① 設計無線感測器網路的節點部署方案時必須考慮哪些問題
設計無線感測器網路節點需要遵循以下幾個主要的原則。
(1)微型化與低成本
由於無線感測器網路節點數量大,只有實現節點的微型化與低成本才有可能大規模部署與應用。因此節點的微型化與低成本一直是研究人員追求的主要目標之一。對於目標跟蹤與位置服務一類的應用來說,部署的無線感測器節點越密,定位精度就越高。對於醫療監控類的應用來說,微型節點容易被穿戴。實現節點的微型化與低成本需要考慮硬體與軟體兩個方面的因素,而關鍵是研製專用的片上系統(System on Chip,SoC)晶元。對於傳統的個人計算機,內存2GB、硬碟100GB已經是常見的配置,而一個典型的無線感測器節點的內存只有4kB、程序存儲空間只有10kB。正是因為感測器節點硬體配置的限制,所以節點的操作系統、應用軟體結構的設計與軟體編程都必須注意節約計算資源,不能夠超出節點硬體可能支持的范圍。
(2)低功耗
感測器節點在使用過程中受到電池能量的限制。在實際應用中,通常要求感測器節點數量很多,但是每個節點的體積很小,攜帶的電池能量十分有限。同時,由於無線感測器網路的節點數量多、成本低廉、部署區域的環境復雜,有些區域甚至人員不能到達,因此感測器節點通過更換電池來補充能源是不現實的。如何高效使用有限的電池能量,來最大化網路生命周期是無線感測器網路面臨的最大的挑戰。
感測器節點消耗能量的模塊包括:感測器模塊、處理器模塊和無線通信模塊。隨著集成電路工藝的進步,處理器和感測器模塊的功耗變得很低。圖2-43給出了感測器節點各部分能量消耗情況。從圖中可以看出,感測器節點能量的絕大部分消耗在無線通信模塊。感測器節點發送信息消耗的電能比計算更大,傳輸1bit信號到相距100m的其他節點需要的能量相當於執行3000條計算指令消耗的能量。
圖2-43感測器節點各部分能量消耗情況無線通信模塊存在四種狀態:發送、接收、空閑和休眠。無線通信模塊在空閑狀態一直監聽無線信道的使用情況,檢查是否有數據發送給自己,而在休眠狀態則關閉通信模塊。從圖中可以看到,無線通信模塊在發送狀態的能量消耗最大;在空閑狀態和接收狀態的能量消耗接近,但略少於發送狀態的能量消耗;在休眠狀態的能量消耗最少。為讓網路通信更有效率,必須減少不必要的轉發和接收,不需要通信時盡快進入休眠狀態,這是設計無線感測器網路協議時需要重點考慮的問題。
(3)靈活性與可擴展性
無線感測器網路節點的靈活性與可擴展性表現在適應不同的應用系統,或部署在不同的應用場景中。例如,感測器節點可以用於森林防火的無線感測器網路中,也可以用於天然氣管道安全監控的無線感測器網路中;可以用於沙漠乾旱環境下天然氣管道安全監控,也可以用於沼澤地潮濕環境的安全監控;可以適應單一聲音感測器精確位置測量的應用,也可以適應溫度、濕度與聲音等多種感測器的應用;節點可以按照不同的應用需求,將不同的功能模塊自由配置到系統中,而不需重新設計新的感測器節點;節點的硬體設計必須考慮提供的外部介面,可以方便地在現有的節點上直接接入新的感測器。軟體設計必須考慮到可裁剪,可以方便地擴充功能,可以通過網路自動更新應用軟體。
(4)魯棒性
普通的計算機或PDA、智能手機可以通過經常性的人機交互來保證系統的正常運行。而無線感測器節點與傳統信息設備最大的區別是無人值守,一旦大量無線感測器節點被飛機拋灑或人工安置後,就需要獨立運行。即使是用於醫療健康的可穿戴節點,也需要獨立工作,使用者無法與其交互。對於普通的計算機,如果出現故障,人們可以通過重啟來恢復系統的工作狀態。而在無線感測器網路的設計中,如果一個節點崩潰,那麼剩餘的節點將按照自組網的思路,重新組成具有新拓撲的自組網。當剩餘的節點不能夠組成新的網路時,這個無線感測器網路就失效了。因此感測器節點的魯棒性是實現無線感測器網路長時間工作重要的保證。更多http://www.big-bit.com/news/list-75.html
② 感測器的發展中,無線感測器網路的發展分為哪些階段
無線感測器
無線感測器的組成模塊封裝在一個外殼內,在工作時它將由電池或振動發電機提供電源,構成無線感測器網路節點。它可以採集設備的數字信號通過無線感測器網路傳輸到監控中心的無線網關,直接送入計算機,進行分析處理。如果需要,無線感測器也可以實時傳輸採集的整個時間歷程信號。
發展歷程
早在上世紀70年代,就出現了將傳統感測器採用點對點傳輸、連接感測控制器而構成感測器網路雛形,我們把它歸之為第一代感測器網路。隨著相關學科的的不斷發展和進步,感測器網路同時還具有了獲取多種信息信號的綜合處理能力,並通過與感測控制器的相聯,組成了有信息綜合和處理能力的感測器網路,這是第二代感測器網路。而從上世紀末開始,現場匯流排技術開始應用於感測器網路,人們用其組建智能化感測器網路,大量多功能感測器被運用,並使用無線技術連接CONTROLENGINEERING China版權所有,無線感測器網路逐漸形成。
無線感測器網路是新一代的感測器網路,具有非常廣泛的應用前景,其發展和應用,將會給人類的生活和生產的各個領域帶來深遠影響。發達國家如美國,非常重視無線感測器網路的發展CONTROLENGINEERING China版權所有,IEEE正在努力推進無線感測器網路的應用和發展,波士頓大學(BostonUnversity)還於最近創辦了感測器網路協會(Sensor Network Consortium),期望能促進感測器聯網技術開發。除了波士頓大學,該協會還包括BP、霍尼韋爾(Honeywell)、Inetco Systems、Invensys、L-3Communications、Millennial Net、Radianse、Sensicast Systems及Textron Systems。美國的《技術評論》雜志在論述未來新興十大技術時,更是將無線感測器網路列為第一項未來新興技術,《商業周刊》預測的未來四大新技術中,無線感測器網路也列入其中。可以預計,無線感測器網路的廣泛是一種必然趨勢,它的出現將會給人類社會帶來極大的變革。
應用現狀
雖然無線感測器網路的大規模商業應用CONTROLENGINEERING China版權所有,由於技術等方面的制約還有待時日,但是最近幾年,隨著計算成本的下降以及微處理器體積越來越小,已經為數不少的無線感測器網路開始投入使用。目前無線感測器網路的應用主要集中在以下領域:
1 環境的監測和保護
隨著人們對於環境問題的關注程度越來越高,需要採集的環境數據也越來越多,無線感測器網路的出現為隨機性的研究數據獲取提供了便利,並且還可以避免傳統數據收集方式給環境帶來的侵入式破壞。比如,英特爾研究實驗室研究人員曾經將32個小型感測器連進互聯網,以讀出緬因州"大鴨島"上的氣候,用來評價一種海燕巢的條件。無線感測器網路還可以跟蹤候鳥和昆蟲的遷移,研究環境變化對農作物的影響,監測海洋、大氣和土壤的成分等。此外,它也可以應用在精細農業中控制工程網版權所有,來監測農作物中的害蟲、土壤的酸鹼度和施肥狀況等。
2 醫療護理
無線感測器網路在醫療研究、護理領域也可以大展身手。
③ 為什麼無線感測器節點性能提升十分緩慢,沒有像摩爾定律的速度發展
WSN(wirelesssensornetworks)是無線感測器網路,是由大量的具有感知能力的感測器節點,通過自組織方式構成的無線網路。感測器監控不同位置的物理或環境狀況(比如溫度、聲音、振動、壓力、運動或污染物)。無線感測器網路的發展最初起源於戰場監測等軍事應用。而現今無線感測器網路被應用於很多民用領域,如環境與生態監測、健康監護、家居自動化以及交通控制等。
一個典型的無線感測器網路的系統架構包括分布式無線感測器節點(群)、接收發送器匯聚節點、互聯網或通信衛星和任務管理節點等,如下圖所示。大量感測器節點隨機部署在監測區域內部或附近,能夠通過自組織方式構成網路。感測器節點監測的數據沿著其他感測器節點逐跳地進行傳輸,在傳輸過程中監測數據可能被多個節點處理,經過多跳後路由到匯聚節點,最後通過互聯網或衛星到達管理節點。用戶通過管理節點對感測器網路進行配置和管理,發布監測任務以及收集監測數據。
無線感測器網路中主要包含兩類節點:
感測器節點:具有感知和通信功能的節點,在感測器網路中負責監控目標區域並獲取數據,以及完成與其他感測器節點的通信,能夠對數據進行簡單的處理。
Sink節點:又稱為基站節點,負責匯總由感測器節點發送過來的數據,並作進一步數據融合以及其他操作,最終把處理好的數據上傳至互聯網
匯聚節點
匯聚節點的處理能力、存儲能力和通信能力相對較強,它是連接感測器網路與Intemet等外
部網路的網關,實現兩種協議間的轉換,同時向感測器節點發布來自管理節點的監測任務,並把WSN收集到的數據轉發到外部網路上。匯聚節點既可以是一個具有增強功能的感測器節點,有足夠的能量供給和更多的、Flash和SRAM中的所有信息傳輸到計算機中,通過匯編軟體,可很方便地把獲取的信息轉換成匯編文件格式,從而分析出感測節點所存儲的程序代碼、路由協議及密鑰等機密信息,同時還可以修改程序代碼,並載入到感測節點中。
管理節點
管理節點用於動態地管理整個無線感測器網路:感測器網路的所有者通過管理節點訪問無線感測器網路的資源。
無線感測器網路的拓撲結構
三種常見拓撲結構
星型拓撲:具有組網簡單、成本低;但網路覆蓋范圍小,一旦sink節點發生故障,所有與sink節點連接的感測器節點與網路中心的通信都將中斷。星形拓撲結構組網時,電池的使用壽命較長。
網狀拓撲:具有組網可靠性高、覆蓋范圍大的優點,但電池使用壽命短、管理復雜
樹狀拓撲:具有星形和網狀拓撲的一些特點,既保證了網路覆蓋范圍大,同時又不至於電池使用壽命過短,更加靈活、高效。
無線感測器網路的特點
1.自組織性;2.以數據為中心;3.應用相關性;4.動態性;5.網路規模大;6.可靠性
無線感測器網路(WSN)被認為是影響人類未來生活的重要技術之一,這一新興技術為人們提供了一種全新的獲取信息、處理信息的途徑。由於WSN本身的特點,使得它與現有的傳統網路技術之間存在較大的區別,給人們提出了很多新的挑戰。
④ 無線感測器國內外研究現狀請高人指點,謝謝
更小、更廉價的低功耗計算設備代表的「後 PC 時代」沖破了傳統台式計算機和高性能伺服器的設計模式;普遍的網路化帶來的計算處理能力是難以估量的;微機電系統(micro-electro-mechanism system,簡稱 MEMS)的迅速發展奠定了設計和實現片上系統(system on chip,簡稱 SOC)的基礎.以上 3 方面的高度集成又孕育出了許多新的信息獲取和處理模式,感測器網路就是其中一例.隨機分布的集成有感測器、 數據處理單元和通信模塊的微小節點通過自組織的方式構成網路,藉助於節點中內置的形式多樣的感測器測量所在周邊環境中的熱、紅外、聲納、雷達和地震波信號,從而探測包括溫度、濕度、雜訊、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等眾多我們感興趣的物質現象.在通信方式上,雖然可以採用有線、無線、紅外和光等多種形式,但一般認為短距離的無線低功率通信技術最適合感測器網路使用,為明確起見,一般稱作無線感測器網路.但也不絕對,Berkeley 的 Smart Dust因為可以像塵埃一樣懸浮在空中,有效地避免了障礙物的遮擋,因此採用光作為通信介質. 無線感測器網路與傳統的無線網路(如 WLAN 和蜂窩行動電話網路)有著不同的設計目標,後者在高度移動的環境中通過優化路由和資源管理策略最大化帶寬的利用率,同時為用戶提供一定的服務質量保證.在無線感測器網路中,除了少數節點需要移動以外,大部分節點都是靜止的.因為它們通常運行在人無法接近的惡劣甚至危險的遠程環境中,能源無法替代,設計有效的策略延長網路的生命周期成為無線感測器網路的核心問題.當然,從理論上講,太陽能電池能持久地補給能源,但工程實踐中生產這種微型化的電池還有相當的難度.在無線感測器網路的研究初期,人們一度認為成熟的Internet技術加上Ad-hoc路由機制對感測器網路的設計是足夠充分的,但深入的研究表明:感測器網路有著與傳統網路明顯不同的技術要求.前者以數據為中心,後者以傳輸數據為目的.為了適應廣泛的應用程序,傳統網路的設計遵循著「端到端」的邊緣論思想,強調將一切與功能相關
的處理都放在網路的端系統上,中間節點僅僅負責數據分組的轉發,對於感測器網路,這未必是一種合理的選擇.一些為自組織的 Ad-hoc 網路設計的協議和演算法未必適合感測器網路的特點和應用的要求.節點標識(如地址等)的作用在感測器網路中就顯得不是十分重要,因為應用程序不怎麼關心單節點上的信息;中間節點上與具體應用相關的數據處理、融合和緩存也顯得很有必要.在密集性的感測器網路中,相鄰節點間的距離非常短,低功耗的多跳通信模式節省功耗,同時增加了通信的隱蔽性,也避免了長距離的無線通信易受外界雜訊干擾的影響.這些獨特的要求和制約因素為感測器網路的研究提出了新的技術問題.
這是引用軟體學報《無線感測器網路》的一段話。
國內做的好的無線感測器網路/物聯網:中科院、國防科大、哈工大、西北工業大學等等
國外相當好的:UC Berkeley、mit 、 貝爾實驗室、韓國諸多院校、香港科技大學(這個大家都是這么歸類的,不是我賣國)等。
提問者可以上中國知網搜EI源刊看一看國內研究現狀
再上google學術搜索wsn,如果有條件就直接去sci的搜索平台搜一下研究現狀。
⑤ 無線感測器網路面臨的挑戰有哪些
無線通信和低功耗嵌入式技術的飛速發展,孕育出無線感測器網路(Wireless Sensor Networks, WSN),並以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點帶來了信息感知的一場變革,無線感測器網路是由部署在監測區域內大量的廉價微型感測器節點,通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網路。
信息安全
很顯然,現有的感測節點具有很大的安全漏洞,攻擊者通過此漏洞,可方便地獲取感測節點中的機密信息、修改感測節點中的程序代碼,如使得感測節點具有多個身份ID,從而以多個身份在感測器網路中進行通信,另外,攻擊還可以通過獲取存儲在感測節點中的密鑰、代碼等信息進行,從而偽造或偽裝成合法節點加入到感測網路中。一旦控制了感測器網路中的一部分節點後,攻擊者就可以發動很多種攻擊,如監聽感測器網路中傳輸的信息,向感測器網路中發布假的路由信息或傳送假的感測信息、進行拒絕服務攻擊等。
對策:由於感測節點容易被物理操縱是感測器網路不可迴避的安全問題,必須通過其它的技術方案來提高感測器網路的安全性能。如在通信前進行節點與節點的身份認證;設計新的密鑰協商方案,使得即使有一小部分節點被操縱後,攻擊者也不能或很難從獲取的節點信息推導出其它節點的密鑰信息等。另外,還可以通過對感測節點軟體的合法性進行認證等措施來提高節點本身的安全性能。
根據無線傳播和網路部署特點,攻擊者很容易通過節點間的傳輸而獲得敏感或者私有的信息,如:在使用WSN監控室內溫度和燈光的場景中,部署在室外的無線接收器可以獲取室內感測器發送過來的溫度和燈光信息;同樣攻擊者通過監聽室內和室外節點間信息的傳輸,也可以獲知室內信息,從而非法獲取出房屋主人的生活習慣等私密信息。[6]
對策:對傳輸信息加密可以解決竊聽問題,但需要一個靈活、強健的密鑰交換和管理方案,密鑰管理方案必須容易部署而且適合感測節點資源有限的特點,另外,密鑰管理方案還必須保證當部分節點被操縱後(這樣,攻擊者就可以獲取存儲在這個節點中的生成會話密鑰的信息),不會破壞整個網路的安全性。由於感測節點的內存資源有限,使得在感測器網路中實現大多數節點間端到端安全不切實際。然而在感測器網路中可以實現跳-跳之間的信息的加密,這樣感測節點只要與鄰居節點共享密鑰就可以了。在這種情況下,即使攻擊者捕獲了一個通信節點,也只是影響相鄰節點間的安全。但當攻擊者通過操縱節點發送虛假路由消息,就會影響整個網路的路由拓撲。解決這種問題的辦法是具有魯棒性的路由協議,另外一種方法是多路徑路由,通過多個路徑傳輸部分信息,並在目的地進行重組。
感測器網路是用於收集信息作為主要目的的,攻擊者可以通過竊聽、加入偽造的非法節點等方式獲取這些敏感信息,如果攻擊者知道怎樣從多路信息中獲取有限信息的相關演算法,那麼攻擊者就可以通過大量獲取的信息導出有效信息。一般感測器中的私有性問題,並不是通過感測器網路去獲取不大可能收集到的信息,而是攻擊者通過遠程監聽WSN,從而獲得大量的信息,並根據特定演算法分析出其中的私有性問題。因此攻擊者並不需要物理接觸感測節點,是一種低風險、匿名的獲得私有信息方式。遠程監聽還可以使單個攻擊者同時獲取多個節點的傳輸的信息。
對策:保證網路中的感測信息只有可信實體才可以訪問是保證私有性問題的最好方法,這可通過數據加密和訪問控制來實現;另外一種方法是限制網路所發送信息的粒度,因為信息越詳細,越有可能泄露私有性,比如,一個簇節點可以通過對從相鄰節點接收到的大量信息進行匯集處理,並只傳送處理結果,從而達到數據匿名化。
拒絕服務攻擊(DoS)
專門的拓撲維護技術研究還比較少,但相關研究結果表明優化的拓撲維護能有效地節省能量並延長網路生命周期,同時保持網路的基本屬性覆蓋或連通。本節中,根據拓撲維護決策器所選維護策略
在無線感測器網路的研究中,能效問題一直是熱點問題。當前的處理器以及無線傳輸裝置依然存在向微型化發展的空間,但在無線網路中需要數量更多的感測器,種類也要求多樣化,將它們進行鏈接,這樣會導致耗電量的加大。如何提高網路性能,延長其使用壽命,將不準確性誤差控制在最小將是下一步研究的問題。
採集與管理數據
在今後,無線感測器網路接收的數據量將會越來越大,但是當前的使用模式對於數量龐大的數據的管理和使用能力有限。如何進一步加快其時空數據處理和管理的能力,開發出新的模式將是非常有必要的。
無線通訊的標准問題
標準的不統一會給無線感測器網路的發展帶來障礙,在接下來的發展中,要開發出無線通訊標准。
⑥ 目前無線感測器網路路由協議面臨的威脅有哪些
無線通信和低功耗嵌入式技術的飛速發展,孕育出無線感測器網路(WirelessSensorNetworks,WSN),並以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點帶來了信息感知的一場變革,無線感測器網路是由部署在監測區域內大量的廉價微型感測器節點,通過無線
⑦ 物聯網的現狀
1、國內研究現狀:目前中科院信息口相關研究所幾乎都在開展無線感測網的研究工作。中科院上海微系統與信息技術研究所、中科院聲學所、中科院微電子所、中科院半導體所、中科院自動化所、中科院沈陽自動化所、中科院電子鎖、中科院上海硅酸鹽研究所、中科院軟體所、中科院計算所等中科院單位均在從事物聯網的研究。國內許多高校也掀起了無線感測網的研究熱潮,清華大學、東南大學、中國科技大學、浙江大學、華中科技大學、天津大學、南開大學等高校紛紛開展了有關無線感測器網路方面的研究工作。國內物聯網先頭單位——中科院工作基礎,中國科學院在感測器與微系統、感測網與寬頻接入等領域已有長期的工作基礎,並在知識創新工程中進行了更大的前瞻性戰略布局:1999年,將「無線感測網及其應用」列入知識創新工程重點方向。2001年,成立「中國科學院上海微系統與信息技術研究所」。2001年,成立「中國科學院微系統中心」(非法人事業機構),作為頂層協調機構負責組織全院相應研究所開展微系統和感測網相關的創新工作。全院開展相關工作的研究所有:上海微系統所、聲學所、電子所、微電子所、半導體所、計算所、長光所、沈陽自動化所、自動化所、物理所、上海技物所、中國科技大學等十幾個單位。 中國科學院、江蘇省、無錫市共建「中國物聯網研究發展中心」總體目標:形成從研發、系統集成到典型應用示範的創新價值鏈,成為國家級「感知中國」創新基地。成為中國物聯網產業培育中心、集成創新中心和行業應用示範中心,成為中國物聯網產業大發展的核心技術引擎。針對「感知中國」戰略產業發展過程中的應用瓶頸和技術難點,開展重大技術研究;匯集各方力量和現有成果進行集成創新,推進成果轉化和產品孵化;開展應用示範,推動產業發展。 2、美國物聯網發展現狀:美國很多大學在無線感測器網路方面已開展了大量工作,如加州大學洛杉磯分校的嵌入式網路感知中心實驗室、無線集成網路感測器實驗室、網路嵌入系統實驗室等。另�,麻省理工學院從事著極低功耗的無線感測器網路方面的研究;奧本大學也從事了大量關於自組織感測器網路方面的研究,並完成了一些實驗系統的研製;賓漢頓大學計算機系統研究實驗室在移動自組織網路協議、感測器網路系統的應用層設計等方面做了很多研究工作;州立克利夫蘭大學(俄亥俄州)的移動計算實驗室在基於IP的移動網路和自組織網路方面結合無線感測器網路技術進行了研究。 除了高校和科研院所之外,國外的各大知名企業也都先後參與開展了無線感測器網路的研究。克爾斯博公司是國際上率先進行無線感測器網路研究的先驅之一,為全球超過2000所高校以及上千家大型公司提供無線感測器解決方案;Crossbow公司與軟體巨頭微軟、感測器設備巨頭霍尼韋爾、硬體設備製造商英特爾、網路設備製造巨頭、著名高校加州大學伯克利分校等都建立了合作關系。IBM提出的「智慧地球」概念已上升至美國的國家戰略。2009年,IBM與美國智庫機構向奧巴馬政府提出通過信息通信技術(ICT)投資可在短期內創造就業機會,美國政府只要新增300億美元的ICT投資(包括智能電網、智能醫療、寬頻網路三個領域),鼓勵物聯網技術發展政策主要體現在推動能源、寬頻與醫療三大領域開展物聯網技術?應用。2009年美國振興經濟法案中與ICT相關計劃整理見下表所示。②美國ICT相關發展計劃1、 歐盟物聯網發展現狀:2009年,歐盟委員會向歐盟議會、理事會、歐洲經濟和社會委員會及地區委員會遞交了《歐盟物聯網行動計劃》,以確保歐洲在建構物聯網的過程中起主導作用。行動計劃共包括14項內容:管理、隱私及數據保護、「晶元沉默」的權利、潛在危險、關鍵資源、標准化、研究、公私合作、創新、管理機制、國際對話、環境問題、統計數據和進展監督等。該行動方案,描繪了物聯網技術應用的前景,並提出要加強歐盟政府對物聯網的管理,其行動方案提出的政策建議主要包括:(1)加強物聯網管理。(2)完善隱私和個人數據保護。(3)提高物聯網的可信度、接受度、安全性。2009年10月,歐盟委員會以政策文件的形式對外發布了物聯網戰略,提出要讓歐洲在基於互聯網的智能基礎設施發展上領先全球,除了通過ICT研發計劃投資4億歐元,啟動90多個研發項目提高網路智能化水平外,歐盟委員會還將於2011年~2013年間每年新增2億歐元進一步加強研發力度,同時拿出3億歐元專款,支持物聯網相關公私合作短期項目建設。2、 日本物聯網發展現狀:自上世紀90年代中期以來,日本政府相繼制定了e-Japan、u-Japan、i-Japan等多項國家信息技術發展戰略,從大規模開展信息基礎設施建設入手,穩步推進,不斷拓展和深化信息技術的應用,以此帶動本國社會、經濟發展。其中,日本的u-Japan、i-Japan戰略與當前提出的物聯網概念有許多共同之處。2004年,日本信息通信產業的主管機關總務省提出2006至2010年間IT發展任務——u-Japan戰略。該戰略的理念是以人為本,實現所有人與人、物與物、人與物之間的連接(即4U,Ubiquitous、Universal、User-oriented、Unique),希望在2010年將日本建設成一個「實現隨時、隨地、任何物體、任何人均可連接的泛在網路社會」。2008年,日本總務省提出將u-Japan政策的重心從之前的單純關注居民生活品質提升拓展到帶動產業及地區發展,即通過各行業、地區與ICT的?化融合,進而實現經濟增長的目的。具體說就是通過ICT的有效應用,實現產業變革,推動新應用的發展;通過ICT以電子方式聯系人與地區社會,促進地方經濟發展;有效應用ICT達到生活方式變革,實現無所不在的網路社會環境。2009年7月,日本IT戰略本部頒布了日本新一代的信息化戰略——「i-Japan」戰略,為了讓數字信息技術融入每一個角落。首先,將政策目標聚焦在三大公共事業:電子化政府治理、醫療健康信息服務、教育與人才培育。提出到2015年,透過數位技術達到「新的行政改革」,使行政流程簡化、效率化、標准化、透明化,同時推動電?病歷、遠程醫療、遠程教育等應用的發展。日本政府對企業的重視也毫不遜色。另外,日本企業為了能夠在技術上取得突破,對研發同樣傾注極大的心血。在日本愛知世博會的日本展廳,呈現的是一個凝聚了機器人、納米技術、下一代家庭網路和高速列車等眾多高科技和新產品的未來景象,支撐這些的是大筆的研發投入。3、 韓國物聯網發展現狀:韓國也經歷了類似日本的發展過程。韓國是目前全球寬頻普及率最高的國家,同時它的移動通信、信息家電、數字內容等也居世界前列。面對全球信息產業新一輪「u」化戰略的政策動向,韓國制定了u-Korea?略。在具體實施過程中,韓國信通部推出IT839戰略以具體呼應u-Korea。韓國信通部發布的《數字時代的人本主義:IT839戰略》報告指出,無所不在網路社會將是由智能網路、最先進的計算技術,以及其它領先的數字技術基礎設施武裝而成的技術社會形態。在無所不在的網路社會中,所有人可以在任何地點、任何時刻享受現代信息技術帶來的便利。u-Korea意味著信息技術與信息服務的發展不僅要滿足於產業和經濟的增長,而且在國民生活中將為生活文化帶來革命性的進步。由此可見,日、韓兩國各自製定並實施的「u」計劃都是建立在兩國已夯實的信息產?硬體基礎上的,是完成「e」計劃後啟動的新一輪國家信息化戰略。從「e」到「u」是信息化戰略的轉移,能夠幫助人類實現許多「e」時代無法企及的夢想。繼日本提出u-Japan戰略後,韓國在2006年確立了u-Korea戰略。u-Korea旨在建立無所不在的社會,也就是在民眾的生活環境里,布建智能型網路、最新的技術應用等先進的信息基礎建設,讓民眾可以隨時隨地享有科技智慧服務。其最終目的,除運用IT科技為民眾創造食衣住行育樂各方面無所不在的便利生活服務,亦希望扶植IT產業發展新興應用技術,強化產業優勢與國家競爭力。為實現上述目標,u-Korea包括了四項關鍵基礎環境建設以及五大應用領域的研究開發。四項關鍵基礎環境建設是平衡全球領導地位、生態工業建設、現代化社會建設、透明化技術建設,五大應用領域是親民政府、智慧科技園區、再生經濟、安全社會環境、u生活定製化服務。u-Korea主要分為發展期與成熟期兩個執行階段。發展期(2006至2010年)的重點任務是基礎環境的建設、技術的應用以及u社會制度的建立;成熟期(2011至2015年)的重點任務為推廣u化服務。自1997年起,韓國政府出台了一系列推動國家信息化建設的產業政策。目前,韓國的RFID發展已經從先?應用開始全面推廣;而USN也進入實驗性應用階段。2009年,韓通信委員會通過了《物聯網基礎設施構建基本規劃》,將物聯網市場確定為新增長動力。該規劃樹立了到2012年「通過構建世界最先進的物聯網基礎實施,打造未來廣播通信融合領域超一流ICT強國」的目標,為實現這一目標,確定了構建物聯網基礎設施、發展物聯網服務、研發物聯網技術、營造物聯網擴散環境等4大領域、12項詳細課題。在世界物聯網領域,中國與德國、美國、韓國一起成為國際標准制定的主導國之一。2009年9月,經國家標准化管理委員會批准,全國信息技術標准化技術委員會組建了感測器網路標准工作?。標准工作組聚集了科學院、*等中國感測網主要的技術研究和應用單位,將積極開展感測網標准制訂工作,深度參與國際標准化活動,旨在通過標准化為產業發展奠定堅實技術基礎。目前,我國感測網標准體系已形成初步框架,向國際標准化組織提交的多項標准提案被採納,物聯網標准化工作已經取得積極進展。
⑧ 什麼是無線感測技術
早在上世紀70年代,就出現了將傳統感測器採用點對點傳輸、連接感測控制器而構成感測網路雛形,我們把它歸之為第一代感測器網路。隨著相關學科的不斷發展和進步,感測器網路同時還具有了獲取多種信息信號的綜合處理能力,並通過與感測控制的相聯,組成了有信息綜合和處理能力的感測器網路,這是第二代感測器網路。而從上世紀末開始,現場匯流排技術開始應用於感測器網路,人們用其組建智能化感測器網路,大量多功能感測器被運用,並使用無線技術連接,無線感測器網路逐漸形成。
無線感測器網路是新一代的感測器網路,具有非常上世紀70年代,其發展和應用,將會給人類的生活和生產的各個領域帶來深遠影響。
無線感測器網路可以看成是由數據獲取網路、數據頒布網路和控制管理中心三部分組成的。其主要組成部分是集成有感測器、處理單元和通信模塊的節點,各節點通過協議自組成一個分布式網路,再將採集來的數據通過優化後經無線電波傳輸給信息處理中心。
⑨ 無線感測器網路在軍事、環境監測、醫療、智能家居的領域已投入應用,但不知農村電網方面的應用現狀如何
雖然無線感測器網路的大規模商業應用,由於技術等方面的制約還有待時日,但是最近幾年,隨著計算成本的下降以及微處理器體積越來越小,已經為數不少的無線感測器網路開始投入使用。目前無線感測器網路的應用主要集中在以下領域:
環境的監測和保護
隨著人們對於環境問題的關注程度越來越高,需要採集的環境數據也越來越多,無線感測器網路的出現為隨機性的研究數據獲取提供了便利,並且還可以避免傳統數據收集方式給環境帶來的侵入式破壞。比如,英特爾研究實驗室研究人員曾經將32個小型感測器連進互聯網,以讀出緬因州"大鴨島"上的氣候,用來評價一種海燕巢的條件。無線感測器網路還可以跟蹤候鳥和昆蟲的遷移,研究環境變化對農作物的影響,監測海洋、大氣和土壤的成分等。此外,它也可以應用在精細農業中,來監測農作物中的害蟲、土壤的酸鹼度和施肥狀況等。
醫療護理
無線感測器網路在醫療研究、護理領域也可以大展身手。羅徹斯特大學的科學家使用無線感測器創建了一個智能醫療房間,使用微塵來測量居住者的重要徵兆(血壓、脈搏和呼吸)、睡覺姿勢以及每天24小時的活動狀況。英特爾公司也推出了無線感測器網路的家庭護理技術。該技術是做為探討應對老齡化社會的技術項目Center for Aging Services Technologies(CAST)的一個環節開發的。該系統通過在鞋、傢具以家用電器等家中道具和設備中嵌入半導體感測器,幫助老齡人士、阿爾茨海默氏病患者以及殘障人士的家庭生活。利用無線通信將各感測器聯網可高效傳遞必要的信息從而方便接受護理。而且還可以減輕護理人員的負擔。英特爾主管預防性健康保險研究的董事Eric Dishman稱,"在開發家庭用護理技術方面,無線感測器網路是非常有前途的領域"。
軍事領域
由於無線感測器網路具有密集型、隨機分布的特點,使其非常適合應用於惡劣的戰場環境中,使其非常適合應用於惡劣的戰場環境中,包括偵察敵情、監控兵力、裝備和物資,判斷生物化學攻擊等多方面用途。美國國防部遠景計劃研究局已投資幾千萬美元,幫助大學進行"智能塵埃"感測器技術的研發。哈伯研究公司總裁阿爾門丁格預測:智能塵埃式感測器及有關的技術銷售將從2004年的1000萬美元增加到2010年的幾十億美元。
目標跟蹤
DARPA支持的Scnsor IT項目探索如何將WSN技術應用於軍事領域,實現所謂「超視距」戰場監測。UCB的教授主持的Sensor Web是Sensor IT的一個子項目.原理性地驗證了應用WSN進行戰場目標跟蹤的技術可行性,翼下攜帶WSN節點的無人機(UAV)飛到目標區域後拋下節點,最終隨機布撤落在被監測區域,利用安裝在節點上的地震波感測器可以探測到外部日標,如坦克、裝甲車等,並根據信號的強弱估算距離,綜合多個節點的觀測數據,最終定位目標,並繪制出其移動的軌跡。雖然該演示系統在精度等方面還遠達不到裝備部隊用於實戰的要求,這種戰場偵察模式目前還沒有真正應用於實戰,但隨著美國國防部將其武器系統研製的主要技術目標從精確制導轉向目標感知與定位,相信WSN提供的這種新穎的戰場偵察模式會受到軍方的關注.
其他用途
無線感測器網路還被應用於其他一些領域。比如一些危險的工業環境如井礦、核電廠等,工作人員可以通過它來實施安全監測。也可以用在交通領域作為車輛監控的有力工具。此外和還可以在工業自動化生產線等諸多領域,英特爾正在對工廠中的一個無線網路進行測試,該網路由40台機器上的210個感測器組成,這樣組成的監控系統將可以大大改善工廠的運作條件。它可以大幅降低檢查設備的成本,同時由於可以提前發現問題,因此將能夠縮短停機時間,提高效率,並延長設備的使用時間。盡管無線感測器技術目前仍處於初步應用階段,但已經展示出了非凡的應用價值,相信隨著相關技術的發展和推進,一定會得到更大的應用。