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传感器

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浅谈传感器网络的体系和架构

导读: 传感器是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),并将探知的信息传递给其他装置或器官。

  1  引言

  传感器是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),并将探知的信息传递给其他装置或器官。

  国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

  目前,传感器网络领域尚处于发展初期,我国的科研、产业进展与国际几乎同步,大部分依托于科研成果,在部分领域有示范应用。但在已经实现的传感器网络中往往采用私有协议,尚缺乏完善的传感器网络标准体系,缺乏对如何采用现有技术标准的指导,在产品设计、系统集成时无统一标准可循,已经严重制约了技术应用和产业的迅速发展。所幸的是,我国传感器网络的技术、产业发展与国际基本同步,目前国际尚无完备的传感器网络标准体系,这为我国实质性参与该领域国际标准化工作、占领产业的制高点提供了一次难得的历史性机遇。

  传感器网络标准化研究将有利于巩固现有技术、产业成果,规范、推动产业有序、健康发展;通过统筹安排,产学研用联合攻关,对相关技术体制进行全面梳理,形成可行的技术标准体系,切入关键技术问题;通过“关键技术-标准化-应用示范-产业化-商用化”的渐进发展道路,保障传感器网络大规模应用的互联互通,推动传感器网络迅猛发展;有利于推动我国实质性参与传感器网络国际标准化工作,扩大产业界在国际上的影响力。

  2  传感器网络国际和国内标准化现状

  传感器网络涉及的技术领域和相关标准化组织较多,目前国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)的第一联合技术委员会(JTC1)、国际电子和电气工程师协会(IEEE)、国际电信联盟(ITU)和互联网工程师任务组(IETF)等国际标准化组织都在开展传感器网络标准相关的研究工作,但大多尚处于标准提案阶段。其中,IEEE在为传感器网络提供支持的底层无线传输技术和传感器接口的标准化研究等方面已取得一定进展;ITU-T的多媒体编码、系统和应用(SG16)研究组开始进行泛在传感器网络(USN)应用和服务的研究,SG17研究组已开展USN安全框架的研究;IETF成立低功率无线个域网上的IPv6(6LOWPAN)工作组,已产生RFC4944(IEEE 802.15.4上的IPv6)和RFC 4919(问题陈述和目标)。目前,公认的可以被称为传感器网络标准的只有IEEE802.15.4和Zigbee联盟推出的传输、网络、应用层协议标准,以及IEEE 1451。

  2008年全球传感器市场容量为506亿美元,预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。调查显示,东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区,而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言,传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场,占第二位的是过程控制市场,看好通讯市场前景。

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