摘  要： 在分析國內外傳感網發(fā)展和研究現狀的基礎上，給出了傳感網廣闊的應用前景，提出了我國傳感網的發(fā)展思路、發(fā)展重點和建議措施。
關鍵詞： 傳感網；發(fā)展思路；發(fā)展重點；建議措施

傳感網概述
    傳感網，即物聯網（The Internet of Things)概念是1999年美國麻省理工學院（MIT）首次提出的，被預言為繼互聯網后全球信息產業(yè)的又一次革命性浪潮[1]。2005年國際電信聯盟（ITU）的年度報告中對其進行了定義：通過對物體的屬性進行感知，把收集到的物體屬性信息傳輸到處理平臺，進行智能處理并提出最優(yōu)化的解決方案。感知主要是通過二維碼、射頻識別(RFID)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、攝像頭、麥克風以及物理、化學、生物等傳感器實時地采集、捕獲、感知、測量物體屬性信息；傳輸主要是通過互聯網、各種通信網絡把物體的屬性信息接入，實時地進行可靠的交互、傳輸和共享；智能處理是指利用云計算、普適計算、網格計算、高性能并行計算等各種智能計算技術，對跨地域、跨行業(yè)、跨部門的海量數據和信息進行計算、分析和處理，達到對經濟社會的各種活動和變化能夠進行實時監(jiān)測、實時反饋、動態(tài)控制和智能化的決策，從而構建一個和諧的社會。
    傳感網具有部署靈活、方便擴展等特點，受到人們的廣泛重視。傳感網可有效地用于事件檢測、目標定位、跟蹤和識別、信息無線傳輸和智能處理，在國防軍事、安全反恐、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生和工業(yè)生產制造等領域應用前景廣闊。傳感網改變了人與自然界的交互方式，實現人與人、人與物、物與物之間的互聯，把虛擬的信息世界與現實的物理世界鏈接起來，融為一體，擴展了現有網絡的功能和人類認識改造世界的能力。傳感網巨大的科學意義和應用價值，已引起了世界各國學術界、軍事部門和工業(yè)界的極大關注，被譽為本世紀最有影響的技術革命和改變世界的技術。因此，我國開展傳感網的相關研究，具有重要的社會、經濟意義和長遠的戰(zhàn)略意義。
國際上傳感網研究發(fā)展現狀
    傳感網的研究起步于20世紀80年代末期。從21世紀開始，傳感網引起了各國軍事部門、工業(yè)界和學術界的極大關注，世界各國(特別是美國)相繼啟動了多項關于傳感網的研究計劃。隨著研究的深入，它正在逐漸深入到人類生活的各個應用領域。
國防和安全反恐領域
    傳感網的研究，最先源自國防軍事領域的需求，其最新研究成果和主要進展也是在軍事領域率先獲得的。美國軍方為了搶占傳感網的制高點，先后實施了分布式傳感網項目、WINS(Wireless Integrated Network Sensors)項目、智能塵埃(Smart Dust)等一系列項目研究[2-3]，取得豐碩成果。20世紀80年代，美國國防部啟動分布式傳感網項目，在傳感器、網絡通信協(xié)議、信息處理和分布式系統(tǒng)設計等技術領域開展了研究。20世紀90年代，美國軍方提出未來戰(zhàn)爭主要模式，將從“平臺中心戰(zhàn)”轉變?yōu)?ldquo;網絡中心戰(zhàn)”，傳感網可有機結合交戰(zhàn)網絡和信息網絡，支持完成各作戰(zhàn)平臺的網絡化和一體化，是實現網絡中心戰(zhàn)的關鍵技術之一。2000年，美國陸軍實施了無人地面?zhèn)鞲芯WUGS(Unattended Ground Sensors)項目[4]，將傳感器節(jié)點靈活部署到任何區(qū)域，實施戰(zhàn)場監(jiān)控以擴展陸軍的視野。當前，美國通過傳感網將通信、指揮、計算機、控制、情報及監(jiān)視與偵察等各種網絡平臺整合，實現戰(zhàn)場情報的實時獲取、信息的智能化綜合處理和利用。隨后，還啟動了sensIT(Sensor Information Technology)項目[5]，實現在高度動態(tài)變化的戰(zhàn)場環(huán)境下，快速部署一個準確、可靠、快速、廉價、無處不在的傳感網。2001年，美國陸軍實施了靈巧傳感網SSW(Smart Sensor Web)項目，在戰(zhàn)場上布設大量傳感器以收集和傳輸信息，并對相關原始數據進行過濾，再把重要信息傳送到數據融合中心進行分析處理，從而獲得戰(zhàn)場的綜合信息，實現對戰(zhàn)場態(tài)勢的整體把握。2002年，美國圣地亞國家實驗室開發(fā)了監(jiān)測生化武器恐怖襲擊的傳感網系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過可檢測有毒氣體的化學傳感器，能夠盡早發(fā)現地鐵或車站等公共場所的生化物質，及時采取防范措施。
    除了美國以外，加拿大、英國、德國、芬蘭、意大利和日本等國都對傳感網技術展開了相關研究。在相關外文期刊和國際會議中，每年有大量關于無線傳感網各層面研究成果的論文發(fā)表，且呈逐步增多趨勢。
工業(yè)生產和民用領域
    在工業(yè)生產和民用領域，無線傳感網可應用于環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療護理、智能家居、智能交通監(jiān)控等方面。環(huán)境監(jiān)測方面，傳感網可用于監(jiān)控工廠設備和人員運作情況，以及工作場所的燈光、空氣溫度或濕度等條件；監(jiān)視農作物生長、灌溉、土壤空氣、氣象形成和地質變化等；監(jiān)測和預報火山、洪水或地震等災害現象；還可用于對動物種群生活習性進行跟蹤研究等。醫(yī)療護理方面，傳感網可用于監(jiān)測人體內各種生理數據，跟蹤和監(jiān)控醫(yī)院內醫(yī)生和患者的行動，以及實施藥物管理等。智能家居方面，通過置于房間內的各種傳感器感知居室不同部分的微觀狀況，從而對空調、門窗以及其他家電進行自動控制，可提供更舒適、方便和人性化的智能家居環(huán)境。智能交通方面，美國交通部計劃應用先進的傳感器、數據通信、控制及計算機處理技術，建立一個大范圍、全方位的實時高效綜合交通運輸管理系統(tǒng)。航天探索方面，傳感網可部署在飛行器或空間站的各個角落，實施狀態(tài)監(jiān)控，也可借助飛行器撒播在外星體，對星球表面和空間物質進行長時間監(jiān)測。
我國傳感網發(fā)展現狀
    我國在傳感網方面的研究與國外差不多同時起步，并從一開始就得到政府各部門和院校的重視，已取得了一些成果。1999年中國科學院就把傳感網列為該領域的五個重大項目之一。2006年初，國務院發(fā)布《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)》，進一步將傳感網及其智能信息處理技術作為信息產業(yè)及現代服務業(yè)領域中的優(yōu)先發(fā)展課題之一。國家自然科學基金委員會己經審批了無線傳感網相關的重點課題和多個面上課題。國家發(fā)展改革委員會在下一代互聯網示范工程中部署了傳感網相關課題。國防科工委也資助了相關項目的研究。工業(yè)和信息化部在2008年、2009年、2010年和2011年連續(xù)三年在“新一代寬帶無線移動通信網”國家重大專項中安排了“項目6短距離無線互聯與無線傳感器網絡研發(fā)和產業(yè)化”。上海微系統(tǒng)研究所、華北計算機系統(tǒng)工程研究所（電子六所）、中科院軟件研究所和中科院計算所等科研機構，上海交通大學、華中科技大學、北京理工大學、蘭州大學、大連理工大學、哈爾濱工業(yè)大學、清華大學、北京郵電大學、西安交通大學等院校都開展了傳感網的研究工作。一些企業(yè)，如中興通訊公司、華為公司等單位也加入無線傳感器網絡研究的行列。
我國傳感網應采取的發(fā)展思路
    在“十一五”已經有一定探索并取得一些成果的基礎上，“十二五”進行傳感網大規(guī)模、大系統(tǒng)的行業(yè)應用研究和工程示范。在中央企業(yè)，無錫、安徽、武漢、遼寧等基礎比較好的地區(qū)建設我國傳感網研發(fā)與示范基地，使我國傳感網在“十二五”期間能夠在研究上處于國際前列，通過部署大的傳感網示范工程帶動傳感網產業(yè)發(fā)展，初步形成我國有自主知識產權的傳感網產業(yè)鏈體系，使傳感網成為我國新的經濟增長點。
我國傳感網的發(fā)展重點
    根據我國行業(yè)和區(qū)域特點，結合實際應用需求，對需求強烈的行業(yè)和地區(qū)，安排行業(yè)或者區(qū)域傳感網國家重大工程示范應用，以應用促發(fā)展，以此帶動傳感網技術的成熟和大規(guī)模的應用。
重大行業(yè)示范工程
    針對當前傳感網應用不成規(guī)模、不成體系的現狀，充分利用政府投入引導拉動社會資本的策略。在災害環(huán)境監(jiān)測、減災、郵政、交通、物流、智能家居、航天等領域推出大規(guī)模的傳感網行業(yè)應用示范工程。比如，基于傳感網的郵件智能處理系統(tǒng)示范工程；基于傳感網的智能交通系統(tǒng)示范工程；基于傳感網技術的核材料監(jiān)控系統(tǒng)示范工程；基于傳感網面向制造業(yè)的物流供應鏈示范工程；基于無線傳感器網絡的遠程醫(yī)療示范工程。
重大區(qū)域應用示范工程
    針對區(qū)域重大應用需求，集中優(yōu)勢技術和地區(qū)急需進行區(qū)域重大應用示范工程。如，區(qū)域車輛實時監(jiān)控服務系統(tǒng)應用示范工程；皖江感知示范工程；汶川(青藏高原)地震帶監(jiān)測系統(tǒng)示范工程；基于傳感網的物流示范工程；基于傳感網的全國煤礦等安全生產保障系統(tǒng)示范工程。
我國傳感網發(fā)展的
建議措施
    (1)盡快出臺傳感網有關規(guī)劃或發(fā)展指導意見
    為了積極響應國家經濟結構戰(zhàn)略性調整、產業(yè)升級換代和轉變經濟增長方式的需要，積極應對金融危機帶來的發(fā)展機遇，開展我國傳感網中長期發(fā)展前瞻性、基礎性、戰(zhàn)略性課題和規(guī)劃研究，盡快出臺全國性的傳感網有關規(guī)劃和發(fā)展指導意見，就顯得尤為重要和急迫。
    (2)建立傳感網發(fā)展專項基金
    為了更好地推進傳感網工作，落實傳感網發(fā)展重點和示范工程，需要加大國家對傳感網的資金投入，支持傳感網發(fā)展所急需的各類基礎性研究、示范工程、公共服務支撐平臺及通用軟硬件產品的開發(fā)與商品化工作。建立傳感網發(fā)展專項基金，各地區(qū)提供配套資金支持，主要用于支持傳感網發(fā)展重點行業(yè)、重點區(qū)域、重點工程、重點項目的建設。
    (3)建設行業(yè)或區(qū)域傳感網示范區(qū)
    在國家已有無錫傳感網研究基地的基礎上，盡快選擇應用需求迫切、條件比較好的行業(yè)或者地區(qū)建設傳感網示范區(qū)，為傳感網的大規(guī)模推廣應用先行試點示范，為我國傳感網研究擁有更大的話語權，在世界傳感網領域占有一席之地奠定堅實的基礎。
    (4)建立傳感網公共服務體系
    傳感網建設是一項系統(tǒng)工程，是一個專業(yè)性非常強的長期任務，需要建立公共服務體系。傳感網產業(yè)涉及面廣、實施過程復雜，不同行業(yè)、不同領域、不同規(guī)模、不同應用深度對傳感網需求是不同的。因此，要求第三方的服務平臺要能夠結合中國的實際需要，形成有中國特色的服務理念、服務規(guī)范、服務流程、服務方法。建設與完善我國傳感網公共服務體系，建立面向區(qū)域或行業(yè)的公共技術服務平臺、體驗中心，為行業(yè)及中小企業(yè)參與傳感網提供技術咨詢、解決方案、工業(yè)軟件、系統(tǒng)集成以及專業(yè)培訓等服務。
    (5)建立區(qū)域聯動、行業(yè)協(xié)作的傳感網產業(yè)鏈體系
    傳感網涉及的產業(yè)鏈很長，包括了傳感測量、微電機系統(tǒng)MEMS(Micro-Electro-Mechanism System)、嵌入式計算以及網絡通信、智能信息處理、海量信息存儲等多個學科專業(yè)，是一門新興綜合性科學技術。一方面，一個行業(yè)或者一個地區(qū)無法實現傳感網所涉及領域各個學科專業(yè)的全面發(fā)展；另一方面，全國有些區(qū)域或者行業(yè)在傳感網研究和應用中走在了中國前列，甚至具有世界一流的水平，可以為國家傳感網產業(yè)鏈的建立提供某個環(huán)節(jié)的強力支撐。建立區(qū)域聯動、行業(yè)協(xié)作的傳感網產業(yè)鏈體系勢在必行。
參考文獻
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[5] DARPA Sensor Information Technology Program.http：//www.darpa.mil/ito/research/sensit/index.html.