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工業無線感測器網路發展歷程

發布時間:2023-01-07 15:23:26

① 感測器網路的介紹

感測器網路,是由許多在空間上分布的自動裝置組成的一種計算機網路,這些裝置使用感測器協作地監控不同位置的物理或環境狀況(比如溫度、聲音、振動、壓力、運動或污染物)。無線感測器網路的發展最初起源於戰場監測等軍事應用。而現今無線感測器網路被應用於很多民用領域,如環境與生態監測、健康監護、家庭自動化、以及交通控制等。

② 無線感測器網路的無線感測器網路研究趨勢

經過十幾年的發展,無線感測器網路積累了大量的研究成果,在這十幾年研究中,主要以學術界為主,大多是私有的針對特定場景的協議,難以進行大規模應用推廣。這幾年無線感測器網路或者物聯網受到產業界的高度重視,為實現不同企業產品的互聯互通,標准化被提上日程。目前許多標准化組織參與到物聯網、無線感測器網路標準的制定,如Zigbee、Z-WAVE、6Lowpan、ISA100.11a、IEEE802.15.4等,並且日益成熟,相關產品日益豐富,物聯網產業雛形基本成形。
基於標准化的協議進行研發成為不可阻擋的技術趨勢,已經成為行業共識。目前IETF制定的6Lowpan標准體系,是符合IPv6技術的專門為物聯網定製的無線自組網體系,包括802.15.4物理層和MAC層、6Lowpan適配層、IPv6、Roll RPL組網路由協議、CoAP應用層協議,該技術標准具有開放、免費、與互聯網無縫集成、海量地址空間等優勢,最可能成為物聯網、無線感測器網路技術的事實標准,是該領域的發展趨勢。
《無線感測器網路》作為國內最早的研究書籍,對該領域的各個方面進行綜述和介紹,是很好的入門資料。然而近幾年,該領域技術的快速發展,出現了一些新的技術與相關書籍,形成新的研究趨勢,值得關注和進一步研究,相關研究如下:
IPSO 6Lowpan技術白皮書
類似相關書籍《6LoWPAN: The Wireless Embedded Internet 》
類似相關書籍《Interconnecting Smart Objects with IP》

③ 感測網技術的發展歷程

早在上世紀70年代,就出現了將傳統感測器採用點對點傳輸、連接感測控制器而構成感測器網路雛形,我們把它歸之為第一代感測器網路。
隨著相關學科的的不斷發展和進步,感測器網路同時還具有了獲取多種信息信號的綜合處理能力,並通過與感測控制器的相聯,組成了有信息綜合和處理 能力的感測器網路,這是第二代感測器網路。
從上世紀末開始,現場匯流排技術開始應用於感測器網路,人們用其組建智能化感測器網路,大量多功能感測器被運用,並使用無線技術連接,無線感測器 網路逐漸形成。無線感測器網路是新一代的感測器網路,具有非常廣泛的應用前景,其發展和應用,將會給人類的生活和生產的各個領域帶來深遠影響。發達國家如 美國,非常重視無線感測器網路的發展。
美國交通部1995年提出了「國家智能交通系統項目規劃」,預計到2025年全面投入使用。該計劃試圖有效集成先進的信息技術、數據通信技術、 感測器技術、控制技術及計算機處理技術並運用於整個地面交通管理,建立一個大范圍全方位的實時高效的綜合交通運輸管理系統。這種新型系統將有效地使用感測 器網路進行交通管理。
美國陸軍2001年就提出了「靈巧感測器網路通信」計劃,在2001-2005財政年度期間批准實施。其基本思想是:在戰場上布設大量的感測器 以收集和傳輸信息,並對相關原始數據進行過濾,然後再把那些重要的信息傳送到各數據融合中心,將大量的信息集成為一幅戰場全景圖。當參戰人員需要時可分發 給他們,使其對戰場態勢的感知能力大大提高。
2002年5月,美國Sandia國家實驗室與美國能源部合作,共同研究能夠盡早發現以地鐵、車站等場所為目標的生化武器襲擊,並及時採取防範 對策的系統。它屬於美國能源部恐怖對策項目的重要一環。該系統集檢測有毒氣體的化學感測器和網路技術於一體。
美國自然科學基金委員會2003年制定了無線感測器網路研究計劃,在加州大學洛杉磯分校成立了感測器網路研究中心,聯合周邊的加州大學伯克利分 校、南加州大學等,展開「嵌入式智能感測器」的研究項目。
英特爾公司在2002年10月24日發布了「基於微型感測器網路的新型計算發展規劃」。計劃宣稱,英特爾將致力於微型感測器網路在預防醫學、環 境監測、森林滅火乃至海底板塊調查、行星探查等領域的應用。
我國在國家「十一五」規劃和《國家中長期科技發展綱要》中將「感測器網路及信息處理」列入其中,國家863、973計劃中也將WSN列為支持項目。

④ 物聯網的主要技術有哪些

●感測器技術:價格低廉、性能良好的感測器是物聯網應用的基石,物聯網的發展要求更准確、更智能、更高效以及兼容性更強的感測器技術。智能數據採集技術是感測器技術發展的一個新方向。信息的泛在化對感測器和感測裝置提出了更高的要求。具體如,微型化:元器件的微小型化,要求節約資源與能源;智能化:具備自校準、自診斷、自學習、自決策、自適應和自組織等人工智慧技術;低功耗與能量獲取技術:供電方式為電池、陽光、風、溫度、振動等多種方式。x0dx0a●設備兼容技術:大部分情況下,企業會基於現有的工業系統建造工業物聯網,如何實現工業物聯網中所用的感測器能夠與原有設備已應用的感測器相兼容是工業物聯網推廣所面臨的問題之一。感測器的兼容主要指數據格式的兼容與通信協議的兼容,兼容關鍵是標準的統一。目前,工業現場匯流排網路中普遍採用的如Profibus、Mos協議,已經較好地解決了兼容性問題,大多數工業設備生產廠商基於這些協議開發了各類感測器、控制器等。近年來,隨著工業無線感測器網路應用日漸普遍,當前工業無線的WirelessHART、ISA100.11a以及wIA—PA3大標准均兼容了IEEE802.15.4無線網路協議,並提供了隧道傳輸機制兼容現有的通信協議,豐富了工業物聯網系統的組成與功能。x0dx0a●網路技術:網路是構成工業物聯網的核心之一,數據在系統不同的層次之間通過網路進行傳輸。網路分為有線網路與無線網路,有線網路一般應用於數據處理中心的集群伺服器、工廠內部的區域網以及部分現場匯流排控制網路中,能提供高速率高帶寬的數據傳輸通道。工業無線感測器網路則是一種新興的利用無線技術進行感測器組網以及數據傳輸的技術,無線網路技術的應用可以使得工業感測器的布線成本大大降低,有利於感測器功能的擴展,因此吸引了國內外眾多企業和科研機構的關注。x0dx0a傳統的有線網路技術較為成熟,在眾多場合已得到了應用驗證。然而,當無線網路技術應用於工業環境時,會面臨如下問題:工業現場強電磁干擾、開放的無線環境讓工業機器更容易受到攻擊威脅、部分控制數據需要實時傳輸。相對於有線網路,工業無線感測器網路技術則正處在發展階段,它解決了傳統的無線網路技術應用於工業現場環境時的不足,提供了高可靠性、高實時性以及高安全性,主要技術包括:自適應跳頻、確實性通信資源調度、無線路由、低開銷高精度時間同步、網路分層數據加密、網路異常監視與報警以及設備入網鑒權等。x0dx0a●信息處理技術:工業信息出現爆炸式增長,工業生產過程中產生的大量數據對於工業物聯網來說是一個挑戰,如何有效處理、分析、記錄這些數據,提煉出對工業生產有指導性建議的結果,是工業物聯網的核心所在,也是難點所在。x0dx0a當前業界大數據處理技術有很多,如SAP的BW系統在一定程度上解決了大數據給企業生產運營帶來的問題。數據融合和數據挖掘技術的發展也使海量信息處理變得更為智能、高效。工業物聯網泛在感知的特點使得人也成為了被感知的對象,通過對環境數據的分析以及用戶行為的建模,可以實現生產設計、製造、管理過程中的人一人、人一機和機一機之間的行為、環境和狀態感知,更加真實地反映出工業生產過程中的細節變化,以便得出更准確的分析結果。x0dx0a●安全技術:工業物聯網安全主要涉及數據採集安全、網路傳輸安全等過程,信息安全對於企業運營起到關鍵作用,例如在冶金、煤炭、石油等行業採集數據需要長時問的連續運行,如何保證在數據採集以及傳輸過程中信息的准確無誤是工業物聯網應用於實際生產的前提。

⑤ 感測器中,無線感測器網路的定義,目的,起源是什麼

無線感測器網路的定義是:由大量、靜止或移動的感測器節點,以自組織和多跳的方式構成的無線網路,目的是以協作的方式感知、採集、處理和傳輸在網路覆蓋區域內被感知對象的信息,並把這些信息發送給用戶。無線感測器網路起源於美國軍方的研究,它具有自組織、無中心、動態性、多跳網路、硬體資源有限、能量受限、大規模網路、以數據為中心的特點,綜合了感測器技術、嵌入式計算技術、網路與通信技術、分布式信息處理技術等多種技術,體現了多個學科的相互融合。

⑥ 無線網路感測器的歷史發展

無線網路感測器 其巨大的商業軍事應用價值,吸引了世界上許多國家的關注。Intel、微軟等IT業巨頭開始了無線網路感測器方面的研究工作。日本、德國、英國、義大利等科技發達國家也對無線網路感測器表現出了極大的興趣,紛紛展開了該領域的研究工作。我國在感測器網路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感測器網路的相關研究工作,主要有清華大學、中科院軟體所、浙江大學、哈爾濱工業大學、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、上下文感知環境、智能教室等領域,在支持普適計算的操作系統或軟體架構系統的研究尚不多見。

⑦ 無線感測器的發展趨勢

未來:無線感測器的國產化
隨著物聯網時代的興起,各種3G、WIFI等方式的興起,可以說給無線感測器的發展一個十分重要的時機。無線感測器應該憑借著機會,加快自身發展的國產化、網路化。
一是提高民企企業和合資企業的市場份額。首先,依靠自身傳統的技術和裝備手段保證自身的份額,同時利用中小企業的聯動性,整合發展。提速學習核心技術,爭取能夠獲得更大的市場份額,打破國外廠商在無線感測器上的壟斷地位。
二是抓住物聯網等新型產業的興起,爭取自身在無線物聯網發展中獲得一個較高的地位。目前,我國在無線感測器上的發展已經在日益增長,也有了自己的一套發展模式。雖然在整體上的檔次還不如國外技術,但我國企業能依託外資企業在過發展的契機,結合各種高端科技,將發展滯後的無線物聯網技術順利推進,加大自身的市場份額,提升無線物聯網的國產化。同時擴大自身的市場份額。
三是提高國產感測器的發展技術和製造工藝,使得國有企業能佔有穩定的份額,減少價格劣勢,發揮國有企業在市場中的主導地位。使得技術總體上跟不上國外發展的前提下,仍然不會被巨大的價格打入冷宮,使得大多數無線感測器企業可以購買到全新的設備,在新技術和新工藝上也能慢慢追趕上外資企業的步伐。

⑧ 無線感測網路的發展

這個問題的范圍有點大。
簡而言之,無線感測器網路(wireless sensor network,wsn)作為物聯網(internet of thing,IOT)的重要組成部分,目前在智能家居、精準農業、林業監測、軍事、智能建築、智能交通等領域都在逐漸展開應用。能被感測器sensor感知的物理參量(溫度、濕度、震動、加速度、二氧化碳濃度...),包括video、image、audio等多媒體數據,通過wsn節點的自組網,遠程採集、傳輸至監控端。

目前制約wsn普及的因素主要有:能耗(通常wsn節點較小,2節電池供電)、傳輸范圍(射頻晶元cc2430,我們做實驗,在150m左右,信號已經很差),還有最重要的,硬體成本。

wsn特別適合:無人監守、不適合人去的地方(如山體滑坡監測等、煤礦瓦斯濃度監測...等)

以上文字原創。只是簡要回答你的問題,因為問題范圍有點大。

⑨ 感測器的發展歷史

感測器的發展歷程大體可以分為以下三個階段:

第一階段:結構型感測器

主要利用結構參量變化來感受和轉化信號。例如:電阻應變式感測器,它是利用金屬材料發生彈性形變時電阻的變化來轉化電信號的。

第二階段:固體感測器

由70年代開始發展起來,這種感測器由半導體、電介質、磁性材料等固體元件構成,是利用材料某些特性製成的。例如:利用熱電效應、霍爾效應、光敏效應,分別製成熱電偶感測器、霍爾感測器、光敏感測器等。

70年代後期,隨著集成技術、分子合成技術、微電子技術及計算機技術的發展,出現集成感測器。集成感測器包括2種類型:感測器本身的集成化和感測器與後續電路的集成化。例如:電荷藕合器件,集成溫度感測器AD590集成霍爾感測器UGN3501等。這類感測器主要具有成本低、可靠性高性能好、介面靈活等特點集成感測器發展非常迅速,現已佔感測器市場的2/3左右,它正向著低價格、多功能和系列化方向發展。

第三階段:智能感測器

由80年代發展起來的,所謂智能感測器是指其對外界信息具有一定檢測、自診斷、數據處理以及自適應能力,是微型計算機技術與檢測技術相結合的產物。80年代智能化測量主要以微處理器為核心,把感測器信號調節電路微計算機、存貯器及介面集成到一塊晶元上,使感測器具有一定的人工智慧。

90年代智能化測量技術有了進一步的提高,在感測器一級水平實現智能化,使其具有自診斷功能、記憶功能、多參量測量功能以及聯網通信功能等。

(9)工業無線感測器網路發展歷程擴展閱讀:

感測器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,並能將感受到的信息,按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

感測器廣泛應用於社會發展及人類生活的各個領域,如工業自動化、農業現代化、航天技術、軍事工程、機器人技術、資源開發、海洋探測、環境監測、安全保衛、醫療診斷、交通運輸、家用電器等。

感測器的特點包括:微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網路化,它不僅促進了傳統產業的改造和更新換代,而且還可能建立新型工業,從而成為21世紀新的經濟增長點。微型化是建立在微電子機械繫統技術基礎上的,已成功應用在硅器件上做成硅壓力感測器。

通常據其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。

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