些网络的融合，使这些网络能够让其畅通无阻的传输信息，就要使这些网络的部署范围变得更广，对带宽和业务支持与承载能力变得更强，运营模式变得更加完善，这些势必会推动3G产业、互联网产业等网络产业的发展。

第二，一方面，只有让用户持有的终端变得更强，才能使得人对物的控制能力的增强；另一方面，只有让所有的“物”都在RFID和传感器的作用下具有智能，才能使得他们加入传感网，因此传感网的发展势必会推动终端产业、RFID产业、传感器产业等相关产业的快速发展。