在整個信息技術朝著“泛在網絡”(Ubiquitous Computing Networks)方向發展的過程中,無線傳感網作為其中重要的組成部分,已經由概念開始走向實際的應用。
一、國內外同類技術的背景材料
1988年,美國施樂公司的馬克·魏瑟博士*次提出了“泛在計算”(Ubiquitous Computing)概念,隨著這一概念的不斷發展,世界上一些國家已經把泛在理論融入到了社會經濟發展規劃和戰略中。2003年和2005年聯合國召開的兩次信息社會高峰會議都呼吁世界各國積極行動起來,建立泛在的信息社會(UIS:Ubiquitous Information Society)。2005年4月,電信聯盟在日內瓦召開了網絡社會建設研討會,對泛在網絡社會建設的理論、技術進行了探討,并介紹了美國、日本、韓國、英國、意大利的應用案例。日、韓等國已經將其視為新一輪經濟增長的強力引擎和改善民生的重要手段。
目前,無線傳感網技術已經發展到了可以將一部分傳感器、嵌入式MCU和無線通信收發器集成到一顆芯片的程度。美國和歐洲的一些大大小小的半導體公司已經推出這樣的芯片了,例如TI、Freescale、Jennic、Ember、Nordic等。同時推出的還有溫度、濕度、光照、加速度、紅外、氣體檢測等低功耗傳感器芯片。所以,目前已經可以制造出微小的無線傳感網節點硬件了。盡管還沒有形成一種能成為標準的主流協議,但作為軟件核心的無線傳感網通信協議已經出現。此外,無線傳感網技術范疇中的統一標識、操作系統、安全機制、廣域分布式數據庫和后臺服務等內容正在不斷發展完善。總之,技術的發展已經允許開始進行無線傳感網的實際應用了。
在通信上只要采用的有Zigbee技術、RFID技術、WI-FI技術、以及2G和3G技術,這些通信技術與傳感器相結合,便形成一個完整的泛在網絡的技術體系。
目前,標準化組織/電工委員會ISO/IEC正在組織成立無線傳感網工作小組。我國信息技術標準化技術委員會也已經成立了無線傳感網工作小組,標準的制定正在進行。工作組有國內從事無線傳感網研究的主要單位以及相關企業共同組成,正在努力制定無線傳感網的標準并同時將標準落實到芯片,實現產業化。國內*個無線傳感網產業發展聯盟于2007年11月在杭州成立,由此已經看到了無線傳感網產業的廣闊前景并開始發力。
我國無線傳感網的研究起步不晚,中國科學院從1999年就專設相關知識創新工程開始了無線傳感網的研究,并在國家中長期科學技術規劃綱要中明確將無線傳感網作為一項優先發展主題。目前,無線傳感網已經成為國內有關大學和研究所的研究熱點之一。所以,為無線傳感網標準的制定奠定了很好的學術基礎。
二、國內外同類技術的分析
分析無線傳感網的技術本質,如果說因特網構成了虛擬的信息世界,改變了人與人之間的溝通方式,那么,無線傳感網就是將虛擬的信息世界與人們生活的真實物理世界連接在一起。所以分析無線傳感網的應用范圍一定及其廣泛,待挖掘的新興應用遠無止境。
無線傳感網在國外已經被初步用于環境監測、工業自動化、智能家居、智能樓宇、精密農業、智能交通、物流、醫療護理、供應鏈管理、物品管理、智能導游、移動信息服務等廣泛的領域。尤其在安全防范檢測領域,無線傳感網的應用正在快速發展。
無線傳感網的產業化的推進速度決定于無線傳感網應用的領域及需求,這些需求有強制性的需求、發展性需求。將無線傳感網技術應用于安全防范檢測領域即有強制性又有發展性的迫切需求。
繼傳統的三大數字安防產品設備(DVR、DVS、IPcamera)后,上海政府又在上海政府在2007年9月又在全國制定了非傳統安防地方標準《重點單位重要部位安全技術防范系統要求》,*次將視頻安防監控、入侵報警、放射性物品探測、毒氣探測、易燃易爆化學品探測、槍支彈藥探測、*探測等高技術傳感產品應用到我們的日常生活中,并以地方標準強制實施。
將無線傳感網技術與安全防范檢測技術結合,形成基于無線傳感網技術的安全防范檢測產品,是當今國家治安的需要,同時也是技術發展到了可以實施一個新型產品的產業化的階段。無線傳感網的主要技術協議Zigbee,其傳輸數據速率和傳輸距離已經*可以滿足安全防范檢測產品中小數據量短距離的傳輸需要,同時wi-fi,wimax等協議可以滿足大數據量的中短距離的傳輸,2G和3G等協議可以滿足中小數據量的長距離的傳輸。結合Zigbee、WI-FI、WIMAX、2G、3G等這些無線信道可以形成覆蓋各種距離和數據量的無線傳輸通道。
安全防范檢測技術和無線傳感網技術的結合,可推出新一代的高技術安全防范檢測產品,將原來的傳統固定式小區域的安防檢測,發展成了無線可移動的安防檢測體系,將原來傳統式安防檢測,發展即包含有傳統安防檢測又包括非傳統安防檢測。
充分發揮現代信息技術、無線傳感技術、識別技術、風險評估技術的創新突破能力,提高“應急反應、治安控制、打擊*”的能力,從*怖、反搶劫和防破壞、防爆炸、防重大災害的要求出發,建立*防恐、處置各種群體突發事件的防范體系,建立與完善生物與化學恐怖防御的檢測系統,建立人員查驗檢測系統等都是新時期安全防范的重要措施,維護國家安全和社會穩定,保障國家、集體和公民的生命財產安全。
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