在日新月異的信息化浪潮中有一個(gè)重要的研究領(lǐng)域,那就是信息獲取。所有現(xiàn)實(shí)世界中的事物、狀態(tài)、過程等都可用物理量來描述,這些量含有大量的信息,就可以用傳感器來獲取,傳感器技術(shù)作為信息獲取的最重要的技術(shù)得到了迅速的發(fā)展,它作為基礎(chǔ)科學(xué)為物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展起到了重要的作用,信息獲取已經(jīng)從最初的單一化發(fā)展到集成化、網(wǎng)絡(luò)化,傳感器信息獲取技術(shù)日益成為信息獲取的重要手段。由空間上相互分散的眾多傳感器相互協(xié)作組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),為分布于不同場(chǎng)所的大量傳感器之間提供了穩(wěn)定、高效的通信。
傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)長(zhǎng)期的發(fā)展過程。可以大致劃分成4個(gè)階段,第一階段是20世紀(jì)70年代,作為當(dāng)時(shí)的新興技術(shù),利用傳感控制器將多個(gè)傳感器連接起來,構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò)的雛形,傳感器網(wǎng)絡(luò)使用的是具有簡(jiǎn)單信息信號(hào)獲取能力的初級(jí)的傳感器,采用的傳輸方式是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接傳感控制器,從而構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò);隨著相關(guān)學(xué)科的發(fā)展,第二階段的傳感器網(wǎng)絡(luò)具有獲取多種信息信號(hào)的能力,與傳感控制器的接口也有了更新,采用串/并接口(如RS-232、RS-485接口),構(gòu)成的傳感器網(wǎng)絡(luò)具有信息綜合和處理能力;第三階段出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代后期和21世紀(jì)初,這一時(shí)期的傳感器能夠智能獲取多種信息,信號(hào)的新型傳感,連接傳感控制器的方式采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制,根據(jù)應(yīng)用構(gòu)成多個(gè)局域網(wǎng)絡(luò),可以稱之為智能化傳感器網(wǎng)絡(luò);第四階段傳感器網(wǎng)絡(luò)正在研究開發(fā),結(jié)合目前的研究熱點(diǎn)一無線傳感器網(wǎng)絡(luò),用大量的具有多種類信號(hào)獲取能力的傳感器組織成自組織無線接入網(wǎng)絡(luò),最大的變化是用無線方式與傳感器網(wǎng)絡(luò)控制器連接,從而形成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是新興的下一代傳感器網(wǎng)絡(luò),其研究開始于20世紀(jì)90年代末,最有代表性的論述是1999年的一篇題目為“傳感器走向無線時(shí)代”的論文,隨后在美國(guó)的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國(guó)際會(huì)議上,提出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是21世紀(jì)面臨的重大發(fā)展機(jī)遇的觀點(diǎn)。把中間件技術(shù)引入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中后,多家研究機(jī)構(gòu)隨即開始從不同方面進(jìn)行研究,其中大多數(shù)是針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特性而開展中間件的開發(fā),主要致力于如何延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命期。2003年,美國(guó)《技術(shù)評(píng)論》雜志評(píng)選未來十大新興技術(shù)時(shí),無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被列為十大新興技術(shù)的第一項(xiàng)。2003年的美國(guó)《商業(yè)周刊》未來技術(shù)專版也把無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)列為四大新技術(shù)之一,美國(guó)自然科學(xué)基金委員會(huì)于2003年制定了傳感器網(wǎng)絡(luò)研究計(jì)劃,支持相關(guān)基礎(chǔ)理論研究。2004年《IEEE Spectrum》雜志發(fā)表一期專集“傳感器的國(guó)度”,論述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和可能的廣泛應(yīng)用。英特爾、微軟等行業(yè)巨頭也開始了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究工作,英國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)也隨即展開了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的研究工作。
我國(guó)的一些大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)對(duì)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究已經(jīng)展開,研究進(jìn)展十分迅速,取得了大量研究成果。在我國(guó)未來20年預(yù)見技術(shù)的調(diào)查報(bào)告中,信息領(lǐng)域157項(xiàng)技術(shù)課題有7項(xiàng)與傳感器網(wǎng)絡(luò)直接相關(guān)。可以預(yù)計(jì),無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究與應(yīng)用是一種必然趨勢(shì),隨著各個(gè)關(guān)鍵問題的解決以及傳感器節(jié)點(diǎn)價(jià)格的逐步降低,它將會(huì)給人類社會(huì)帶來極大的變革。