2012年傳感器行業(yè)市場(chǎng)分析

　　國內研究機構如中科院、清華大學(xué)、國防科技大學(xué)、電子科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)以及浙江大學(xué)等學(xué)術(shù)團體對WSN進(jìn)行了跟蹤研究，毋庸置疑，跟蹤國外WSN技術(shù)的發(fā)展，并做出開(kāi)創(chuàng )性的研究工作，對我國國防現代化的發(fā)展具有重要的意義。

WSN的定義和特點(diǎn)

　　WSN是由一組傳感器節點(diǎn)以自組織的方式構成的有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò )覆蓋的地理區域中感知對象的信息，并發(fā)布給觀(guān)察者。如圖1所示，從硬件上看，WSN節點(diǎn)主要由數據采集單元、數據處理單元、無(wú)線(xiàn)數據分析收發(fā)單元以及小型電池單元組成，通常尺寸很小，具有低成本、低功耗、多功能等特點(diǎn)；從軟件上看，它借助于節點(diǎn)中內置傳感器有效探測所處區域的溫度、濕度、光強度、壓力等環(huán)境參數以及待測對象的電壓、電流等物理參數，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將探測信息傳送到數據匯聚中心進(jìn)行處理、分析和轉發(fā)。

　　WSN與傳統傳感器和測控系統相比具有明顯的優(yōu)勢。它采用點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)連接，大大減少了電纜成本，在傳感器節點(diǎn)端即合并了模擬信號／數字信號轉換、數字信號處理和網(wǎng)絡(luò )通信功能，節點(diǎn)具有自檢功能，系統性能與可靠性明顯提升而成本明顯縮減。

　　WSN具有以下特點(diǎn)：

　?、儆布Y源有限。WSN節點(diǎn)采用嵌入式處理器和存儲器，計算能力和存儲能力十分有限。所以，需要解決如何在有限計算能力的條件下進(jìn)行協(xié)作分布式信息處理的難題。

　?、陔娫慈萘坑邢?。WSN節點(diǎn)通過(guò)自身攜帶的電他來(lái)提供電源，當電池的能量耗盡，往往被廢棄，甚至造成網(wǎng)絡(luò )的中斷。所以，任何WSN技術(shù)和協(xié)議的研究都要以節能為前提。

　?、蹮o(wú)中心。WSN沒(méi)有嚴格的控制中心，所有節點(diǎn)地位平等，是一個(gè)對等式網(wǎng)絡(luò )。節點(diǎn)可以隨時(shí)加入或離開(kāi)網(wǎng)絡(luò )，任何節點(diǎn)的故障不會(huì )影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的運行，具有很強的抗毀性。

　?、茏越M織。網(wǎng)絡(luò )的布設和展開(kāi)無(wú)需依賴(lài)于任何預設的網(wǎng)絡(luò )設施，節點(diǎn)通過(guò)分層協(xié)議和分布式算法協(xié)調各自的行為，節點(diǎn)開(kāi)機后就可以快速、自動(dòng)地組成一個(gè)獨立的網(wǎng)絡(luò )。

　?、荻嗵∕ulti-hop）路由。WSN節點(diǎn)通信能力有限，覆蓋范圍只有幾十到幾百米，節點(diǎn)只能與它的鄰居直接通信。如果希望與其射頻覆蓋范圍之外的節點(diǎn)進(jìn)行通信，則需要通過(guò)中間節點(diǎn)進(jìn)行路由。WSN中的多跳路由是由普通網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)完成的。

　?、迍?dòng)態(tài)拓撲。WSN是一個(gè)動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò )，節點(diǎn)可以隨處移動(dòng)；一個(gè)節點(diǎn)可能會(huì )因為電池能量耗盡或其他故障，退出網(wǎng)絡(luò )運行；也可能由于工作的需要而被添加到網(wǎng)絡(luò )中。這些都會(huì )使網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構隨時(shí)發(fā)生變化，因此網(wǎng)絡(luò )應該具有動(dòng)態(tài)拓撲組織功能。

　?、吖濣c(diǎn)數量眾多，分布密集。WSN節點(diǎn)數量大、分布范圍廣，難于維護甚至不可維護。所以，需要解決如何提高傳感器網(wǎng)絡(luò )的軟、硬件健壯性和容錯性。

　　風(fēng)洞測控WSN的主要關(guān)鍵技術(shù)

　　針對WSN的特點(diǎn)和在風(fēng)洞測控中應用需求，WSN研究領(lǐng)域還有很多具有開(kāi)創(chuàng )性和挑戰性的難題需要解決，主要包括以下的研究?jì)热荨?/P>

　　WSN節能技術(shù)

　　能源是WSN最重要的資源，如何有效地節約能源是WSN必須考慮的關(guān)鍵技術(shù)。W