无线传感网技术的应用领域概述

无线传感网（WSN）的基本功能是将一系列在空间上分散的传感器单元通过自组织的无线网络进行连接，从而将各自采集的数据进行传输汇总，以实现对空间分散范围内的物理或环境状况的协作监控，并根据这些信息进行相应的分析和处理。表1-1为无线传感网的典型特征。

表1-1 无线传感网的典型特征

无线传感网技术最早起源于冷战时期美国军方的反潜需求，此后逐渐被应用到越来越多的领域，引起了许多科研单位以及商业机构的投入与研究。2003年2月，美国的《技术评论（Technology Review）》杂志评选出了对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术，无线传感网技术在其中名列第一。时至今日，无线传感网技术的研究已经初具规模，在理论和实际应用方面都有了许多进展。随着以ZigBee为代表的一系列标准的推出和TI、Cisco等大型的有经验的芯片供应商和系统集成商的介入，无线传感网技术在国际上已经广泛应用于各种场合，并被认为在2008年为各领域企业累计节约成本超过10亿美元。

2008年2月，欧洲第一届无线传感网论坛召开，与会的科研院所和商业机构都表示出了对这一领域的浓厚兴趣。各国政府也加大了对无线传感网研发的投资力度，美国的多家工程院校都开展了政府支持的无线传感网相关研究项目，而亚洲国家如韩国等，也已经成立了无线传感网科研国家计划。目前，无线传感网技术在我国已经由科研机构的理论研究为主向商业机构的应用研究转型，并且在矿山安全、精准农业、精细加工、物流管理、个人医疗监测、智能建筑等许多行业取得应用，为改善人民生产、生活条件，建设环保、节能、高科技、自动化的工农业生产体系，贡献出越来越大的力量。

无线传感网是面向应用的，贴近客观物理世界的网络系统，其产生和发展一直都与应用相联系。多年来经过不同领域研究人员的演绎，无线传感网技术在军事领域、精细农业、安全监控、环保监测、建筑领域、医疗监护、工业监控、智能交通、物流管理、自由空间探索、智能家居等领域的应用都得到了充分的肯定和展示。

在环境监控和精细农业方面，无线传感网系统最为广泛。2002年，英特尔（Intel）公司率先在俄勒冈建立了世界上第一个无线葡萄园，这是一个典型的精准农业、智能耕种的实例。在我国，杭州齐格科技有限公司与浙江农科院合作研发了远程农作管理决策服务平台，该平台利用无线传感器技术实现了对农田温室大棚温度、湿度、露点、光照等环境信息的监测。(www.xing528.com)

在民用安全监控方面，英国的一家博物馆利用无线传感网设计了一个报警系统，他们将节点放在珍贵文物或艺术品的底部或背面，通过侦测灯光的亮度改变和振动情况来判断展览品的安全状态。中科院计算所在故宫博物院实施的文物安全监控系统也是无线传感网技术在民用安防领域中的典型应用。

现代建筑的发展不仅要求为人们提供更加舒适、安全的房屋和桥梁，而且希望建筑本身能够对自身的健康状况进行评估。无线传感网技术在建筑结构健康监控方面将发挥重要作用。2004年，哈工大在深圳某大厦实施部署了监测环境噪声和震动加速度响应测试的无线传感网网络系统。

中科院系统的研究团队也正在积极开展无线传感网在城市交通中的应用，实现了基于无线传感网技术的细粒度智能车位管理系统，使得停车信息能够迅速通过发布系统推送给附近的车辆，大大提高了停车效率。

物流领域是无线传感网技术发展最快、最成熟的应用领域。尽管在仓储物流领域，RFID技术还没有被普遍采纳，但基于RFID的传感器节点在大粒度商品物流管理中已经得到了广泛应用。宁波某公司与宁波港合作，实现了基于RFID网络的集装箱和卡车的智能化管理；另外，还使用无线传感网技术实现了封闭仓库中托盘粒度的货物定位。

智能家居领域是无线传感网技术能够大展拳脚的地方。浙江大学计算机系的研究人员开发了一种基于无线传感网网络的无线水表系统，能够实现水表的自动抄录。复旦大学、电子科技大学等单位研制了基于无线传感网网络的智能楼宇系统，其典型结构包括了照明控制、警报门禁以及家电控制的PC（个人电脑）系统。各部件自治组网，最终由PC将信息发布在互联网上。人们可以通过互联网终端对家庭状况实施监测。

无线传感网在应用领域的发展可谓方兴未艾，要想进一步推进该技术的发展，让其更好地为社会和人们的生活服务，不仅需要研究人员开展广泛的应用系统研究，更需要国家、地区，以及优质企业在各个层面上的大力推动和支持。