【正文】 報信息。多年來經(jīng)過不同領域研究人員的演繹，WSN技術在軍事領域、精細農(nóng)業(yè)、安全監(jiān)控、環(huán)保監(jiān)測、建筑領域、醫(yī)療監(jiān)護、工業(yè)監(jiān)控、智能交通、物流管理、自由空間探索、智能家居等領域的應用得到了充分的肯定和展示。3 基于WSN網(wǎng)絡的應用系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀在能量存儲技術方面，高容量電池技術是延長節(jié)點壽命，全面提高節(jié)點能力的關鍵性技術。2007年在無線能量傳遞方面有了新的研究成果：通過磁場的共振傳遞技術將使遠程能量傳遞。 能量工程包括能量的獲取和存儲兩方面。從目前發(fā)展狀況來看，TinyOS是最成功的WSN專用操作系統(tǒng)。、深度嵌入的操作系統(tǒng)技術鑒于此，研究人員一方面探討在不同組網(wǎng)形式、網(wǎng)絡協(xié)議設計中可能遭到的各種攻擊形式；另一方面設計安全強度可控的簡化算法和精巧協(xié)議，滿足傳感器網(wǎng)絡的現(xiàn)實需求。傳感器網(wǎng)絡由于部署環(huán)境和傳播介質(zhì)的開放性，很容易受到各種攻擊。 WSN的安全技術 信息融合技術是指節(jié)點根據(jù)類型、采集時間、地點、重要程度等信息標度，通過聚類技術將收集到的數(shù)據(jù)進行本地的融合和壓縮，一方面排除信息冗余，減小網(wǎng)絡通信開銷，節(jié)省能量；另一方面可以通過貝葉斯推理技術實現(xiàn)本地的智能決策。在整個體系中，WSN網(wǎng)絡被當作分布式數(shù)據(jù)庫獨立存在，實現(xiàn)對客觀物理世界的實時和動態(tài)的監(jiān)測。該技術通過部署或者指定一些節(jié)點為代理節(jié)點，代理節(jié)點根據(jù)監(jiān)測任務收集興趣數(shù)據(jù)。 分布式數(shù)據(jù)管理和信息融合目標定位跟蹤通過網(wǎng)絡中節(jié)點之間的配合完成對網(wǎng)絡區(qū)域中特定目標的定位和跟蹤，一般建立在節(jié)點自定位的基礎上。GPS技術是室外慣常采用的自定位手段，但一方面成本較高，另一方面在有遮擋的地區(qū)會失效。 定位跟蹤技術包括節(jié)點自定位和網(wǎng)絡區(qū)域內(nèi)的目標定位跟蹤。常用方法是通過時間同步協(xié)議完成節(jié)點間的對時，通過濾波技術抑制時鐘噪聲和漂移。 WSN網(wǎng)絡的時間同步技術Luo J等[18]指出，當匯聚節(jié)點沿著網(wǎng)絡邊緣移動收集可以最大限度地提高網(wǎng)絡生命周期；Bi Y等提出了多種匯聚點移動策略，根據(jù)每輪數(shù)據(jù)匯聚情況，估計下一輪能夠最大延長網(wǎng)絡生命期的匯聚點位置。 移動控制模型如何通過數(shù)據(jù)檢測失效節(jié)點也是關鍵研究內(nèi)容之一?？煽啃栽O計技術目的則是保證節(jié)點和網(wǎng)絡在惡劣工作條件下長時間工作。QoS保障技術包括通信層控制和服務層控制。 QoS保障和可靠性設計在分布式存儲網(wǎng)絡架構中，一份數(shù)據(jù)往往有不同的代理對其感興趣，網(wǎng)絡編碼技術通過有效減少網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)包的轉發(fā)次數(shù)，來提高網(wǎng)絡容量和效率。另外，網(wǎng)絡在任務發(fā)布過程中一般要將任務信息傳送給所有的節(jié)點，因此設計能量高效的數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議也是在網(wǎng)絡層研究的重點。因此，WSN網(wǎng)絡層協(xié)議設計有自己的獨特要求。 路由、數(shù)據(jù)轉發(fā)及跨層設計鏈路特征同時也是在數(shù)據(jù)轉發(fā)和匯聚中需要考慮的重要因素。Ganeson D等[14]，Zhao J等[15]通過大量的實驗驗證了過渡區(qū)的存在；Zuniga M等[16]分析了過渡區(qū)的成因。Ye W等[9]提出了WSN最經(jīng)典的基于睡眠的MAC協(xié)議——SMAC；Ahn GS等[10]研究了在最后兩跳內(nèi)采用時分復用方式緩解由最后兩跳沖突引入的“漏斗”效應；Rajendran V等[11]研究了WSN中無競爭訪問的高能效方法；Zhai H[12]和Kim Y[13]等則研究了基于多射頻、多信道的MAC協(xié)議。 媒體訪問控制(MAC)和鏈路控制解決無線網(wǎng)絡中普遍存在的沖突和丟失問題，根據(jù)網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)流狀態(tài)控制臨近節(jié)點，乃至網(wǎng)絡中所有節(jié)點的信道訪問方式和順序，達到高效利用網(wǎng)絡容量，減低能耗的目的。Li X[7]則通過圖理論研究無線網(wǎng)絡的拓撲控制算法。 Kumar S等[5]研究了在睡眠喚醒進行能耗控制的網(wǎng)絡中實現(xiàn)k 連通的條件。WSN技術中，拓撲控制的目的在于實現(xiàn)網(wǎng)絡的連通(實時連通或者機會連通)的同時保證信息的能量高效、可靠的傳輸。目前主要的拓撲控制技術分為時間控制、空間控制和邏輯控制3種。 拓撲控制如當傳感節(jié)點全部為移動節(jié)點，通過與固定的Mesh網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)通信(移動產(chǎn)生的通信機會)，可形成目前另一個研究熱點，即機會通信模式。Kim等[2]提出的SEAD分發(fā)協(xié)議就是針對這種組網(wǎng)模式。移動匯聚可以提高網(wǎng)絡的容量，但數(shù)據(jù)的傳遞延遲與移動匯聚節(jié)點的軌跡相關。 (4)移動匯聚模式Akyildiz L F等[1]總結了無線Mesh網(wǎng)絡的應用模式。 (3)網(wǎng)狀網(wǎng)(Mesh)模式如果使用相同的節(jié)點實現(xiàn)分簇，則要按需更換簇頭，避免簇頭節(jié)點因為過渡消耗能量而死亡。 節(jié)點分為普通傳感節(jié)點和用于數(shù)據(jù)匯聚的簇頭節(jié)點，傳感節(jié)點將數(shù)據(jù)先發(fā)送到簇頭節(jié)點，然后由簇頭節(jié)點匯聚到后臺。 所有節(jié)點的角色相同，通過相互協(xié)作完成數(shù)據(jù)的交流和匯聚。 在確定采用無線傳感器網(wǎng)絡技術進行應用系統(tǒng)設計后，首先面臨的問題是采用何種組網(wǎng)模式。WSN技術的應用定義要求網(wǎng)絡中節(jié)點設備能夠在有限能量(功率)供給下實現(xiàn)對目標的長時間監(jiān)控，因此網(wǎng)絡運行的能量效率是一切技術元素的優(yōu)化目標。2 WSN技術體系及其發(fā)展現(xiàn)狀政府引導、研究人員推動和企業(yè)的積極參與大大加快了WSN技術的市場化進程。無線傳感器網(wǎng)絡技術要想在未來十幾年內(nèi)有所發(fā)展，一方面要在這些關鍵的支撐技術上有所突破；另一方面，就要在成熟的市場中尋找應用，構思更有趣、更高效的應用模式。另外，這些技術之間還彼此制約。Gartner的2008年技術預測報告中沒有對該領域進行預測也正是基于這一點。 超過5年的市場預測往往意味公司對該項技術缺乏準確的判斷。同時，距離成熟的時間仍然是10年以上。當時的預期比較樂觀，認為該技術將在2～5年內(nèi)走向成熟。 Gartner信息技術研究與咨詢公司從2005年到2008年對WSN網(wǎng)絡的技術追蹤和評估。最值得一提的是，中國工業(yè)與信息化部在2008年啟動的“新一代寬帶移動通信網(wǎng)”國家級重大專項中，有第6個子專題“短距離無線互聯(lián)與無線傳感器網(wǎng)絡研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化”是專門針對傳感器網(wǎng)絡技術而設立的?！爸袊磥?0年技術預見研究”提出的157個技術課題中有7項直接涉及無線傳感器網(wǎng)絡。從2002年開始，中國國家自然科學基金委員會開始部署傳感器網(wǎng)絡相關的課題。美國的一些大型IT公司(如Intel、HP、Rockwell、Texas Instruments等)通過與高校合作的方式逐漸介入該領域的研究開發(fā)工作，并紛紛設立或啟動相應的研發(fā)計劃，在無線傳感器節(jié)點的微型化、低功耗設計、網(wǎng)絡組織、數(shù)據(jù)處理與管理以及WSN網(wǎng)絡應用等方面都取得了許多重要的研究成果。 自2001年起，美國國防部遠景研究計劃局(DARPA)每年都投入千萬美元進行WSN網(wǎng)絡技術研究，并在C4ISR基礎上提出了C4KISR計劃，強調(diào)戰(zhàn)場情報的感知能力、信息的綜合能力和利用能力，把WSN網(wǎng)絡作為一個重要研究領域，設立了Smart Sensor Web、靈巧傳感器網(wǎng)絡通信、無人值守地面?zhèn)鞲衅魅?、傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)、網(wǎng)狀傳感器系統(tǒng)等一系列的軍事傳感器網(wǎng)絡研究項目。 美國從20世紀90年代開始，就陸續(xù)展開分布式傳感器網(wǎng)絡(DSN)、集成的無線網(wǎng)絡傳感器(WINS)、智能塵埃(Smart Dust)、?滋AMPS、無線嵌入式系統(tǒng)(WEBS)、分布式系統(tǒng)可升級協(xié)調(diào)體系結構研究(SCADDS)、嵌入式網(wǎng)絡傳感(CENS)等一系列重要的WSN網(wǎng)絡研究項目。2004年，Boston大學與BP、Honeywell、Inetco Systems、Invensys、Millennial Net、Radianse、Sensicast Systems等公司聯(lián)合創(chuàng)辦了傳感器網(wǎng)絡協(xié)會，旨在促進WSN技術的開發(fā)。2003年到2004年，一批針對傳感網(wǎng)技術的會議相繼組建。1998年到2003年，各種與無線通信、Ad Hoc網(wǎng)絡、分布式系統(tǒng)的會議開始大量收錄與WSN網(wǎng)絡技術相關的文章。 WSN相關的會議和組織美國商業(yè)周刊將WSN網(wǎng)絡列為21世紀最有影響的技術之一，麻省理工學院(MIT)技術評論則將其列為改變世界的10大技術之一。1998年，同是UCLA大學的Gregory J Pottie教授從網(wǎng)絡研究的角度重新闡釋了WSN的科學意義。1 無線傳感器網(wǎng)絡技術發(fā)展背景無線傳感器網(wǎng)絡經(jīng)歷了智能傳感器、無線智能傳感器、無線傳感器網(wǎng)絡3個階段。目前3G存在三種標準：CDMA2000，WCDMA，TDSCDMA。第三代移動通信技術（3rdgeneration，3G），是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術。PDC（日本數(shù)字蜂窩系統(tǒng)）和IS95CDMA等，均仍然是窄帶系統(tǒng)。第二代移動通信技術（2G）引入數(shù)字無線電技術組成的數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)，提供更高的網(wǎng)絡容量，改善了話音質(zhì)量和保密性，并為用戶提供無縫的國際漫游。其它還包括美國的高級移動電話系統(tǒng)（AMPS），英國的總訪問通信系統(tǒng)（TACS）以及日本的JTAGS，西德的 CNetz，法國的Radio 2000和意大利的RTMI。第一代移動通信技術（1G）是指最初的模擬、僅限語音的蜂窩電話標準，制定于上世紀80年代。因此，在移動通信和互聯(lián)網(wǎng)上的應用開發(fā)也有很大的發(fā)展?jié)摿Α１M管我國的移動通信和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展十分迅速，但我國目前的移動電話和網(wǎng)絡用戶普及率還很低，面對我國12億人口，我國在網(wǎng)絡規(guī)模和容量方面有很大的發(fā)展空間。頻譜延伸至毫米波、亞毫米波的電磁“無線光纖”乃至激光與粒子通信范疇的無線通信將有愈來愈廣闊的活動舞臺及光明的發(fā)展前景。根據(jù)市場調(diào)查和預測，1999年藍牙技術的產(chǎn)品全球銷量幾乎為零，2000年猛增到3670萬美元，；2002年，使用藍牙技術筆記本