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??? “傳感器網(wǎng)絡(luò)" title="傳感器網(wǎng)絡(luò)">傳感器網(wǎng)絡(luò)" title="無線傳感器網(wǎng)絡(luò)" title="無線傳感器網(wǎng)絡(luò)">無線傳感器網(wǎng)絡(luò)">無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor?Networks,?WSN)的主要挑戰(zhàn)之一就是潛在應(yīng)用非常多，目前需要讓更多的工程技術(shù)和管理人員了解這項新興的科技,并能找出相適應(yīng)的應(yīng)用,?！笨藸査共┛萍?北京)有限公司(Crossbow?Technology)董事長兼總經(jīng)理John?Crawford先生表示。

??? 由于監(jiān)控物理環(huán)境的重要性從來沒有象今天這么突出,，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已被視為環(huán)境監(jiān)測" title="環(huán)境監(jiān)測">環(huán)境監(jiān)測,、建筑監(jiān)測、公用事業(yè),、工業(yè)控制,、家庭、船舶和運(yùn)輸系統(tǒng)自動化中的下一個發(fā)展方向,。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本元素是傳感器節(jié)點" title="傳感器節(jié)點">傳感器節(jié)點,。“智能塵埃(Mote)”是用于描述傳感器節(jié)點的另一個術(shù)語,，最初是由加州大學(xué)伯克利分校及其合作伙伴Crossbow和英特爾等廠商提出的,。每個Mote含有一個微型處理器(通常是低功耗" title="低功耗">低功耗MCU)、無線通訊芯片,、各種傳感器,、足夠的內(nèi)存和硬件能力，能夠以較低的功耗執(zhí)行監(jiān)視與控制任務(wù),。

??? 象任何有感覺能力的生物體一樣,，WSN最依賴的是來自物理世界的傳感數(shù)據(jù)。傳感數(shù)據(jù)來自分布在各處的傳感器,，不同形態(tài)的傳感器處于靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)(通常稱為“網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)”)之中,，以無線方式發(fā)射/接收信號。只要鄰近的mote距離不超過100米,，就不需要有線方式連接網(wǎng)絡(luò),。在一個工廠中，數(shù)百個mote形成一個類似蜘蛛網(wǎng)的網(wǎng)狀傳感器網(wǎng)絡(luò),，實際上具有無數(shù)個可以雙向傳送信息的路徑,。WSN具有多級冗余、自組網(wǎng)和自愈能力,，意即如果有任意一個或多個Mote失效,，剩余的許多Mote將重新形成一個新的通訊網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)這個或多個Mote重新正常工作時,，它將自動被融入先前的網(wǎng)絡(luò)中,。這種特性也為用戶提供了隨時添加或減少傳感器網(wǎng)絡(luò)中Mote數(shù)目的功能(不需要設(shè)置網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和路由)。

??? 盡管WSN為業(yè)界提供了巨大的想象空間,，但由于節(jié)點成本,、功耗和體積等關(guān)鍵問題一直沒有很好解決,，過去很多年來，WSN一直限于科研機(jī)構(gòu)和實驗室,。不過,，隨著微電機(jī)系統(tǒng)(MEMS)、低功耗無線通訊協(xié)議(Zigbee)和數(shù)字電路設(shè)計的飛速發(fā)展,，上述這些難點正在被解決,，WSN已經(jīng)開始進(jìn)入商用階段。

??? Crossbow公司的CEO?Mike?Horton先生表示,，WSN的商用可以劃分三個階段：2003~2004年,，WSN開始被試用，以驗證投資回報,，這一時期每個傳感器節(jié)點的成本為100~300美元,；2005~2006年，WSN的使用量持續(xù)增長,，重點關(guān)注可靠性和集成度,，每個節(jié)點的成本為10~100美元；而2007~2010年為WSN的起飛期,，新應(yīng)用不斷涌現(xiàn),，出貨量高速增長，這一時期為消費(fèi)者驅(qū)動,，重點關(guān)注成本和尺寸,，每個節(jié)點的成本可降至1~10美元甚至可以到1美元以下。根據(jù)美國幾個知名市場公司預(yù)測,，到2008年,，WSN節(jié)點出貨量將超過1億個，市場銷售總額超過20億美元,。

??? Mike?Horton是WSN領(lǐng)域的傳奇型人物,，1995年，當(dāng)時年僅22歲的他創(chuàng)辦了Crossbow公司,，該公司已經(jīng)得到了來自思科和英特爾等幾家公司總計超過2,500萬美元的風(fēng)險投資,。Crossbow公司是慣性傳感器系統(tǒng)供應(yīng)商，同時也是WSN全面解決方案提供商,，可以提供全套硬件和軟件平臺及解決方案,，包括節(jié)點、智能塵埃工具包,、處理器/無線電通信模塊,、傳感器和數(shù)據(jù)獲取板，以及網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)接口等。截止到2005年底,，Crossbow公司的WSN節(jié)點出貨量已經(jīng)超過100萬個,，被英特爾和BP等眾多財富100強(qiáng)公司采用,，應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè)自動化,、建筑監(jiān)測、資產(chǎn)追蹤,、環(huán)境監(jiān)測,、健康監(jiān)測和科研教育等。

??? Crossbow的硬件平臺包括處理器/射頻板,。這些電池供電的設(shè)備運(yùn)行于開放源碼的TinyOS操作系統(tǒng)上并支持雙向無線通信網(wǎng)絡(luò),。傳感器/數(shù)據(jù)采集板直接配合處理器/射頻板。Horton表示,，基于性價比的考慮,，Crossbow公司選用支持Zigbee協(xié)議的Chipcon?CC2420通訊芯片與低功耗處理器ATMEL128結(jié)合作為Mote的主要器件。為了更多地降低節(jié)點的成本,、體積和功耗,，Crossbow還在和合作伙伴一同開發(fā)新一代把處理器和通訊模塊集成在一起的SoC技術(shù)。

??? 支持WSN的通訊協(xié)議包括ZigBee和ISA?SP100,，其中ZigBee被寄予厚望,。Horton指出：“WSN的市場巨大，并不僅僅限制于目前的幾種應(yīng)用,，如照明控制,，而且WSN將是ZigBee的主要應(yīng)用領(lǐng)域。Crossbow將于2006年度在中國推出業(yè)內(nèi)第一款完整開放源代碼的支持Zigbee協(xié)議的WSN軟件開發(fā)平臺——MOTEWORKS,，它將對中國WSN市場有著推波助瀾的深遠(yuǎn)影響,。”?

??? 目前WSN在中國處于啟動階段,，很多大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)都進(jìn)行相關(guān)研究,。Crawford表示：“中國和美國市場大約有2~3年的差距，預(yù)計2006~2007年,，WSN應(yīng)用在中國開始出現(xiàn),，目前中國一家大型國有能源公司正在評估部署WSN的計劃。