關於無線感測器網路

2021-04-14 01:06:37 字數 2068 閱讀 3213

自從研一開始研究無線感測器網路(wireless sensor networks,wsn),到現在已經過了1年多的時間了。一年多的時間,說長不長,說短不短,有些心得體會,覺得有必要記錄下來:

不記得在什麼地方上看過,無線感測器網路的提出「改變了我們感知世界的方式」。

在這個以資料為中心的網路中,充斥著被監控區域的各種資訊:從溫度,濕度,光強,位置資訊,乃至到工業控制現場的各種具體資料等等。數量龐大的感測器節點組成了乙個靈活多變的可自癒網路結構,各節點通過分布式演算法來相互協調,在無人值守的情況下,節點就能自動組織起乙個測量網路。無線感測器網路能夠保證可靠持久的蒐集所需資料,為進一步的研究和決策提供依據。儘管有多種技術難關有待攻克(能量管理,資料融合,時間同步,拓補控制等等),但是無線感測器網路的應用前景卻是毋庸置疑的,這是乙個龐大的技術體系,讓我們觀察世界,改變世界的能力又朝前邁進了一大步。

關於起源

無線感測器網路的構想最初是由美**方提出的,美國國防部高階研究所計畫署(darpa)於2023年開始資助卡耐基-梅隆大學進行分布式感測器網路的研究,這被看成是無線感測器網路的雛形。從那以後,類似的專案在全美高校間廣泛展開,著名的有uc berkeley的**artdust專案,ucla的wins專案,以及多所機構聯合攻關的sensit計畫,等等。在這些專案取得進展的同時,其應用也從軍用轉向民用。在森林火災、洪水監測之類的環境應用中,在人體生理資料監測、藥品管理之類的醫療應用中,在家庭環境的智慧型化應用以及商務應用中都已出現了它的身影。目前,無線感測器網路的商業化應用也已逐步興起。美國crossbow公司就利用**art dust專案的成果開發出了名為mote的智慧型感測器節點,還有用於研究機構二次開發的moteworktm開發平台。這些產品都很受使用者的歡迎。

關於技術

回顧一下我的研究,似乎把精力都放在定位優化上了,雖然這是課題組的需要,但是孤立地研究畢竟不是好事。前幾天由於寫作需要,翻了翻兩個德國人在05年寫的書《protocols and architectures for wireless sensor networks 》,收穫頗豐。比起清華出版的《無線感測器網路》對各種關鍵技術的泛泛而談(其實更像是對諸多參考文獻的概括),這本無線感測器網路協議與體系結構更能激發我的閱讀興趣,至少,細節上豐富了許多。

wsn涉及的關鍵技術有很多,後續會有介紹(當然是我感興趣的方面,呵呵)。

sensor network museum:各種資料的蒐集和對比,算是非常全的。

crossbow blog :行業動態,呵呵。

關於應用

寫到這,忽然想到去年我剛開始接觸wsn時經常問自己的問題:這東西除了大鴨島上的生物監測,還用在什麼地方了?言下之意,wsn確實是學術研究的熱點,但是一門技術僅僅停留在實驗室的研究階段顯然是不合格的,只有產業化了以後才能推動技術進步。wsn的概念聽了這麼多年,國內國外的研究文章更是不少,但是真正部署感測器網路進行小範圍實驗的研究團隊和公司,畢竟還是少數,更別說大規模節點應用的經驗了。於是,開始了我的搜尋。

沒想到,結果讓我眼前一亮,實在是我孤陋寡聞了,無線感測器網路產業化的程序正在不斷加快,各個領域內的應用正在不斷嘗試中。在這裡,引用crossbow公司的ceo mike horton說的一段話:「

wsn的商用可以劃分三個階段:2003~2023年,wsn開始被試用,以驗證投資回報,這一時期每個感測器節點的成本為100~300美元;2005~2023年,wsn的使用量持續增長,重點關注可靠性和整合度,每個節點的成本為10~100美元;而2007~2023年為wsn的起飛期,新應用不斷湧現,出貨量高速增長,這一時期為消費者驅動,重點關注成本和尺寸,每個節點的成本可降至1~10美元甚至可以到1美元以下。根據美國幾個知名市場公司**,到2023年,wsn節點出貨量將超過1億個,市場銷售總額超過20億美元。」

以下摘錄一些新聞,有興趣的朋友可以瀏覽一下:

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針對zigbee無線感測器網路,ti業界首款定位檢測片上系統發布

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