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巨大应用价值引发研究热潮
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潘家根
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所有通信设备和技术都指向一个目标——无所不在,手机是无所不在了,但是困扰随之而至;无线传感漫天撒豆,接下来我们会遇到什么?私密性不复存在?安全感消失?或许还有……
2006年2月发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020年)》中在突出位置体现了对传感器网络的密切关注。传感器网络长期以来一直受到军事部门、工业界和学术界等社会各个层面的关注。 美国《技术评论》的2003年1月号上,《技术评论》的编辑们认为,有十种新兴技术在不远的将来会产生巨大影响。其中第一项就是无线传感器网络。 大鸭岛是世界上最先进的无线网络实验的适宜地点。2002年夏季,研究人员把许多被称为Smart Dust的很小的监控装置装到了有海燕巢的洞穴中。这些装置的尺寸只有它们用的电源——一对AA电池那么大,并且具有微处理器(microprocessor),存储器和监控光、湿度、压力与热量的传感器。另外还具有无线通信(radio),可将数据传送给附近的Smart Dust并最终传送到基站(Base station)。这不只是鸟类智能收集中的最新装置。这些Smart Dust还预示着一个到处是以电池为电源的Wireless Sensor Network的未来,这些传感器监控我们的环境、机器甚至我们自己。加利福尼亚大学伯克利分校计算机科学家David Culler近年来一直致力于实现这样的未来。他说:“这是信息技术的一大机会,低功率无线传感器网络是计算的未来先驱。” 由于传感器网络的巨大应用价值,它已经引起了世界许多国家的极大关注。美国自然科学基金委员会2003年制定了传感器网络研究计划,投资3400万美元,支持相关基础理论的研究。美国国防部和各军事部门都对传感器网络给予了高度重视,在C4ISR的基础上提出了C4KISR计划,强调战场情报的感知能力、信息的综合能力和信息的利用能力,把传感器网络作为一个重要研究领域,设立了一系列的军事传感器网络研究项目。美国英特尔公司、美国微软公司等信息工业界巨头也开始了传感器网络方面的工作,设立或启动了相应的行动计划。日本、英国、意大利、巴西等国家也对传感器网络表现出了极大的兴趣,纷纷展开了该领域的研究工作。 在国内,研究机构如中科院、清华大学、国防科技大学、电子科技大学、哈尔滨工业大学以及浙江大学等学术团体也对传感器网络进行了跟踪研究。 中国科学院软件研究所研究员孙利民博士,带领中国科学院软件研究所无线传感器网络课题组,目前已经开发出传感器节点,在实验室建立了约有20个节点组成的无线传感器网络系统,正在从事无线传感器网络在生态环境监测和智能小区等领域的应用开发。 2004年,中国科学技术大学的马祖长和孙怡宁,针对无线传感器网络节点定位问题进行了研究,提出了一种新的节点定位算法,该算法不需要任何额外的硬件支持,节点间通信开销少。其对节点每跳距离的计算有利于解决节点的故障问题,提高节点的探测性能。 2005年,国家发展和改革委员会授予电子科技大学、九州电器集团等研究机构进行下一代互联网应用示范项目的研究。研究在自主搭建的平台下组建无线传感器网络,主要研究硬件平台的设计、相应操作系统的编写以及相关外围部分的实现。 |
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