无线传感器网络技术发展现状分析解析

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无线电传感器网络的发展现状与未来趋势

无线电传感器网络的发展现状与未来趋势

无线电传感器网络的发展现状与未来趋势近年来,无线电传感器网络(Wireless Sensor Networks,简称WSN)在无线通信和物联网领域得到了广泛的应用和研究。

WSN是由大量的无线传感器节点组成的网络,可以实时采集和处理环境中的各种信息,并通过网络传输给用户或其他节点。

WSN的出现极大地拓展了监测和控制的范围,同时也带来了一系列的技术挑战。

首先,让我们来看一下WSN的发展现状。

目前,WSN已经广泛应用在农业、环保、智能交通、无线医疗等领域。

在农业方面,WSN可以监测土壤湿度、环境温度等信息,帮助农民精确浇灌和施肥,提高农作物的产量。

在环保方面,WSN 可以监测大气污染、水质变化等信息,提供及时的环境监测和预警。

在智能交通领域,WSN可以监测道路交通流量、车辆状态等信息,实现智能化的交通控制和路况预测。

在无线医疗方面,WSN可以监测身体的生理参数,如心率、血压等,为医疗人员提供实时的健康监测和预警。

然而,WSN的发展也面临着一些挑战。

首先是能源管理问题。

由于传感器节点通常安置在野外环境中,并且需要长时间运行,能源消耗成为限制WSN持续工作的主要问题。

因此,如何设计低功耗的传感器节点和有效的能源管理机制成为WSN研究的重点。

其次是网络安全问题。

WSN中的传感器节点通常部署在无线环境中,容易受到恶意攻击和侵入。

因此,如何保证数据的安全性和隐私性是WSN 研究的另一个重要议题。

未来,WSN的发展趋势将会是网络智能化和多样化。

首先,随着物联网的快速发展,WSN将与其他技术相互融合,形成更加智能化的网络。

例如,WSN可以与云计算结合,实现大规模数据的存储和处理。

另外,WSN还可以与人工智能技术相结合,实现自动化的数据分析和决策。

其次,WSN的应用场景将会更加多样化。

除了农业、环保、智能交通等传统领域外,WSN还将应用于智能建筑、智能家居等新兴领域。

例如,WSN可以监测建筑物的结构安全和能源消耗,提供智能化的建筑管理和控制。

无线传感器网络技术的应用及前景分析

无线传感器网络技术的应用及前景分析

无线传感器网络技术的基本原理是利用无线传感器节点之间的无线通信,形 成一个自组织的网络,实现对环境或物体的感知和监测。这种技术具有很多优点, 如灵活性、可扩展性、自组织性、鲁棒性等。
无线传感器网络技术的应用非常广泛。在智能家居领域,可以利用无线传感 器网络技术实现对家电设备的远程控制和监测,提高家居的智能化水平。在环境 监测领域,可以利用无线传感器网络技术实现对空气质量、水质、气象等环境因 素的监测,为环境保护提供数据支持。在智能交通领域,可以利用无线传感器网 络技术实现对车辆的监测和控制,提高交通效率和安全性。
2、技术创新推动未来,无线传感器网络技术将不断进行技术创新和研发, 实现更高效、更稳定的网络连接和更精准、更快速的数据传输。例如,利用人工 智能技术对无线传感器网络数据进行处理和分析,能够实现更精准的预测和决策; 采用5G技术可以让无线传感器网络具有更高速的数据传输速度和更稳定的网络连 接。
3、应用场景拓展未来,无线传感器网络技术的应用场景将不断拓展,涵盖 农业、林业、海洋、能源等多个领域。例如,在农业方面,通过布置土壤、湿度、 气象等传感器,可以实现农作物的智能化生产和科学管理;在林业方面,通过安 装环境传感器和视频监控设备,可以实现森林环境的实时监测和火险预警;在海 洋方面,通过部署水文、气象、生物等传感器,
一、无线传感器网络技术的概述 无线传感器网络是指由一组能够 自组织形成网络的低功耗、微
二、无线传感器网络技术的应用 案例
1、智能家居领域在智能家居领域,无线传感器网络技术的主要应用包括环 境监测、电器控制、安全监控等。例如,通过在家庭环境中布置温度、湿度、光 照等传感器,可以实现对家庭环境的实时监测和控制;通过安装门窗传感器、红 外传感器等,可以实现家庭安全的有效监控。

无线传感网络技术的研究现状和发展趋势

无线传感网络技术的研究现状和发展趋势

无线传感网络技术的研究现状和发展趋势随着物联网的快速发展,无线传感网络技术逐渐成为关注的热点。

无线传感网络是由大量传感器节点组成的无线网络,能够对物理或化学量进行测量、感知、处理和传输等多项任务。

该技术有望推动智能城市、智能交通、智能工厂等方面的发展,因此备受学者和产业界的关注。

本文将介绍无线传感网络技术的研究现状和发展趋势。

一、无线传感网络技术的研究现状1、节点设计传感器节点是无线传感网络的基本单元,它需要具有小巧灵活、低功耗、高性能、易部署等特点。

近年来,有学者提出了各种新型传感器节点设计方案,如无源/半无源传感器节点、多传感器节点、组合式节点等。

无源/半无源传感器节点是指将电力来源从传统的电池、太阳能等换成环境能源,如无线充电、温差发电等,以降低节点的功耗成本和维护难度。

多传感器节点是指一种节点集成多种传感器,提高网络测量精度及传感应用的灵活性。

组合式节点则是指在满足节点特定任务需求的前提下,将已有元件(如集成电路、微处理器等)组合便能达到令人满意的性能。

这种方案既省设计成本,又能满足差异化需求。

2、网络拓扑网络拓扑是指无线传感网络中各节点的编号、位置、连接方式等。

常见的拓扑结构有星型、树型和网状结构。

随着新型应用的出现,研究者们不断地探索符合实际场景需求的新型拓扑结构。

例如,分簇拓扑是传感网络中的一种重要拓扑结构,主要是将传感节点按聚集距离远近分组,然后指定一组节点为簇头节点,该节点进行数据处理和转发,并与上层节点通信,达到良好的数据整合效果。

3、网络通信网络通信是无线传感网络技术的核心之一。

面对信道质量恶劣、多传感器数据通信问题等,研究人员们提出了各种新算法和协议。

例如,多跳通信是一种传感器节点间经常采用的数据传输方式,它通过中继节点传递数据,从而实现跨越较长距离的数据传输。

此外,近年来一些学者也尝试利用构建信道模型的方法深入挖掘信道特性,提高网络的通信质量。

二、无线传感网络技术的发展趋势1、智能化未来,无线传感网络技术将更加接近人工智能。

无线传感器网络研究现状与应用

无线传感器网络研究现状与应用

无线传感器网络研究现状与应用一、本文概述无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是一种由许多在空间上分布的自动装置组成的网络,这些装置能够使用传感器协作地监控不同环境或对象的物理或化学现象,并通过无线方式进行信息传输。

近年来,随着物联网、大数据和等技术的飞速发展,无线传感器网络的研究和应用日益受到关注,成为信息技术领域的一个研究热点。

本文旨在全面综述无线传感器网络的研究现状和应用领域。

我们将对无线传感器网络的基本概念、特点和关键技术进行介绍,包括传感器节点的设计与优化、网络通信协议、能量管理策略等。

接着,我们将对无线传感器网络在环境监测、智能交通、农业物联网、医疗健康、军事防御等领域的应用进行深入探讨,分析其在不同场景下的优势和挑战。

我们还将对无线传感器网络的发展趋势和未来研究方向进行展望,以期为该领域的进一步发展提供参考和借鉴。

通过本文的阐述,我们希望能够为相关领域的学者和工程师提供一个全面而深入的无线传感器网络研究现状和应用概览,同时推动无线传感器网络技术的进一步发展和应用推广。

二、无线传感器网络研究现状无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)是近年来物联网领域研究的热点之一。

随着微型化、低功耗、高性能传感器技术的快速发展,以及无线通信技术的进步,无线传感器网络得到了广泛的应用和深入的研究。

网络拓扑与协议研究:无线传感器网络拓扑结构的研究主要关注如何有效地组织传感器节点,以提高网络的覆盖范围和连通性。

针对传感器节点的能量限制,研究人员还设计了多种节能的通信协议,如跳频扩频、时分复用等,以延长网络的生命周期。

数据融合与处理技术:在无线传感器网络中,由于传感器节点数量众多,产生的数据量巨大。

因此,数据融合与处理技术成为了研究的重点。

数据融合旨在将多个传感器节点的数据融合成一条或多条有用信息,减少数据传输量并提高数据的准确性。

无线传感器网络的研究现状及发展趋势

无线传感器网络的研究现状及发展趋势

无线传感器网络的数据隐私保护
数据加密技术
为了保护无线传感器网络中的数据隐私, 研究人员正在研究新的数据加密技术。这 些技术包括对称加密算法、非对称加密算 法、同态加密等。这些加密技术能够有效 地保护数据隐私,防止数据泄露和攻击。
VS
安全路由协议
安全路由协议是无线传感器网络中的重要 组成部分,能够有效地防止恶意攻击和数 据篡改。目前,已经出现了一些安全路由 协议,如基于密钥的安全路由协议、基于 身份的安全路由协议等。这些协议能够有 效地保护数据隐私和网络安全。
特点
低功耗、微型化、分布式、自组织、抗干扰能力强、能够适应各种环境和应 用场景。
无线传感器网络的应用场景
环境监测
用于气象、水文、环境保护等领域,实现 对环境参数的实时监测和数据采集。
医疗护理
用于远程医疗和健康监测,实现对患者生 命体征的实时监测和数据传输。
智能家居
用于家庭智能化管理,实现家居设备的互 联互通和智能化控制。
据传输。
网状结构
所有节点都通过多跳路由的方 式相互连接,构成一个自组织
的网络拓扑结构。
无线传感器网络的通信协议
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MAC协议
负责协调和安排网络中的 节点进行数据传输,避免 碰撞和冲突。
路由协议
负责将数据从源节点通过 网络转发到目的节点,同 时优化能量消耗。
同步协议
负责协调网络中各个节点 的时钟,以确保数据传输 的同步性。
智能家居中的应用
总结词
智能家居中,无线传感器网络被用于实现家庭环境的实 时监测和控制,提高居住的舒适度和节能效果。
详细描述
随着人们对居住环境的要求不断提高,智能家居成为了 新的趋势。无线传感器网络在智能家居中的应用可以实 现家庭环境的实时监测和控制。例如,通过部署在室内 的温湿度传感器、光照传感器、人体感应器等,可以实 时监测室内的温度、湿度、光照和人员活动情况,并利 用无线通信技术将数据传输到智能手机或平板电脑上进 行分析和控制。此外,智能家居还可以实现家电的远程 控制和能源管理等功能,提高居住的舒适度和节能效果 。

无线传感器网络的应用现状与未来发展方向

无线传感器网络的应用现状与未来发展方向

无线传感器网络的应用现状与未来发展方向无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是由许多小型传感器节点组成的网络系统,可以实时采集和传输各种环境信息。

它具有灵活、低成本、易部署等特点,被广泛应用于环境监测、智能交通、农业、医疗等领域。

本文将探讨无线传感器网络的应用现状和未来发展方向。

一、无线传感器网络的应用现状1.1 环境监测无线传感器网络在环境监测方面发挥了重要作用。

例如,通过部署传感器节点监测空气质量、水质污染等环境参数,可以及时预警和应对环境污染事故。

同时,无线传感器网络还可以应用于林火监测、地震预警等自然灾害监测领域,提高对灾害的预警和救援能力。

1.2 智能交通在智能交通领域,无线传感器网络可以用于实时监测交通流量、车辆速度等信息,提供实时的路况信息。

基于这些信息,可以优化交通信号配时,减少交通拥堵,并提供个性化的导航服务。

此外,无线传感器网络还可以实现车辆自动驾驶技术,提高交通的安全性和效率。

1.3 农业在农业领域,无线传感器网络可以监测土壤水分、温度、光照等参数,提供农作物生长环境的实时信息。

基于这些信息,农民可以精确控制灌溉量和施肥量,提高农业生产效益。

同时,无线传感器网络还可以应用于畜牧业的动物监测,实现实时监测牲畜的健康状况和行为信息。

1.4 医疗在医疗领域,无线传感器网络可以用于监测病人的生命体征,如心率、血氧含量等,提供实时的健康状态监测。

通过传感器节点的布设,医务人员可以有效监测患者的病情变化,并及时采取相应的治疗措施。

此外,无线传感器网络还可以用于健康管理领域,定制个性化的健康监测方案,实现预防和康复的目的。

二、无线传感器网络的未来发展方向2.1 能源管理无线传感器网络通常由电池供电,能源管理一直是制约其发展的重要问题。

未来,可以通过能量收集技术,如光能、热能、振动能等,实现对传感器节点的自动供能,减少更换电池的次数,提高网络的可用性和可持续性。

无线传感器网络技术的发展现状

无线传感器网络技术的发展现状

无线传感器网络技术的发展现状近年来,随着互联网和物联网的不断发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)技术也得到了迅猛的发展。

无线传感器网络是由大量的低成本、低功耗、小型化的无线传感器节点组成的一种自组织的网络系统,可以实时地对环境进行监测、采集、处理和传输信息。

本文将从无线传感器网络的技术特点、应用领域、发展现状以及未来发展趋势等方面进行探讨。

一、技术特点无线传感器网络具有以下技术特点:1. 自组织性:无线传感器网络是由大量的传感器节点组成的自组织网络系统,具有自适应性和可靠性。

当其中一个节点出现故障时,其他节点可以自动协调,以确保整个系统的正常运行。

2. 网络拓扑结构简单:无线传感器网络拓扑结构一般为星形或树形结构,相对于其他网络的结构更为简单,易于构建和维护。

3. 高效能:传感器节点具有低功耗、小尺寸和低成本等特点,可以在较小的范围内进行高效而准确的数据采集和传输。

4. 跨越物理界限:无线传感器网络可以跨越物理界限,实现对环境的全面监测,如地震、气象、海洋等领域。

5. 实时性:无线传感器网络可以实现对环境的实时监测和数据传输,提供快速而精准的信息反馈。

二、应用领域无线传感器网络已经被广泛应用于以下领域:1. 环境监测:无线传感器网络可以实时监测大气污染、水质污染、噪声等环境指标,对环保工作起到重要作用。

2. 智能交通:将传感器节点布置在道路光杆或交通信号灯上,可以实现对车道交通流量监测、车速检测、车辆识别等。

3. 农业领域:无线传感器网络可以实现土壤湿度、土壤温度、光照强度等参数的实时监测,提高农作物生产效率。

4. 工业领域:无线传感器网络可以实现工业生产的实时监测和质量控制,提高工业生产效率和产品质量。

三、发展现状随着无线传感器网络技术的不断发展,其在各个领域得到了广泛应用。

无线传感器网络技术已经成为了物联网中的核心技术之一。

目前,国内外无线传感器网络技术的研究重点主要集中在以下几个方面:1. 无线传感器网络的网络结构和协议优化:通过改进协议、网络结构,提高网络传输性能,减少传输延迟。

无线传感网络技术的研究现状与应用

无线传感网络技术的研究现状与应用

无线传感网络技术的研究现状与应用无线传感网络技术是指通过传感器节点搭建起来的一种多节点的网络结构,该网络结构由无线通信和传感器技术组成,能够对周围环境进行实时监测,进行数据处理、存储和传输。

在近几年中,无线传感网络技术一直是众多学者和企业关注的重点领域之一,也是新兴技术发展中备受关注的方向。

本文将介绍无线传感网络技术的研究现状与应用。

一、无线传感网络技术的研究现状在近年来,随着无线传感网络技术的不断发展,该技术得到了越来越多的重视和广泛应用。

经过多年的技术积累和进步,无线传感网络技术的研究现状已经全面提升,在多个方向上都有了更丰富和实用的成果。

1. 无线节点的设计无线传感网络中最重要的部分就是传感器节点的设计,一般节点的设计是需要考虑到两个方面的问题:能耗和通信质量。

在传感器节点的设计中,需要研究新的能源管理策略和低功耗设计技术。

同时,为了提高通信质量,需要研究新的传输机制,以及改进数据传输的效率,提高通信的稳定性和可靠性。

2. 网络拓扑结构的研究网络拓扑结构是指无线传感网络中各种节点之间的互联关系。

优化网络拓扑结构能够有效地提高网络整体性能和可靠性。

在研究中,通过对不同的拓扑结构进行比较和分析,进一步提高了无线传感网络的能力和效率。

3. 路由技术的研究在网络中节点之间的通信协议就是路由技术。

通过对路由技术的不断研究和改进,必然能进一步提高网络整体性能。

当前已经出现了很多种不同的路由协议,如LEACH、TEEN和PEGASIS 等,在不同情境下广泛应用,且大大提高了网络的性能和效率。

二、无线传感网络技术的应用随着无线传感网络技术的发展,这项技术已经被广泛应用在各个领域中,如环境监测、智能交通、医疗保健、安防监控等。

1. 环境监测无线传感网络技术可以实时监测环境中的各个参数,如温度、湿度、大气压力、光照、降雨等。

特别是在大气污染、水污染、地震、叶绿素含量等重要能够提供更为准确的数据和信息。

2. 智能交通无线传感网络技术可以为智能交通提供一种新的解决方案。

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无线传感器网络技术发展现状Development Status of Wireless Sensor Network2009-09-25作者:朱红松,孙利民摘要:在对无线传感器网路(WSN)产生和发展、技术成熟程度分析的基础上,文章分析了WSN 组网模式、拓扑控制、媒体访问控制(MAC)和链路控制、路由与数据转发及跨层设计、时间同步技术、自定位和目标定位技术等组网关键技术和应用支撑技术方面的研究内容。

基于应用中的典型实用和示范系统,文章对WSN的应用进行了分类。

关键字:无线传感器网络;自组织网络;无线Mesh网络;分簇控制;能量效率;移动控制英文摘要:The article introduces the startup, roadmap of Wireless Sensor Network (WSN), and its maturity in techniques and market, and surveys key research topics and techniques supporting applications in this area, including networking model, topology control, media access and link control, routing, data forwarding and cross-layer design technique, time synchronization, node positioning, object tracking, etc. Based on practical application and demonstration of the typicalsystems, the paper classifies applications of WSN.英文关键字:wireless sensor network; Ad hoc network; wireless mesh networks; clustering control;energy efficiency; motion control基金项目:国家重点基础研究发展规划(“973”计划)项目(2006CB303000);国家自然科学基金资助项目(60773055)无线传感器网络(WSN)是信息科学领域中一个全新的发展方向,同时也是新兴学科与传统学科进行领域间交叉的结果。

无线传感器网络经历了智能传感器、无线智能传感器、无线传感器网络3个阶段。

智能传感器将计算能力嵌入到传感器中,使得传感器节点不仅具有数据采集能力,而且具有滤波和信息处理能力;无线智能传感器在智能传感器的基础上增加了无线通信能力,大大延长了传感器的感知触角,降低了传感器的工程实施成本;无线传感器网络则将网络技术引入到无线智能传感器中,使得传感器不再是单个的感知单元,而是能够交换信息、协调控制的有机结合体,实现物与物的互联,把感知触角深入世界各个角落,必将成为下一代互联网的重要组成部分。

1 无线传感器网络技术发展背景1996年,美国UCLA大学的William J Kaiser教授向DARPA提交的“低能耗无线集成微型传感器”揭开了现代WSN网络的序幕。

1998年,同是UCLA大学的Gregory J Pottie教授从网络研究的角度重新阐释了WSN的科学意义。

在其后的10余年里,WSN网络技术得到学术界、工业界乃至政府的广泛关注,成为在国防军事、环境监测和预报、健康护理、智能家居、建筑物结构监控、复杂机械监控、城市交通、空间探索、大型车间和仓库管理以及机场、大型工业园区的安全监测等众多领域中最有竞争力的应用技术之一。

美国商业周刊将WSN网络列为21世纪最有影响的技术之一,麻省理工学院(MIT)技术评论则将其列为改变世界的10大技术之一。

1.1 WSN相关的会议和组织WSN网络技术一经提出,就迅速在研究界和工业界得到广泛的认可。

1998年到2003年,各种与无线通信、Ad Hoc网络、分布式系统的会议开始大量收录与WSN网络技术相关的文章。

2001年,美国计算机学会(ACM)和IEEE成立了第一个专门针对传感网技术的会议International Conference on Information Processing in Sensor Network(IPSN),为WSN网络的技术发展开拓了一片新的技术园地。

2003年到2004年,一批针对传感网技术的会议相继组建。

ACM在2005年还专门创刊ACM Transaction on Sensor Network,用来出版最优秀的传感器网络技术成果。

2004年,Boston大学与BP、Honeywell、Inetco Systems、Invensys、Millennial Net、Radianse、Sensicast Systems等公司联合创办了传感器网络协会,旨在促进WSN技术的开发。

2006年10月,在中国北京,中国计算机学会传感器网络专委会正式成立,标志着中国WSN技术研究开始进入一个新的历史阶段。

1.2 相关科研和工程项目美国从20世纪90年代开始,就陆续展开分布式传感器网络(DSN)、集成的无线网络传感器(WINS)、智能尘埃(Smart Dust)、?滋AMPS、无线嵌入式系统(WEBS)、分布式系统可升级协调体系结构研究(SCADDS)、嵌入式网络传感(CENS)等一系列重要的WSN网络研究项目。

自2001年起,美国国防部远景研究计划局(DARPA)每年都投入千万美元进行WSN网络技术研究,并在C4ISR基础上提出了C4KISR计划,强调战场情报的感知能力、信息的综合能力和利用能力,把WSN网络作为一个重要研究领域,设立了Smart Sensor Web、灵巧传感器网络通信、无人值守地面传感器群、传感器组网系统、网状传感器系统等一系列的军事传感器网络研究项目。

在美国自然科学基金委员会的推动下,美国如麻省理工学院、加州大学伯克利分校、加州大学洛杉矶分校、南加州大学、康奈尔大学、伊利诺斯大学等许多著名高校也进行了大量WSN网络的基础理论和关键技术的研究。

美国的一些大型IT公司(如Intel、HP、Rockwell、Texas Instruments等)通过与高校合作的方式逐渐介入该领域的研究开发工作,并纷纷设立或启动相应的研发计划,在无线传感器节点的微型化、低功耗设计、网络组织、数据处理与管理以及WSN网络应用等方面都取得了许多重要的研究成果。

Dust Networks和Crossbow Technologies等公司的智能尘埃、Mote、Mica系列节点已走出实验室,进入应用测试阶段。

除美国以外,日本、英国、意大利、巴西等国家也对传感器网络表现出了极大的兴趣,并各自展开了该领域的研究工作。

中国现代意义的WSN网络及其应用研究几乎与发达国家同步启动,首先被记录在1999年发表的中国科学院《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。

2001年,中国科学院成立了微系统研究与发展中心,挂靠中科院上海微系统所,旨在整合中科院内部的相关单位,共同推进传感器网络的研究。

从2002年开始,中国国家自然科学基金委员会开始部署传感器网络相关的课题。

截至2008年底,中国国家自然基金共支持面上项目111项、重点项目3项;国家“863”重点项目发展计划共支持面上项目30余项,国家重点基础研究发展计划“973”也设立2项与传感器网络直接相关的项目;国家发改委中国下一代互联网工程项目(CNGI)也对传感器网络项目进行了连续资助。

“中国未来20年技术预见研究”提出的157个技术课题中有7项直接涉及无线传感器网络。

2006年初发布的《国家中长期科学与技术发展规划纲要》为信息技术确定了3个前沿方向,其中2个与无线传感器网络研究直接相关。

最值得一提的是,中国工业与信息化部在2008年启动的“新一代宽带移动通信网”国家级重大专项中,有第6个子专题“短距离无线互联与无线传感器网络研发和产业化”是专门针对传感器网络技术而设立的。

该专项的设立将大大推进WSN网络技术在应用领域的快速发展。

1.3 WSN技术的成熟度分析Gartner信息技术研究与咨询公司从2005年到2008年对WSN网络的技术追踪和评估。

2005年,Gartner认为WSN技术的关注度已经越过了膨胀高峰并回归理性,表现为以美国为首的科研人员开始理性反思这种技术模式是不是有进一步推广和发展的机会。

当时的预期比较乐观,认为该技术将在2~5年内走向成熟。

2006年,Gartner的评估认为该技术正按照预定曲线前行,但成熟时间要更长一些;而到了2007年,Gartner发现对该技术的关注度又有大幅度回升,但其市场并没有走向高产能期,而是似乎又回到了技术膨胀期。

同时,距离成熟的时间仍然是10年以上。

超过5年的市场预测往往意味公司对该项技术缺乏准确的判断。

从这一点上看,WSN技术从市场的角度上看还有些扑朔迷离。

Gartner的2008年技术预测报告中没有对该领域进行预测也正是基于这一点。

这种结果的可能原因是杀手级应用所需的几项关键性的支撑技术目前难于突破,微型化、可靠性、能量供给在目前看来是制约应用的最大问题。

另外,这些技术之间还彼此制约。

首先,微型化使节点通信距离变短,路径长度增加,数据延迟难于预期;其次,能量获取和存储容量与设备体积(表面积)呈正比,充足的能源和微型化设计之间的矛盾难于调和;再有,现有电子技术还很难做到可降解的绿色设计,微型化给回收带来困难,从而威胁到环境健康。

市场不会向技术妥协,如果一项技术不能在方方面面做到完美就很难被市场所接受。

无线传感器网络技术要想在未来十几年内有所发展,一方面要在这些关键的支撑技术上有所突破;另一方面,就要在成熟的市场中寻找应用,构思更有趣、更高效的应用模式。

值得庆幸的是,WSN技术在中国找到了发展机会。

政府引导、研究人员推动和企业的积极参与大大加快了WSN技术的市场化进程。

中国必将在WSN技术和市场推进中发挥重要作用。

2 WSN技术体系及其发展现状WSN技术是多学科交叉的研究领域,因而包含众多研究方向,WSN技术具有天生的应用相关性,利用通用平台构建的系统都无法达到最优效果。

WSN技术的应用定义要求网络中节点设备能够在有限能量(功率)供给下实现对目标的长时间监控,因此网络运行的能量效率是一切技术元素的优化目标。

下面从核心关键技术和关键支撑技术两个层面分别介绍应用系统所必须的设计和优化的技术要点。

2.1 核心关键技术2.1.1 组网模式在确定采用无线传感器网络技术进行应用系统设计后,首先面临的问题是采用何种组网模式。

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