無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù).doc

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1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)一、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展及研究現(xiàn)狀1.1無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetwork,WSN)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一種多跳自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它是當(dāng)前在國(guó)際上備受關(guān)注、涉及多學(xué)科、高度交叉、知識(shí)高度集成的前沿研究領(lǐng)域，綜合傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息(如光強(qiáng)、溫度、濕度、噪音、震動(dòng)和有害氣體濃度等物理現(xiàn)象)，并以無(wú)線的方式發(fā)送出去，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)最終發(fā)送給觀察者。傳感器、

2、感知對(duì)象和觀察者構(gòu)成了傳感器網(wǎng)絡(luò)的3個(gè)要素。如果說(shuō)Internet構(gòu)成了邏輯上的信息世界，改變了人與人之間的溝通方式，那么無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是將邏輯上的信息世界與客觀上的物理世界融合在一起，改變?nèi)祟惻c自然界的交互方式。人們可以通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)直接感知客觀世界，從而極大地?cái)U(kuò)展現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的功能和人類認(rèn)識(shí)世界的能力。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一項(xiàng)新興的技術(shù)，越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工程界的關(guān)注，其在軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療護(hù)理、空間探索、智能家居、工業(yè)控制和其他商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是將對(duì)21世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響的技術(shù)之一。WSN的基木思想起源于20世紀(jì)70年代。1978年

3、，DARPA在卡耐基-梅隆大學(xué)成立了分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)工作組;1980年，DARPA的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目(DSN)開(kāi)啟了傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的先河;20世紀(jì)80-90年代，研究主要在軍事領(lǐng)域，成為網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)，拉開(kāi)了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的序幕;20世紀(jì)90年代中后期，WSN引起了學(xué)術(shù)界、軍界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注，發(fā)展了現(xiàn)代意義的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的萌芽，最早可以追溯到20世紀(jì)60年代的戰(zhàn)爭(zhēng)中。在20世紀(jì)80年代至90年代之問(wèn)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)在歐美得到發(fā)展，美國(guó)更多地將其用于軍事方面。從21世紀(jì)開(kāi)始至今，逐步進(jìn)入現(xiàn)代意義上的無(wú)線傳感網(wǎng)研究及其應(yīng)用，專

4、利就是從這時(shí)候開(kāi)始逐年增加。雖然2008年的金融危機(jī)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)影響最大，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)卻是異軍突起，進(jìn)入快速發(fā)展階段。來(lái)自美國(guó)的一份調(diào)研報(bào)告顯示，2011年，世界市場(chǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與服務(wù)市場(chǎng)價(jià)值46億美元，同比增長(zhǎng)近15%。目前，各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家都非常重視無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)。具體來(lái)看，最早揭開(kāi)現(xiàn)代無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展序幕的美國(guó)在通信協(xié)議、硬件設(shè)施和芯片技術(shù)等核心技術(shù)方面較為領(lǐng)先，日本和韓國(guó)則在應(yīng)用方面走在前列。美國(guó)軍方最先開(kāi)始無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究，包括CEC、REMBASS、TRSS、SensorIT、WINS、SmartDust、SeaWeb等研究項(xiàng)目

5、。美國(guó)國(guó)防部遠(yuǎn)景計(jì)劃研究局已投資幾千萬(wàn)美元，幫助大學(xué)進(jìn)行無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)。美國(guó)國(guó)家自然基金委員會(huì)(NSF)也開(kāi)設(shè)了大量與其相關(guān)的項(xiàng)目。NSF于2003年制定了WSN研究計(jì)劃，每年撥款3400萬(wàn)美元支持相關(guān)研究項(xiàng)目，并在加州大學(xué)洛杉磯分校成立了傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中心。2005年對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和系統(tǒng)的研究計(jì)劃中，主要研究下一代高可靠、安全的可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)、可編程的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及傳感器系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)特性，資助金額達(dá)4000萬(wàn)美元。此外，美國(guó)交通部、能源部、美國(guó)國(guó)家航空航大局也相繼啟動(dòng)了相關(guān)的研究項(xiàng)目。美國(guó)所有著名院校幾乎都有研究小組在從事WSN相關(guān)技術(shù)的研究，加拿大、英國(guó)、德國(guó)、芬蘭、

6、日木和意大利等國(guó)家的研究機(jī)構(gòu)也加入了WSN的研究。加州大學(xué)洛杉磯分校、加州大學(xué)伯克利分校、麻省理工學(xué)院、康奈爾大學(xué)、哈佛大學(xué)、卡耐基梅隆大學(xué)等在WSN研究領(lǐng)域成績(jī)較為突出。國(guó)際相關(guān)學(xué)術(shù)會(huì)議中對(duì)WSN的研討增多，檢索論文數(shù)目逐年以較大幅度增加。美國(guó)的Crossbow,DustNetwork,Ember,Freescale等公司也開(kāi)展了WSN的研究工作。加拿大、英國(guó)、德國(guó)、芬蘭、日木和意大利等國(guó)家的研究機(jī)構(gòu)也加入了WSN的研究。歐盟第6個(gè)框架計(jì)劃將“信息社會(huì)技術(shù)”作為優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域之一。其中多處涉及對(duì)WSN的研究。啟動(dòng)了EYES等研究計(jì)劃。日本總務(wù)省在2004年3月成立了“泛

7、在傳感器網(wǎng)絡(luò)，調(diào)查研究會(huì)。韓國(guó)信息通信部制訂了信息技術(shù)"839"戰(zhàn)略，其中“3"是指IT產(chǎn)業(yè)的三大基礎(chǔ)設(shè)施，即寬帶融合網(wǎng)絡(luò)、泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)、卜一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。企業(yè)界，歐盟的Philips,Siemens,Ericsson,ZMD,FranceTelecom,Chipcon等公司;日木的NEC,OKI,Sky-leynetworks、世康、歐姆龍等公司都開(kāi)展了WSN的研究。國(guó)內(nèi)首次正式啟動(dòng)出現(xiàn)于1999年中國(guó)科學(xué)院《知識(shí)創(chuàng)新工程點(diǎn)領(lǐng)域方向研究》的“信息與自動(dòng)化領(lǐng)域研究報(bào)告”中，該領(lǐng)域的五大重點(diǎn)項(xiàng)目之一。2001年中國(guó)科學(xué)院依托上海微系統(tǒng)所成