什么是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳感器

什么是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳感器

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳感器是一種集傳感器、控制器、計算能力、通信能力于一身的嵌入式設備。它們跟外界物理環(huán)境交互，將收集到的信息通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò )傳送給其它的計算設備，如傳統的計算機等。隨著(zhù)傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、通信技術(shù)和半導體與微機電系統制造技術(shù)的飛速發(fā)展，制造微型、彈性、低功耗的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳感器己逐漸成為現實(shí)。

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳感器一般集成一個(gè)低功耗的微控制器(MCU)以及若千存儲器、無(wú)線(xiàn)電/光通信裝置、傳感器等組件，通過(guò)傳感器、動(dòng)臂機構、以及通信裝置和它們所處的外界物理環(huán)境交互。一般說(shuō)來(lái)，單個(gè)傳感器的功能是非常有限的，但是當它們被大量地分布到物理環(huán)境中，并組織成一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò )，再配置以性能良好的系統軟件平臺，就可以完成強大的實(shí)時(shí)跟蹤、環(huán)境監測、狀態(tài)監測等功能。

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳感器的研究起始于20世紀90年代末期。其巨大的商業(yè)軍事應用價(jià)值，吸引了世界上許多國家的關(guān)注。Intel、微軟等IT業(yè)巨頭開(kāi)始了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳感器方面的研究工作。日本、德國、英國、意大利等科技發(fā)達國家也對無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳感器表現出了極大的興趣，紛紛展開(kāi)了該領(lǐng)域的研究工作。我國在傳感器網(wǎng)絡(luò )方面的研究工作還很少，目前，國內一些高等院校與研究機構已積極開(kāi)展無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的相關(guān)研究工作，主要有清華大學(xué)、中科院軟件所、浙江大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中科院自動(dòng)化所、中國人民大學(xué)等。目前國內研究熱點(diǎn)主要集中在穿戴式計算、上下文感知環(huán)境、智能教室等領(lǐng)域，在支持普適計算的操作系統或軟件架構系統的研究尚不多見(jiàn)。

雖然無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳感器的研究工作最初是出于軍事目的，但隨著(zhù)研究工作的不斷廣泛和深入，目前民用系統占據了絕大部分，并已經(jīng)在包括動(dòng)植物監測，自然環(huán)境觀(guān)測和預報，保健醫療等方面進(jìn)行了試探性的應用研究。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳感器面臨的主要技術(shù)挑戰是在資源受限的條件下完成感知、通信和控制功能。這些限制主要包括:有限的能量供應、有限的計算能力、有限的存儲空間和有限的通信能力。目前最缺少的關(guān)鍵技術(shù)是系統軟件對管理和操作這類(lèi)設備的支持，支持網(wǎng)絡(luò )傳感器系統的操作系統是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳感器的核心。因此，支持網(wǎng)絡(luò )傳感器系統的操作系統有如下發(fā)展趨勢:(1)低能耗，超微小內核; (2)實(shí)時(shí)并發(fā);(3)專(zhuān)用特制;(4)對多種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)方式的支持。隨著(zhù) 無(wú) 線(xiàn) 網(wǎng)絡(luò )傳感器應用的日益發(fā)展與不斷深入，支持無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳感器的超微型嵌入式操作系統的研究將成為未來(lái)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳感器發(fā)展趨勢和熱點(diǎn)。