什么是無線網絡傳感器

無線網絡傳感器是一種集傳感器、控制器、計算能力、通信能力于一身的嵌入式設備。它們跟外界物理環(huán)境交互，將收集到的信息通過傳感器網絡傳送給其它的計算設備，如傳統(tǒng)的計算機等。隨著傳感器技術、嵌入式計算技術、通信技術和半導體與微機電系統(tǒng)制造技術的飛速發(fā)展，制造微型、彈性、低功耗的無線網絡傳感器己逐漸成為現(xiàn)實。

無線網絡傳感器一般集成一個低功耗的微控制器(MCU)以及若千存儲器、無線電/光通信裝置、傳感器等組件，通過傳感器、動臂機構、以及通信裝置和它們所處的外界物理環(huán)境交互。一般說來，單個傳感器的功能是非常有限的，但是當它們被大量地分布到物理環(huán)境中，并組織成一個傳感器網絡，再配置以性能良好的系統(tǒng)軟件平臺，就可以完成強大的實時跟蹤、環(huán)境監(jiān)測、狀態(tài)監(jiān)測等功能。

無線網絡傳感器的研究起始于20世紀90年代末期。其巨大的商業(yè)軍事應用價值，吸引了世界上許多國家的關注。Intel、微軟等IT業(yè)巨頭開始了無線網絡傳感器方面的研究工作。日本、德國、英國、意大利等科技發(fā)達國家也對無線網絡傳感器表現(xiàn)出了極大的興趣，紛紛展開了該領域的研究工作。我國在傳感器網絡方面的研究工作還很少，目前，國內一些高等院校與研究機構已積極開展無線傳感器網絡的相關研究工作，主要有清華大學、中科院軟件所、浙江大學、哈爾濱工業(yè)大學、中科院自動化所、中國人民大學等。目前國內研究熱點主要集中在穿戴式計算、上下文感知環(huán)境、智能教室等領域，在支持普適計算的操作系統(tǒng)或軟件架構系統(tǒng)的研究尚不多見。

雖然無線網絡傳感器的研究工作最初是出于軍事目的，但隨著研究工作的不斷廣泛和深入，目前民用系統(tǒng)占據(jù)了絕大部分，并已經在包括動植物監(jiān)測，自然環(huán)境觀測和預報，保健醫(yī)療等方面進行了試探性的應用研究。無線網絡傳感器面臨的主要技術挑戰(zhàn)是在資源受限的條件下完成感知、通信和控制功能。這些限制主要包括:有限的能量供應、有限的計算能力、有限的存儲空間和有限的通信能力。目前最缺少的關鍵技術是系統(tǒng)軟件對管理和操作這類設備的支持，支持網絡傳感器系統(tǒng)的操作系統(tǒng)是無線網絡傳感器的核心。因此，支持網絡傳感器系統(tǒng)的操作系統(tǒng)有如下發(fā)展趨勢:(1)低能耗，超微小內核; (2)實時并發(fā);(3)專用特制;(4)對多種無線網絡互聯(lián)方式的支持。隨著 無 線 網絡傳感器應用的日益發(fā)展與不斷深入，支持無線網絡傳感器的超微型嵌入式操作系統(tǒng)的研究將成為未來無線網絡傳感器發(fā)展趨勢和熱點。