‘壹’ 无线传感器网络是在什么背景下产生的具有什么现实意义
按照生物敏感物质相互作用的类型分类，可分为亲和型和代谢型两种。
视觉
工作原理：
查看图片[传感器（图12）]视觉传感器是指：具有从一整幅图像捕获光线的数发千计像素的能力，图像的清晰和细腻程度常用分辨率来衡量，以像素数量表示。
视觉传感器具有从一整幅图像捕获光线的数以千计的像素。图像的清晰和细腻程度通常用分辨率来衡量，以像素数
‘贰’ 5g的重要意义
作者 | 高飞 编辑 | 周雅
来源 | 赛博故事（cybergushi）
引言：预言未来的一个好方法是回顾历史。对于通信产业内的人来说，其实是不太敢说5G重要在哪的。因为很多人都在3G/4G时代预言错了。
中国5G牌照的发放，是2019年值得记录的一刻。未来回顾技术发展史，中国5G牌照的发放也必然载入史书。
本次牌照发放，有两件事情特别值得讨论，第一个是时间，为什么是现在发放5G牌照；第二个词是应用，它将说明5G将创造何种价值。
时间
移动通信技术的发展，差不多每隔10年更新一代，2010年，讨论的是4G，2000年，热议的是3G。离2020还有半年，我们迎来了5G。技术虽然每十年一代，但是牌照的发放确不一定完全按照这个时间表来。这是通信技术的特质要求所致。
我们经常会说技术（Technology）这个词，但是背后其实包了两种技术，一种技术叫做信息技术（IT），一种技术叫做通信技术（CT）。虽然后缀相同，但是这两种技术的发展路径是不同的。信息技术主要关注计算，小到我们用的办公电脑，大到用于做天气预测的高性能计算机。而通信技术主要关注连接，小到日常用的蓝牙耳机，大到随时在线的整个互联网。
两种技术信仰的力量也不尽相同。
IT技术信仰市场力量，拿建立标准来说。在IT产业，哪家公司的力量强，哪家公司就可以建立标准。比如微软打造了PC操作系统的标准，英特尔建立了个人电脑、服务器的CPU标准；苹果和安卓则建立智能手机的操作系统标准。IT公司发布新产品、新技术，一般是不需要其他人同意的。
多数情况下，政府也不干预的IT市场的标准。
相比而言，通信技术就不同。它要尊重两种力量，一个是市场力量，一个是政府力量。每一代通信技术的发展背后，也是无数通信公司研发、开发的成果，这是市场力量的部分。但是每一代通信技术的更迭，往往也包含了政府参与和政府间的博弈。
这其中一个关键，是通信技术要使用政府所管理的资源，叫做频谱。无线通信技术，就是将我们要传递的信息编码之后，通过无线电波传输的技术，而无线电波是有频率的不同的，在不同的国家，不同的频率又有不同的用途。所以移动通信技术要想升级换代，必须要得到政府的频谱资源配合才行。
下边这张图来自维基网络，说明了不同频率的不同用途，其中超高频，就是移动通信技术常使用的频段。这也说明了为什么频率规划需要政府同意，否则不同的服务，缺乏规划的跑在同一个频段上，就像马路上挤满了车辆一样，会塞车，容易出事故。
牌照
我们现在听的政府发放牌照，某种程度上，就可以大致理解为，政府同意你在某个频段开始建设、运营无线网络了。
正因为政府掌管频率的使用，掌控牌照的发放，考虑一下本国产业利益也是难免的。比如在5G之前，3G/4G是非统一标准。不同标准，不同国家的产业资源和产业能力不同，这样政府就会倾向发放、或者倾向更早发放本国实力更强的通信牌照。
我们以ABC三国举例。
如果A国政府在任何标准能力都不强，就会相对推迟移动牌照的发放，给本国企业一点发展的时间。如果B国在某一项标准能力很强，那么该国可能会较早发放此标准的牌照；如果C国，在所有标准中所占的技术成分都比较高，或者在一个统一的标准中占的比例比较高，那么政府就会相对早发放（所有）移动牌照。
对中国来说，在3G时代，我们是A国的情况，我们在所有标准的话语权都不太足；在4G时代，我们是B国的情况，因为咱们国家支持的是一个发展相对较慢的TD-LTE标准；在5G时代，我们现在是就C国的情况，相信原因大家都懂。
但是通信技术，又不是纯粹的竞争关系，而竞争又合作。因为通信技术的本质是连接。既然是连接，就要考虑不同国家、不同地区、不同设备的连接，所以互操作性特别重要。由于形成国际标准，需要不同国家的参与讨论，所以知识产权也相对分散，技术使用是你中有我，我中有你的关系。
工信部的5G牌照预公告也说，咱们的5G是自主创新加开放合作，就是这个道理。
应用
因为贸易战的关系，和3G/4G时更多是通信产业内的人关心牌照发放不同，现在全社会都在关注这项技术进步，而且说起来5G好像是一场革命一样，谁能掌握先机，就能领先一个时代。
5G为什么这么重要呢？
大概是这么三个原因：
1、特朗普说它重要
全球知名推特博主特朗普无数次将5G作为国家竞争要素去定义，这让人不得不觉得它重要。
2、历史证明它会很重要
预言未来的一个好方法是回顾历史。对于通信产业内的人来说，其实是不太敢说5G重要在哪的。因为很多人都在3G/4G时代预言错了。
当年3G/4G出现的时候，很多人说它很重要，因为当时好像意味着手机可以看电视或者打视频电话了，听起来很革命的样子；很多人又说它不重要，因为拿手机看电视或者打视频电话可能会撞到电线杆。最后这两拨人都预言错了，3G/4G之所以重要，是因为之后的iPhone开启了移动互联网时代，重新用智能手机定义了手机。
尽管预测很难，但是大家都对一件事有共识，既然3G/4G能催生出一个移动互联网产业，5G肯定也能催生出一个新产业，虽然这个所谓的“新产业”是什么很难说，但它一定能催生“新产业”毫无疑问。
3、有个定律证明它必然很重要
第2个理由虽然论据很充分，但是证明逻辑不完整。不过有一个定律似乎可以证明5G必然有价值，那就是麦特卡夫定律（Metcalfe's law，或者叫梅特卡夫定律）。
维基网络是这样定义的，它是一个关于网络的价值和网络技术的发展的定律，由乔治·吉尔德于1993年提出，但以计算机网络先驱、3Com公司的创始人罗伯特·梅特卡夫的姓氏命名，以表彰他在以太网上的贡献。内容是：一个网络的价值等于该网络内的节点数的平方，而且该网络的价值与联网的用户数的平方成正比。
听起来有点绕口，但是意思其实很简单，就是一个网络的用户越多，那么这个网络和网络个体价值就越大。
大家可以看下便这张图加深理解：
当网络节点越多，它们互相之间的连接数量会成几何基数上升。比如两台设备，会有一种连接方式，5台电话就有10种互联方式，12个电话就有66种连接方式。
而2/3/4G的发展，也充分证明了我们的连接数越多，网络价值确实越大。2G时代，网络还要靠拨号，那时候上网设备是PC，每年几千万台的出货量，连接了每一个办公室，当时是互联网经济；3G/4G时代，有了智能手机，每年上亿的出货量，连接了地球上的所有人，就衍生了市场价值更大的移动互联网经济。
而在5G时代，一个很重要的技术特性就是能够以高带宽、低延时，连接可能千百亿数量计算的万物，这里的万物包括一部汽车、一台电灯，一个钥匙，一幢大楼，甚至通过“智能指环”连接一头牛，一只羊。
有了这样的网络，我们将会看见什么样的未来？
1G时代的人很难预言iPhone，2/3G时代的人，也无法预言微信/抖音，但是我们知道，必然会有未知的杀手级应用在5G时代等着我们，因为网络规模决定一切！
问题
尽管5G意义重大，但是我们也不能对5G过于乐观。因为前途光明，道路曲折。
移动互联网时代，发轫3G，但是大成于4G。建设新一代移动通信网络也耗资巨大，动辄以千亿计算，5G的技术复杂性，让它的实施成本也更高了。
5G的发展，需要运营商网络。但是历史同样告诉我们，虽然运营商建设了网络，但是受益每一次移动通信技术红利最大的并不是运营商，微信属于腾讯，抖音属于字节跳动。
建设者，未必是收获者，甚至一旦财务平衡不好，成为殉道者也未尝可知。
机遇
但是历史同样告诉我们，这些问题，与新一代通信技术所能创造的机遇比起来，一切都是值得的投入。5G就像我们物理世界的公路、桥梁、水利、电网一样，建设它可能成本巨大，但是一旦这个新的数字基础设施建成，整个社会都将受益于它的网络效应。就像3G/4G而来的微信已经改变了我们的工作，沟通方式。
海外的IHS Markit和高通的一份《5G经济》报告预测，到2035年，5G将在全球创造12.3万亿美元经济产出，创造2200万个工作岗位。
中国的中国信通院报告说，从2020到2025年，5G商用将直接带动中国10.6万亿元人民币的经济总产出，间接带动经济总产出约24.8万亿元人民币。更重要的是，到2025年，5G将直接为中国创造超过300万个新的就业岗位。
这些数字无疑将覆盖和超越网络建设的巨大成本。
5G的真正意义就在于此，它不止是技术的升级换代，它还将决定我们未来10年的生活、工作。
5G会创造新世界。
‘叁’ 以后不会嫌家里wifi信号覆盖不好或网速慢了，分布式wifi6来了
随着技术的发展和时代的变化，人们对速率和带宽的需求越来世扰伍越高。从2G、3G、4G一直到5G，传输速率越来越高，20年来速率提升了近20倍。作为蜂窝网络的室内覆盖补充，WiFi同样承担着大量的数据流量卸载，技术发展从802.11b/11g/11a/11n/11ac，直至即将商用的802.11ax，其带宽、网络容量、覆盖范围等主要指标都有大幅提升。这些技术的进步也让我们有能力去实现更多的应用，比如物联网。
WiFi6的杀手锏
目前家用WiFi的连接存在普遍这样的问题，即无论互联网连接有多快，当使用人数过多，就会出现“拥堵”问题。此外，目前的WiFi还存在着覆盖范围小，穿墙能力不强等缺点。
近日，在Qorvo北京新闻发布会上，WiFi之父、Qorvo无线连接业务部总经理Cees Links表示，新一代WiFi技术不仅从根本上解决了上述问题，甚至为了方便搜或用户记忆，WiFi联盟对新一代IEEE 802.11ax标准的命名也做了简化，现已改名为WiFi6，前两代技术802.11n和802.11ac则分别更名为WiFi 4和WiFi 5。Cees Links相信，WiFi6有效提高了实际数据吞吐量，同时侧重于提高网络容量，以便实现无线室内架构的改进和基础设施的长期升级。这项技术将对未来的室内无线网络带来一次革新，给人们带来前所未有的网络体验。
谈到WiFi6新架构对未来室内无线网络的影响，Cees Links表示：“传统的WiFi在与现在的蜂窝网络如2G、3G或者4G连接时，需要切换SSID，WiFi 6则不同。WiFi 6的杀手锏在于，分布式WiFi及One Pod Per Room的设计将在最大程度上实现对整个住宅的网络覆盖。以家庭为例，我们可以可在客厅中放置一个路由器，其他房间均可放置一个Pod来实现稳定的无线接入。作为一个小型的无线接入点，每一个Pod将直接连接至路由器，路由器再连接至互联网。因此，每个Pod都将提供一条全新的通路，在室内进行WiFi连接时，可选择最优通路进行WiFi网络的使用，为住宅内的每一所房间提供最优的网络传输速度，同时也拥有足够的网络容量。其中最重要的一点是，所有接入只需一个SSID。”
在配置上，Pod数量可根据住宅大小自由调整，甚至包括办公室楼宇的全方位覆盖。布置的Pod数量越多，整个建筑的WiFi网络覆盖越全面，所获得的网络体验也越好。而每个Pod的使用都需要安插在电源插口上来提供电力补充。“在这一点上，Qorvo仍然坚持‘小即是美’这一理念。因此，Qorvo也是竭尽所能缩小Pod的产品大小，以便以更低的功耗提供更优的性能。” Cees Links表示。
此外，Cees Links还提出，连接至住宅的数据速率是当今WiFi连接性的瓶颈，也就是说接入住宅的数据速率远低于智能设备与接入点之间的传输速率，即使设备之间的传输速率为7 Gb/s，但是在家中上网的速率只有100 Mb/s，数据分层严重失衡。因此，数据速率的提升以及数据分层的重建应该能够创建更有意义的数据连接。随着运营商竞相提高FTTH、DOCSIS 3.1以及 LTE/5G网关的数据速率，WiFi 6也将切实提高实际数据吞吐量并侧重于提高网络容量，此外还通过减少干扰等措施以支持在智能家居中使用多个无线电系统。相比之前的WiFi版本只注重速率的提升而忽略网络容量的影响，预计2019年即将商用的WiFi6在速率、频段、覆盖面积上都带来了明显提升，使得WiFi网络将具备更加宽松李宴的带宽流量以满足多用户的网络需求，同时也带来了更远的传输距离与更高的传输速率，能够满足诸如AR/VR、自动驾驶与4K影视等多元化场景应用的需求。
WiFi 6技术让智能家居实现真正的互联
智能家居是市场上日益普及的智能场景之一，它所提供的服务需要通过传感器获取数据，然后将数据收集至云进行分析，并提供多样化的智能服务。而数量庞大的传感器和为之提供网络连接的室内WiFi设备是实现智能家居服务的基础。
为了实现真正互联的智能家居，分布式WiFi6架构所采用的One Pod Per Room设计应该是目前最佳的无线组网方案。Cees Links利用智能电灯和智能标签举例对此进行了说明，他说：“每个Pod都用作无线接入点，每个接入点都将支持WiFi和物联网标准。这种智能家居网络架构一方面满足更高的WiFi要求，还可以加入Zigbee和蓝牙设备，甚至还能通过语音辅助命令进行控制。此外，利用分布式WiFi6架构，智能设备搭配上最新的WiFi6标准所提升的数据吞吐量与带宽容量，可以在多个通道中与无线路由器通信，无需使用额外的网关或在家中安装多个以太网/电缆/光纤连接点，从而真正创建一个更高效的智能家居环境。”
当然，有了WiFi6的One Pod Per Room架构，也可以不再使用Zigbee和蓝牙网格。此举意味着可延长设备的电池寿命，简化设置和故障排查流程，进一步降低用户使用成本，这一点意义非凡，Cees Links表示。
Qorvo的更多投资在WiFi6而不是5G
在物联网应用中，面对的无线通信标准越来越多，如WiFi、4G、蓝牙、Zigbee、NB-IoT、LoRa等，每种应用场景都有各自最适合的无线连接协议。Cees Links表示：“作为全球领先的射频解决方案供应商，Qorvo致力于设计、开发和制造高质量RF组件实现无线通信。在Qorvo主要的两大产品线中，一条产品线针对移动设备，另一条则更多聚焦于物联网与基础设施建设，低功耗产品则主要应用于智能电子标签、智能家居、智能灯和遥控器等领域。无线通信技术是Qorvo的强项，对我们来说不会在意最终哪个标准会赢得市场，我们的目标是，从RF前端到系统级解决方案，Qorvo将一网打尽。”
就WiFi6和5G的商用前景而言，Cees Links认为Qorvo的投资重点应该是WiFi6，而不是5G。这是因为，WiFi6可提供更广泛的应用，现实生活中有70%的数据传输是在WiFi网络上完成。在家中，我们会利用WiFi进行各种各样的数据传输，数据传输量与使用的规模接近于5G的两倍。如果用5G进行大规模部署的话，则需要更多的基站，资金投入会很大。而WiFi6的部署更经济实用，未来它也不会被5G所取代。
据Cees Links介绍，不久前，Qorvo宣布与世界级照明和物联网解决方案公司LEEDARSON（立达信）达成合作伙伴关系，以打造能够同时在ZigBee 3.0和蓝牙低功耗（BLE）5.0 协议下运行，并同时兼容最流行的物联网标准的智能家居照明产品系列。在该系列的首款产品——LEEDARSON智能灯泡和照明开关中，即集成了Qorvo适用于超低功耗无线应用的多协议/多通道智能家居通信控制器QPG6095。
“Qorvo产品涉及整个物联网领域，无论是从短距离通信到局域网传输，还是从射频前端的模块、芯片、软件以及系统，我们都有相关的产品，” Cees Links强调：“Qorvo目前在WiFi6领域同样处于领先地位，这一切主要得益于我们拥有优异的产品性能和无与伦比的高集成度设计。在WiFi6上，Qorvo已经做好全面准备，接下来仍将紧随无线通信与物联网市场快速发展的步伐，提供更加全面的系统级支持。”
‘肆’ 网络的发展有何意义
中国互联网络发展现状 (一)我国互联网络的基本情况 今年是我国正式接入国际互联网络的第二个10年的起始年(1994年4月，国际上正式承认我国为真正拥有全功能Internet的国家)，也正是在今年，我国的网民总数突破了1亿大关，这标志着我国互联网络发展进入了一个新阶段。 根据今年7月中国互联网络信息中心(CNNIC)发布的第十六次中国互联网络发展状况统计报告，我国互联网网民总数已经达到1.03亿，与去年同期相比增长18.4%; 其中宽带上网的人数首次超过了网民总数的一半，同时也首次超过了拨号上网的人数，达到5300万人。至今年7月，全球网民达9.38亿，其中亚洲占3.23亿，北美占2.23亿。目前，我国网民总数和宽带上网人数均仅次于美国，位居世界第二。我国IP地址近几年快速增长，总数达到6830万个，拥有量排名世界第四。我国上网计算机总数达到4560万台，与去年同期相比增长25.6%; 专线上网计算机数和拨号上网计算机数均首次出现了负增长，只有其它方式上网计算机数依然呈现出较快的增长态势。我国互联网网站总数达到67.7万个，与去年同期相比增长8.1%。我国互联网络国际出口带宽总数达到82.6G，与1999年相比增长了24倍，增长非常迅速。该报告的热点数据分析还表明，我国网上购物人数达到2000万人。网上支付的比例增长至近半数，网上购物者半年内累计购物金额达到100亿元，半年内仅通过网络购买手机就达300万部以上。 1.03亿网民、6830万个IP地址、4560万台上网计算机、67.7万个网站……这些数据说明了什么？它们在世人面前展现了一个巨大的、几乎是世界上无与伦比的巨大市场，这个市场的潜力无比巨大，蕴涵的能量无比巨大; 它决不会止步于眼前这些数据，决不会止步于2000万购物大军和半年100亿元的购买能力，更不会仅仅止步于网上购物; 互联网对人们的影响力已经凸显。任何一件小事情，放到网上去，都有可能变成大事件; 没有任何一个传播媒介拥有如此众多且持续快速增长的交互式的受众群。 (二)中国互联网络的应用状况 我国1.03亿网民操纵着4560万台上网计算机，通过67.7万个乃至境外更多的网站做些什么呢？中国互联网络发展状况统计报告表明，我国网民上网最主要的目的依次为: 1. 将休闲娱乐作为上网最主要目的的网民所占比例最多，达到37.9%。近年来，以休闲娱乐作为上网最主要目的的网民所占比例稳步上升，并且在今年的调查中首次超过以获取信息作为上网最主要目的的网民比例。 2. 将获取信息作为上网最主要目的的网民所占比例居其次，达到37.8%。一直以来，以获取信息为上网最主要目的的网民所占比例最大，但其所占比例呈逐渐下降趋势。 3. 将学习与知识浏览作为上网最主要目的的网民所占比例居第三，达到10.3%。这部分网民的比例比前半年略有增加。 相形之下，网民以学术研究、商务活动为主要目的的应用较少。其中，学术研究占1.4%，获得各种免费资源(如个人空间主页、下载免费资源等)占1.3%，网上金融占1.0%，网上购物与售物占0.1%，其它商务活动占0.1%。 (三)中国互联网络面临的机遇和挑战 我国的互联网络已经发展11年了，取得了令世人瞩目的巨大的进展，但是我国的互联网络仍然处于初级阶段。这主要表现在如下几个方面: 1. 网络的普及率问题 我国网民、上网计算机和网站的绝对数量虽然很庞大，但是同我国更为庞大的人口基数相比较，显然网络的人口普及率还远远不够，网民数量还不到我国人口的8%; 仅及全世界网络人口平均普及率14.6%的一半。如果考虑到地域差异和城乡差距，我国互联网普及工作的难度还相当大。 2. 网络的信息资源问题 我国互联网络的内容还不能满足广大中国网民以至于更为广大的全球汉语网民和愿与中国友好交流的外籍网民的需要。据调查，全球使用汉语的网民占网民总量的13.7%，而我国境内开发的中文网页约6.4亿个(据中国互联网络信息中心2004年统计)，仅占全部网页总量不到2%。这里只是讲数量，如考虑质量，与需求相比差距可能还要大。 3. 网络的应用问题 目前，我国网民上网最主要的目的大多数是休闲娱乐和获取信息。尽管我国电子政务和电子商务做了很大的投入，但我国互联网尚未成为商务活动和接受公共服务(包括政府服务、教育、医疗保健等)的平台，反映了网络应用还不够成熟。 4. 网络和信息安全问题 互联网络安全性日益恶化，成为网络发展面临的最大挑战。以病毒、木马、僵尸网络、间谍软件等为代表的恶意代码，拒绝服务攻击、网络仿冒、垃圾邮件等安全事件仍十分猖獗。每天会出现数以十万计的僵尸程序; 成千上万网络主机被植入木马; 垃圾邮件成为网络公害。网络的安全以及对不良信息内容的有效控制和管理已是急需解决的问题。 上述问题一方面说明我国互联网事业要做的事情还很多，任重道远; 另一方面说明我国互联网络具有很大的发展空间和巨大的市场潜力。我国的互联网络挑战与机遇同在，问题在于我们如何把握发展的方向。 中国互联网络的发展方向 (一) 关于网络技术方面的发展 从技术层面讲，新一代互联网将会发展IPV6和在网络上支持信息资源共享的一些技术，包括P2P网络技术、互联网和无线宽带的融合、互联网和一些传感器的结合，再加上以虚拟现实技术、三维展示技术为核心的内容技术的发展，这几个趋势将会在未来5年或5年多一点的时间内成为互联网络技术的主流，将会大幅度改变网络的面貌。 (二)关于网络应用方面的发展 从应用层面讲，我国的互联网络应该逐步从现在的发电子邮件、看新闻、玩游戏——以个人生活消费为主的初级阶段走出来，提高我们的应用层次。互联网络应用的发展方向应该是: 作为电子商务平台，成为经济的助推器; 作为电子政务平台，成为公共服务的窗口; 作为个人终生学习平台，成为获取知识的宝库，三者逐步齐头并进。目前，我国这三个方面的应用都还比较薄弱。这三个方面的成熟应用将是互联网络应用成熟的一个重要标志，这是互联网络应用的主流。当然，作为个人生活消费、休闲娱乐包括网络游戏等内容，还会是互联网络上很重要的一部分应用。 我国的互联网络应该使广大网民不论在城市，还是在农村，不论在沿海，还是在内地，都能够真正在工作上、生活上、学习上、娱乐上受益; 使我们的国家在经济、政治、文化、教育等诸多方面受益。从这个意义上讲，我国现在互联网络应用还有很多工作要做，还有很长的路要走。 (三)关于网络治理 互联网络发展的原发性是它能够提供给人们自由交流的空间，提供给人们自由地几乎是无限制地信息沟通的渠道，它完全是开放的。但是，在其发展的过程中，我们慢慢看到这种理念也带来一些负面的东西，在网络交流的过程中被一些现实生活中的利益集团或个人所利用，因此它的负面效应就越来越凸显。怎样在保持互联网络促进人们自由交流和沟通的长处的前提下，做到有序、有效的管理? 这是互联网络治理要研究的课题。 互联网络的治理就是要找到一个平衡点，就是要扬长避短，发挥它有利的方面，消除其负面影响。互联网络治理是一个新的问题，首先要解决安全问题; 第二要解决运营管理问题; 第三是对所有网上的信息发布和信息利用者，以对社会负责任的态度进行可管理的自律，同时又要保持和发挥他们利用互联网络平台自由沟通、自由交流信息的精神。要找到这样一个平衡点，这是互联网络治理的目标。 我国互联网络域名、地址数量、网站数量和带宽在一定程度上反映了互联网应用的发展水平。近两年来宽带用户数量、IP地址数量、CN域名数量的快速增长，反映了我国互联网络应用方面取得了长足进展。互联网络基础资源的快速发展推动着互联网络应用向深度和广度迈进，而1亿网民的多元化互联网络应用又引发了对基础资源的强大需求，二者相辅相承将推动着我国互联网络的全面发展。 总之，我们相信，经过不懈地努力，我国的互联网络必将在网民数量上有大的发展，在内容质量上有新的飞跃，在应用领域日趋成熟，使安全问题逐步得以解决。在我国互联网新的10年里，互联网将会在我国信息化建设中，在实现科学发展、和谐发展的战略中发挥更大的积极作用。
希望采纳
‘伍’ 请说出你对无线网络通信的见解。急！有加分！
近年来，无线网络成为工控领域中迅速发展的热点之一，也是工业自动化产品未来的新增长点。显而易见，在配置、安装、修改和扩展等方面，无线网络的成本都低于有线网络。特别是通过无线网络可以很方便地接入移动设备，例如在物流过程中的装载和运输如若采用无线网络，将大大提高工作人员的工作效率和精确性。
实际上，作为一类针对某些特定应用、采用专用通信协议的无线传输方案早已投用，也起到良好效果。而当前发展的目标是追求无线传输在工控领域的普遍应用或成规模应用必须解决的主要问题，即传输的确定性、可互操作性、网络安全和网络投用的适应性等，而决非个别的解决方案。因此，发展的方向首先是通信协议的标准化。对于可用于现场设备层的无线短程网，采用的主流协议是才问世两三年的IEEE 802.15.4/ZigBee；而对于适应较大传输覆盖面和较大信息传输量的无线局域网，采用的主流通信协议则是IEEE 802.11系列。
无线介质不像有线介质那样处在一种受保护的传输环境之下。在传输过程中，它常常会衰变、中断和发生各种各样的缺陷，诸如频散，多径时延，干扰，与频率有关的衰减、节点休眠、节点隐蔽和与安全有关的问题等等。不过这些影响无线传输质量的因素，都可以通过在ISO通信7层模型的各层中采用适当的机制加以克服或减轻。要注意的是，并不是所有的机制都可以与其他的机制相兼容；或者说，有可能对关键性能和属性产生负面影响。因此，通信系统必须根据其具体的应用现实环境，对各层所采用的机制进行组合优化，以求得最好的综合通信性能。
在解决了可靠、保密、克服干扰等问题后，又开发了支持这些无线通信协议的物理层和MAC层的收发器芯片，成本也进一步下降。加之近些年来要求设备（包括移动设备）的无线连接的呼声日趋强烈，这也使得无线系统的增长呈指数增长，预示无线通信也实质性地进入工业控制领域。
现场层的无线通信
无线通信迅速进入工控领域的现场设备层，以下是近年来若干有象征意义的行动和产品，其中一个突破口是现场总线和无线通信技术的结合。
（1）2004年Honeywell推出基于ZigBee无线传输协议的无线变送器XYR 5000系列，可精确检测表压力、绝对压力、温度，还有专为能提供4-20mA接口的各种传感器转为无线输出。
（2）OMRON推出无线连接DeviceNet现场总线主站WD30-ME和从站WD30-SE，最多可支持DI/DO各1600点的通信。已成功应用于丰田汽车装配线的控制系统中。
（3）德国schild knecht公司推出的无线Profibus-DP产品DE 3000系列，可在主站与多个从站之间建立无线链接。其使用的载频为2.4GHz，数据包 187.5KB，无线通信协议分别是：IEEE 802.11b(数据传输率11Mbit)，IEEE 802.11(数据传输率1Mbit)，IEEE 802.15.1(数据传输率700Kbit)。
（4）美国ISA学会成立《SP100 用于自动化的无线系统标准》委员会，主要面向现场仪表和设备，着重在三方面制定标准：运用无线技术的环境， 无线通信设备和系统技术的生命周期， 无线技术的应用。据悉将在2006年一季度发表文本草案。
（5）HART通信基金会投资开发新的技术能力和工具，无线HART已成为开发重点，正在制定的新技术规范，要求HART无线通信技术保证支持产品的互操作性，与有线HART仪表的无缝连接，提升HART智能仪表的智能和可连接性。预计在2006年初完成规范草案，并与工业无线组织如ZigBee联盟、SP 100无线委员会协调合作，以确保工作的连续性和均衡性。鉴于HART智能变送器是目前变送器应用的主流（占压力、差压和温度变送器销售的96%），且用户都对HART变送器抱有强烈信心，因此无线HART协议无疑具有极好的技术前景和商业前景。
顺便指出，低功耗、高可靠性的工业级的无线变送器系列，其降低能耗的潜在能力已为美国政府能源部所看好。他们希望利用无线网络技术广泛而实时地跟踪和监测生产过程，主要针对钢铁、电解铝等6个耗能大的行业，减少甚至杜绝跑冒滴漏，以获得显着的节能效果（能耗降低15%）。为此，2004年美国能源部投资一千万美元与Honeywell公司签订一项合同，继续深入开发XYR 5000系列产品。
为了在过程控制的环境下评估使用无线通信的可行性（包括通信的确定性，延长电池供电寿命的技术措施，采样时间，网络的节点数量与拓扑等），ABB利用美国Ember公司和挪威Chipcon公司的无线技术，在瑞典的Boliden加工厂等多个装置中进行了开环控制和闭环控制的试验。对于开环控制试验，要求是通过无线传输非过程关键数据，短数据包，低平均数据率，低功耗；具体应用范围有：设备管理、状态检测、预防性维护和服务应用。结果证明ZigBee完全满足要求。闭环系统应用的要求是：通过无线通信传输过程关键数据，短数据包，低平均数据率，低功耗，短迟延，数据包传送有保证；应用范围：制造自动化，过程控制。试验证明：
（1）对于实时数据，当节点较少时，通过网状拓扑进行5次接力（hop），运行结果很好，在延迟、稳定性和功耗等方面均符合要求。
（2）节点密度对数据包的传输存在较大影响.节点在50个以内，数据包时间间隔在30s以上丢包率1%以下。这表明如何让节点密度、数据包间隔时间满足应用的要求，对ZigBee无线传输成功应用于现场层设备是一个巨大挑战。需要进一步研究开发的问题有：在多跳网络中保证合理的延迟，稳健的控制算法（如为减少功耗，让节点保持同步休眠的网络同步算法）。
在现场层无线网络中，同样属于无线短程网的IEC 802.15.4/ZigBee要比IEC 802.15.1/蓝牙更具广泛的应用前景。这主要是基于以下三个原因：ZigBee的应用开发门槛远低于蓝牙，其最复杂的网络协调器节点的软件开发工作量仅为蓝牙节点开发的10%，其最简单的RFD节点的软件开发工作量仅为蓝牙的2%；ZigBee的功耗远低于蓝牙，这是因为就发射的频宽比来讲，ZigBee为0.01，蓝牙为0.99，即ZigBee的发射时间只占其周期的1%，而蓝牙却占99%；ZigBee的网络节点容量远多于蓝牙。
目前能够提供的收发器并可装载IEEE 802.15.4/ZigBee协议的芯片的主要有：美国的Freescale（MC13192，MC13193）、Ember（EM2420，EM250内含16位微控制器内核），挪威的Chipcon（CC2420、CC2430内含8位51系列微控制器内核）等。
综上所述，我们可以描绘这样一个无线传输在现场设备层开发应用的全景，即从协议到芯片、从芯片到开发系统、从开发系统到样机或产品开发、从样机到无线传输系统、再从无线传输系统到工业应用试验，一切都在积极有序地推进着。
用于工业控制领域的无线局域网WLAN
一如以往所有的IT技术移植到工控应用中来所采取的方法一样，用于工业控制领域的无线局域网的基础是IT行业的无线局域网标准。但必须在此基础上充分考虑在工控应用中的特别要求，开发满足这些要求的技术、规范和行规。
WLAN标准IEEE 802.11系列还在发展中，已完成的有：
除此而外，还有涉及安全的：802.11i 安全扩展；涉及性能增强的：802.11e MAC层的QoS扩展，802.11r快速漫游，802.11n 极高吞吐能力方式，802.11s 网状联网； 涉及投用和管理的： 802.11k 射频资源管理，802.11t 无线性能预测，802.11v 无线网络管理。
考虑到无线局域网在工业企业中的安全性和适用性问题，制造业的企业一度暂时放缓了建立无线局域网的步伐。2004年10月美国IDG公司的市场调研人员发现，在美国流程工业中53%的企业、离散型制造业中39%的企业程度不等地应用了无线局域网技术。在这些应用中很多是集中于物流的仓储、运输和装卸。估计在安全性问题很好解决后，在制造业领域中无线局域网的应用将会迎来一个高潮。
工业WLAN比一般企业办公和家庭应用环境用的WLAN要求要高许多，可归纳如下：
（1）严格的延迟要求：用于现场设备要求延迟不大于10ms，用于运动控制不大于1ms，对于周期性的控制通信，使延迟时间的波动减至最小也是很重要的指标。
（2）确定性性能的保证：保证确定性是对任务执行有严格保证的工业通信系统必备的特性。即使设备处于漫游状态也有此要求，否则会丧失实时性能。
（3）支持大量设备挂网，并容许挂网设备的接入数量可随机变化：工业WLAN的接入点约为数百个的数量级。若节点过多和接入的节点数有变化，有可能导致IEEE 802.11的MAC协议层效率太低。
（4）网络安全的保证：满足安全保密法规是工业WLAN的基本要求。包括防止黑客用户的侵入及对这些接入点的检测等。
（5）网络投用的保证：由于运行故障是不可接受的，因此对于有几百个设备节点的WLAN来讲，要求网络具有自投用功能，并能执行无线配置和辅助节点位置的自动搜索。
IEEE 802.11在技术上并不能提供确定性的保证，但在802.11e 中给出了在MAC层支持多传输介质应用及保证通信质量QoS的扩展。一方面解决了在MAC层的优先级服务，另方面又通过轮询规约（polling protocol）实现多介质的通信调度。由于轮询在本质上具有确定性，因而可以避免由802.11的信道争用和指数补偿而造成的延迟。为了防止轮询可能带来的不良问题（如在需要发送的数据尚未形成之前轮询信号已到，那么该数据的发送则不得不再等待一个轮询周期），需要通过自适应轮询算法保证现场设备同步。
由此可见，虽然工业WLAN的市场容量相对较小，但性能要求却很高。工业WLAN的产品应灵活地通过软件模块实现802.11的分标准。如Siemens已问世的产品SCALANCE-W，就可提供工业QoS和快速漫游的解决方案。
无线信息传输主干网
由于ZigBee是短程网，不可能覆盖整个厂区，加之原有的现场总线也很有效，所以设计了一种无线信息主干网系统。通过建立发射功率较大的无线信息主干网（WIB，Wireless Information Backbones），可将ZigBee传感器的信息传输给各种挂在以太网、现场总线上的物理设备。
WIB的节点一方面是无线网络上的一个节点，另一方面又起着无线通信协议和其他有线通信协议的转换作用。实践证明，采用1W的发射功率，WIB就可穿透多数的工厂和成套设备。这样，ZigBee因其发射功率小、易受钢结构所衰减、传输距离短等固有问题，完全可以通过WIB予以解决.而其低功耗、低成本、传输可靠性高、简便实用等优越性又可以充分被利用。
采取这样的技术路线，不但可将无线通信应用于有线通信布线困难的场合，还可在一定程度上替代有线通信，以期在节省安装成本和运行成本方面收到可观效果，还可提高检测系统和控制系统配置的灵活性。
概述性的结论
（1）无线传输进入工业控制领域的趋势无可置疑。有人估计再过四五年，即2010年前，大多数仪表和自动化产品都将嵌入无线传输的功能。由于无线现场仪表的优点一定要体现在用电池长期供电上，所以一般来说无线传输不适用于高速控制的场合。但是实践证明对大多数监控和慢速控制场合，它足够可靠；也就是说可以用在将近80%的自动化和过程控制场合。
（2）无线技术首先会用在楼宇自动化、自动抄表、事故响应、设备监控SCADA系统、设备资产管理、诊断维护等。当前较适宜应用的行业可能有：物流过程（装运状态监控）、汽车制造、食品加工、制药和流程行业（设备资产跟踪、监控、管理）等。
（3）用于工业控制的无线技术主要集中在无线局域网和无线短程网两个方向。它们都具有相当牢固和成熟的技术基础，但为了适应工业控制要求和环境，还需要专门的开发研究。
（4）现有现场总线的无线传输的可行性正在评估。基于CAN的DeviceNet实现无线通信的确定性相对要容易，因为其数据包长度相当小。现已有产品问世，但尚未见正式规范。因此只能认为这仅仅是个别的解决方案。相对而言，Profibus-DP的数据包长度相当长（187KB），若要实现无线通信，只能通过IEEE 802.11(其带宽为1Mb/s)、IEEE 802.11b（其带宽为11Mb/s）或 IEEE 802.15.1（其带宽为1～3Mb/s）而不能采用IEEE 802.15.4（其带宽仅为20～250Kb/s），因而要保证传输的确定性确有其难度。
（5）HART基金会已成立无线HART工作组，要求2006年初拿出规范草案，确定通过ZigBee实现HART的可行性。鉴于采用HART协议传输的仪表市场占有率高，绝对数量巨大，此动向极为吸引业界关注。
（6）适应各种不同应用类型和要求的无线通信的标准，有的已经颁布并被市场接受，有的还在制订过程中，其发展和市场开发值得我们重视。
（7）应该把无线通信看成是现有有线通信系统的一种发展和重要补充，决非一种替代。