我国无线传感网络及其应用研究的现状


  我国现代意义的无线传感网络及其应用研究几乎与发达国家同步启动。2001年,中科院适时抓住机遇,成立了微系统研究与发展中心,挂靠在中科院上海微系统所,成员单位包括声学所、微电子所、研究生院等十余家研究所和高校,旨在整合中科院内部的相关单位,共同推进传感器网络的研究。上海市科委在早期就大量部署了传感器网络的课题,为上海市走在传感网领域的前列奠定了重要基础,在其领导下,中科院上海微系统所还牵头组建了传感网产学研上海联盟。

  另外,我国哈尔滨工业大学、清华大学、北京邮电大学、西北工业大学、天津大学和国防科技大学等高校在国内也较早开展了传感器网络的研究,目前绝大多数工科院校都已经开展了有关无线传感器网络方面的研究工作,一些高科技企业,如中国移动、华为、中兴、诺基亚、阿尔卡特等大型企业,也加入了研究行列。

  上海微系统与信息技术研究所科技人员在前期关键技术攻关及应用研究的基础上,又提出了无线传感网三层体系构架,并沿此框架路线进行研究,得到了众多用户、国家相关顶层规划及标准化的认可;该所从2002年开始,积极推进协同感知传感器网络的研究,创造性地提出面向任务的协同处理列算法,确立起传感器网络协同处理体系构架;提出传感器网络的信息聚合、协同感知、泛在网三阶段的演进路线图,并得到国家相关顶层规划认可;通过与行业、公众用户长期交流,提出了基础平台和应用子集的传感器网络标准化参考模型,被国家相关顶层规划认可并采纳;与中国移动联合提出传感器网络与移动通信网络的“三步走”融合方案等等。

  “我国传感器网络研究没有盲目地跟从国外发展路线,而是形成了以应用为牵引的研究特色。”封松林在接受记者采访时说。以中科院为代表的我国传感网的研究,面向国家重大战略和应用需求,开展了无线传感网基础前沿、关键技术、应用开发、系统集成和测试评估技术等方面的研究。中科院上海微系统与信息技术研究所经过近十年的努力,在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器端机、移动基站和应用系统等方面均取得了重大进展。

  “5·12”汶川地震灾害发生后,当地通讯系统几乎完全瘫痪。中科院微系统所使用部分无线传感网技术,在没有固网和移动网的情况下独立工作,使指挥所能够实时了解灾情和救灾现场的状况,极大地提高了一线救灾单位的统筹沟通效率、信息获取速度和对外联络宣传的效果;之后又在唐家山大坝及堰塞湖沿线布设了14个视频监测点,用于全天候、24小时实时监控唐家山堰塞湖水文资料和坝体变化等情况。所提供的视频监控画面不但实时传输给位于绵阳的指挥中心,还为国家及相关部省领导提供了50多路远程监测视频信息,为相关领导关心和了解现场情况、科学指导救灾提供了第一手的实时资料。

  由中科院嘉兴中心微系统所分中心研制的双向TDD-OFDM多用户高速移动中程多媒体传感器网络在上海市得到规模性应用,彻底改变了传统的基于COFDM的单向单用户移动视频传输的局面,已在上海市布设了18个基站,实现了高分辨率图像、语音、传感器数据等的高速移动组网传输,成为上海市公安局应急指挥的重要平台。

  在六国峰会、特奥会中,成功应用于胡锦涛等党和国家领导人车队的全程跟踪保卫,受到公安部、安全部、武警总部、中央警卫局等部委领导的高度肯定。近期在奥运火炬接力上海段传递中得到成功应用,解决了卫星“动中通”在上海市复杂城区无法实现无缝实时图传的问题。

  浦东机场传感器网络防入侵系统实现了对入侵目标的探测识别、目标定位、轨迹跟踪、设施设备破坏盗窃、智能视频复核等功能要求的全天时、全天候的入侵报警,符合民航总局的要求,经受住了今年年初南方雪灾的综合考验,建设完成至今未发生漏警、误警,得到了用户的高度评价。

  由于历史上的原因,我国在大多数传统信息技术领域,已经失去了左右国际标准的机会。无线传感器网络产业的兴起,给我国提供了参与国际重新洗牌的机会。目前我国的信息产业存在着本土企业掌握的核心专利相对不足、受制于人的问题。2007年底,ISO/IECJTC1委员会专门成立了无线传感网标准化工作组。经国标委批准,在全国信标委下组建了传感器网络工作组,秘书处挂靠单位为中科院上海微系统所。全国数十家成员单位通力合作,不仅共同参与国家传感器网络标准的制定,同时代表我国参加国际标准化组织ISO/IEC联合的传感网标准化工作组。

  “在国际标准还没有出来之前,国家应该在产业政策和科技项目等方面给予积极扶持,这样才能使得这项新技术在我国发展壮大。”封松林呼吁。