最(zui)近(jin)
，利(li)用(yong)無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)連(lian)接(jie)傳(chuan)感(gan)器(qi)並(bing)收(shou)集(ji)數(shu)據(ju)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)開(kai)始(shi)從(cong)研(yan)究(jiu)階(jie)段(duan)進(jin)入(ru)了(le)實(shi)用(yong)階(jie)段(duan)。傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)得(de)到(dao)了(le)哪(na)些(xie)應(ying)用(yong)
？為(wei)何(he)在(zai)最(zui)近(jin)才(cai)開(kai)始(shi)得(de)到(dao)應(ying)用(yong)
？實(shi)際(ji)參(can)與(yu)開(kai)發(fa)的(de)住(zhu)友(you)精(jing)密(mi)工(gong)業(ye)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)事(shi)業(ye)室(shi)宮(gong)本(ben)哲(zhe)（技術部門主任）就今後的課題接受了記者采訪。

　　問：利用無線的傳感器網絡的開發經曆了怎樣的過程？

　　宮本：傳感器網絡成為關注焦點的契機是1998年～2001年開展的“SMART DUST”（智能微塵）計劃。這是由美國國防部DARPA提供資金，以美國加州大學伯克利分校（University of California Berkeley）為中心開展的計劃
，其目的是開發使用MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）技術的超小型無線傳感器節點。就像“SMART DUST”的de名ming稱cheng一yi樣yang，其qi最zui終zhong目mu的de是shi使shi超chao小xiao型xing傳chuan感gan器qi節jie點dian漂piao浮fu在zai空kong氣qi中zhong收shou集ji周zhou圍wei的de環huan境jing信xin息xi
，通tong過guo網wang絡luo傳chuan輸shu至zhi遠yuan方fang。雖sui然ran還hai無wu法fa在zai空kong氣qi中zhong漂piao浮fu，但dan現xian在zai已yi經jing開kai發fa出chu了le體ti積ji僅jin為wei10mm3左右的微小傳感器節點樣機。

　　之後，使用市售部件開發低成本普及型傳感器節點的計劃得到推進，美國Crossbow Technology投產的傳感器網絡平台“MICA MOTE”由(you)此(ci)誕(dan)生(sheng)。隨(sui)著(zhe)普(pu)及(ji)型(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)平(ping)台(tai)的(de)問(wen)世(shi)，傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)的(de)研(yan)究(jiu)領(ling)域(yu)也(ye)開(kai)始(shi)向(xiang)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)拓(tuo)展(zhan)，從(cong)中(zhong)獲(huo)得(de)的(de)反(fan)饋(kui)推(tui)動(dong)了(le)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)平(ping)台(tai)的(de)進(jin)一(yi)步(bu)發(fa)展(zhan)。

　　由於最初是DARPA的計劃，因此在過去，掌握戰場情況等軍事色彩濃厚的應用為數較多，生態係統調查、工廠設備監控
、人及物的跟蹤、防災等應用也在研究範圍之內。

　　在日本國內，住友精密工業與Crossbow正在合作開發MOTE相關產品係統。在最初階段，大學和研究機構的采用較多，這2～3年間，商店和工廠的實際采用也有所增加。用途包括管理超市生鮮櫃溫度的節能係統、用於辦公室和工廠節能的能源監控等。傳感器網絡還被應用於工廠自動化設備的控製，可以通過減少布線削減變更設置、布局帶來的施工成本。

　　在(zai)海(hai)外(wai)
，上(shang)述(shu)應(ying)用(yong)開(kai)展(zhan)廣(guang)泛(fan)，由(you)於(yu)寬(kuan)闊(kuo)的(de)農(nong)場(chang)繁(fan)多(duo)，因(yin)此(ci)農(nong)場(chang)的(de)環(huan)境(jing)監(jian)控(kong)采(cai)用(yong)了(le)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)。鑒(jian)於(yu)農(nong)業(ye)和(he)室(shi)外(wai)需(xu)求(qiu)較(jiao)多(duo)，而(er)且(qie)今(jin)後(hou)有(you)望(wang)繼(ji)續(xu)增(zeng)加(jia)，Crossbow在去年上市了麵向此類用途的傳感器網絡產品“eKo”。該產品在日本也已上市，得到了農業類大學和研究機構的采用。

　　“eKo”是配備防水機殼、gandianchiyijitaiyangnengdianchidechuanganqijiedian
，dianchishoumingchangdashunian

，jianshaolegenghuandianchidemafan。zaijialifuniyadeputaoyuanzhong，gaichanpinzaiturangshiduceliangfangmianfahuileyouhuaguangaidezuoyong
，shijiangdichengbenhetigaoputaopinzhitongshidedaoleshixian。chucizhiwai，shiyoujinglianchangdeshebeijiankongyecaiyonglegaichanpin。zainanyiquebaodianyuangongyingdeshiwai，wuxubuxianjikefugaiguangdaquyudechuanganqiwangluofeichangshiyong。gaichanpindewuxiantongxinbiaozhuncaiyongIEEE802.15.4。

　　為何現在應用才開始拓展？

　　問：拓展傳感器網絡的應用為何到如今才開始得到拓展？Crossbow的係統在本世紀初就已經配備了能夠借助微小內存容量運行的小型傳感器OS“TinyOS”，基本技術已大致完善。

　　宮本：傳感器網絡應用開始得到開拓主要有3個理由：構成傳感器節點的硬件的發展、無線通信標準的建立
、研究和樣機成果的積累。

　　首先是構成傳感器節點的硬件的發展，如今，微控製器
、無線IC和傳感器的低成本化、低功耗化程度越來越高。在大量生產時，1個模塊的成本甚至可以低於2000日ri元yuan。由you於yu利li用yong傳chuan感gan器qi網wang絡luo得de到dao的de效xiao果guo因yin應ying用yong而er異yi

，因yin此ci
，目mu標biao成cheng本ben並bing不bu能neng統tong一yi決jue定ding，在zai大da量liang應ying用yong之zhi中zhong

，阻zu礙ai實shi用yong化hua的de成cheng本ben問wen題ti正zheng逐zhu一yi得de到dao解jie決jue。通tong過guo降jiang低di功gong耗hao提ti高gao電dian池chi壽shou命ming的de改gai進jin也ye在zai開kai展zhan，在zai越yue來lai越yue多duo的de情qing況kuang下xia，電dian池chi壽shou命ming也ye和he成cheng本ben一yi樣yang不bu再zai對dui實shi用yong化hua構gou成cheng阻zu礙ai。

　　第二個是無線通信標準，隨著ZigBee使用的物理層——IEEE802.15.4於2003年製定完成，以足夠傳輸傳感器數據的250kbps的速度低功耗
、無照使用無線成為了可能。電波法的技術標準適用證明隻需模塊和傳感器節點取得即可
，使用者無需取得認證。

　　在此之前，傳感器數據傳輸使用微弱無線和特定小功率無線，存在著數據傳輸速度不足、無線IC編程複雜等問題。

　　另外，由於IEEE802.15.4標準無線IC開始在各種產品中普及
，因此，無線IC的成本還有望繼續降低。隨著協議上位端的ZigBee、WirelessHART、ISA-SP100等標準的製定，在執著於全球標準的企業應用中的采用也隨之開始。

　　第三個理由——yanjiuheyangjichengguodejileidaidongleshiyonghua。bifangshuo

，gongchangdeshebeiyichangjiankongxuyaotongguojiankongzhendong，zhachushebeideyichangzhengzhao，congeryufangguzhang
，wanchengzheyicaozuoxuyaoweiguancedaodexianxiangyushebeiguzhangzhijianjianlilianxi。zaizhezhongshiyongqianxuyaoshijianyanzhengdeyingyongzhong，wanchengchuanganduixiangfenxibingqiejinrushiyongjieduandeliziyuelaiyueduo。

　　今後的課題是什麼
？

　　問：今後，進一步普及傳感器網絡還需要解決什麼課題？

　　宮本：我認為普及有2個階段，每個階段有不同的課題。

　　首(shou)先(xian)，現(xian)在(zai)正(zheng)在(zai)進(jin)行(xing)的(de)有(you)線(xian)係(xi)統(tong)無(wu)線(xian)化(hua)的(de)課(ke)題(ti)是(shi)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)和(he)確(que)保(bao)可(ke)靠(kao)性(xing)。對(dui)於(yu)某(mou)些(xie)應(ying)用(yong)
，成(cheng)本(ben)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)在(zai)目(mu)前(qian)都(dou)不(bu)構(gou)成(cheng)問(wen)題(ti)
，但(dan)是(shi)，為(wei)了(le)拓(tuo)展(zhan)應(ying)用(yong)範(fan)圍(wei)
，今(jin)後(hou)仍(reng)需(xu)進(jin)行(xing)改(gai)進(jin)。

　　成本方麵，我認為
，隨著傳感器節點產量的增加，價格會逐漸下落


，無線化應用將隨之增加。

　　可(ke)靠(kao)性(xing)方(fang)麵(mian)，有(you)些(xie)人(ren)擔(dan)心(xin)無(wu)線(xian)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)不(bu)如(ru)有(you)線(xian)。但(dan)有(you)線(xian)同(tong)樣(yang)存(cun)在(zai)可(ke)靠(kao)性(xing)問(wen)題(ti)，在(zai)使(shi)用(yong)中(zhong)一(yi)般(ban)會(hui)配(pei)合(he)故(gu)障(zhang)安(an)全(quan)措(cuo)施(shi)。無(wu)線(xian)也(ye)是(shi)如(ru)此(ci)

，隻(zhi)要(yao)配(pei)合(he)故(gu)障(zhang)安(an)全(quan)措(cuo)施(shi)就(jiu)能(neng)夠(gou)得(de)到(dao)足(zu)夠(gou)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。而(er)且(qie)，在(zai)某(mou)些(xie)使(shi)用(yong)環(huan)境(jing)下(xia)，有(you)線(xian)存(cun)在(zai)線(xian)纜(lan)腐(fu)蝕(shi)和(he)損(sun)傷(shang)的(de)問(wen)題(ti)，無(wu)線(xian)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)較(jiao)高(gao)。我(wo)認(ren)為(wei)
，通(tong)過(guo)明(ming)確(que)應(ying)用(yong)需(xu)要(yao)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)、加入必要的故障安全機製，可靠性課題能夠得到解決。

　　在下一階段，我們的目標是創造出隻有傳感器網絡才能實現的嶄新應用。這需要繼續實施技術開發

，向實現節點超小型化
、近乎無需電池的低功耗化等“SMART DUST”終極目標靠攏。而且，在這些技術開發中必須找到能夠聚集人力和資金的應用。

　　shangshuyingyongxuyaoxiangyinglingyudeshenhouzhishi，yinci
，danchunyikaochuanganqiwangluochangshangwufashunlikaizhanyanjiu。suizherenmenduiyuchuanganqiwangluokenengxingrenzhideshenhua，woqidaichuanganqiwangluochangshangyuzaitedingyingyongfangmianyongyoushenhouzhishidechangshangqiangqianglianshou，tuichuxindeyingyong。

　　係統構成要素與開發重點

　　問：請介紹一下傳感器網絡的構成要素。

　　宮本：大da致zhi可ke以yi分fen為wei包bao含han傳chuan感gan器qi節jie點dian的de傳chuan感gan器qi網wang絡luo部bu分fen和he進jin行xing傳chuan感gan器qi數shu據ju處chu理li的de網wang關guan客ke戶hu端duan部bu分fen。在zai某mou些xie使shi用yong形xing態tai下xia還hai需xu要yao傳chuan感gan器qi節jie點dian的de軟ruan件jian開kai發fa環huan境jing。

　　首先是傳感器節點，使用頻帶和功率等無線部分的配置、環境耐受性能
、能夠使用的傳感器
、安裝方法和電源種類由硬件部分決定。

　　軟ruan件jian中zhong比bi較jiao重zhong要yao的de是shi無wu線xian網wang絡luo協xie議yi。網wang絡luo形xing態tai由you其qi決jue定ding，電dian池chi壽shou命ming也ye相xiang應ying受shou到dao影ying響xiang。網wang絡luo形xing態tai包bao括kuo隻zhi能neng夠gou收shou集ji傳chuan感gan器qi數shu據ju向xiang網wang關guan直zhi接jie傳chuan輸shu的de星xing型xing
、能夠多重跳躍傳輸和中繼的形態，以及由全部節點均可中繼的網型、以(yi)部(bu)分(fen)可(ke)中(zhong)繼(ji)節(jie)點(dian)為(wei)中(zhong)心(xin)形(xing)成(cheng)的(de)星(xing)型(xing)簇(cu)組(zu)合(he)而(er)成(cheng)的(de)混(hun)合(he)星(xing)型(xing)。混(hun)合(he)星(xing)型(xing)又(you)可(ke)以(yi)分(fen)為(wei)能(neng)夠(gou)跨(kua)簇(cu)改(gai)變(bian)中(zhong)繼(ji)對(dui)象(xiang)的(de)類(lei)型(xing)和(he)不(bu)能(neng)的(de)類(lei)型(xing)。由(you)於(yu)可(ke)中(zhong)繼(ji)節(jie)點(dian)必(bi)須(xu)接(jie)收(shou)其(qi)他(ta)節(jie)點(dian)發(fa)送(song)的(de)數(shu)據(ju)，因(yin)此(ci)，與(yu)不(bu)進(jin)行(xing)中(zhong)繼(ji)單(dan)純(chun)發(fa)送(song)的(de)節(jie)點(dian)相(xiang)比(bi)，電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)明(ming)顯(xian)偏(pian)短(duan)。在(zai)大(da)多(duo)數(shu)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)中(zhong)，可(ke)中(zhong)繼(ji)節(jie)點(dian)的(de)電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)極(ji)短(duan)，因(yin)而(er)無(wu)法(fa)實(shi)現(xian)電(dian)池(chi)驅(qu)動(dong)。

　　jiexialai，chuanganqiwangluoshoujishujudechulifangshiyouwangguankehuduanbufenjueding。youxiekehuduanzhunbeiletongyongdechuanganqishujuxianshikehuduanruanjian
，danjibenlaishuo
，kehuduanruanjianxuyaoanzhaoyingyongzhuanmenzhunbei
，huoshizaizhuanhuanshujugeshihouqianruxianyouxitong。

　　另外，使用自主傳感器、在zai傳chuan感gan器qi節jie點dian內nei加jia入ru應ying用yong的de固gu有you處chu理li時shi需xu要yao開kai發fa傳chuan感gan器qi節jie點dian軟ruan件jian。這zhe時shi需xu要yao用yong到dao傳chuan感gan器qi節jie點dian的de軟ruan件jian開kai發fa環huan境jing。能neng夠gou在zai何he種zhong語yu言yan環huan境jing下xia開kai發fa
？OS是什麼
？利用無線網絡協議的API情況如何？這些對於提高開發效率非常重要。

　　bachuanganqijiedianyuxianyoushebeilianjie

，xiangwuxiantiaozhijietiaoqinayangshiyongshiwuxukaifachuanganqijiedianruanjian，xuyaodeshitongguomouyijiekouyuzuoweiwuxiantiaozhijietiaoqigongzuodechuanganqijiedianjinxingshujujiaohuan。duiyuRS232C等1對1通信形態的無線化，在直接無線發送UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）來源數據的“穿透”模式下也可以使用，如果是使用RS485的主從式通信這種1對N通信形態，那麼就必須把無線網絡內的發送對象告知無線調製解調器。

　　問：係統開發的重點是什麼？另外，軟件開發人員在編寫源代碼時需要注意哪些地方？

　　宮本：對於內存容量與處理速度等硬件資源有限的傳感器節點
，編程需要注意數據存儲位置、讀取寫入時機的整體平衡。

　　以yi通tong過guo無wu線xian通tong信xin接jie收shou數shu據ju並bing且qie中zhong繼ji轉zhuan發fa至zhi其qi他ta節jie點dian為wei例li


，由you於yu接jie收shou緩huan存cun有you限xian
，因yin此ci在zai寫xie滿man前qian必bi須xu進jin行xing發fa送song處chu理li。但dan另ling一yi方fang麵mian，從cong自zi身shen的de傳chuan感gan器qi讀du取qu數shu據ju的de處chu理li也ye在zai進jin行xing，因yin此ci，如ru果guo二er者zhe不bu能neng均jun衡heng處chu理li，數shu據ju就jiu會hui丟diu失shi，降jiang低di整zheng個ge網wang絡luo的de流liu量liang。

　　編程水平當然需要注意
，在最初設計係統時
，估算可行的數據傳輸率和節點數也非常重要。

　　erqie，weilejianqingchuanganqijiediandefuhe，bafuzachuliliugeifuwuqidefangshitongyangyouxiao。danshi，zuoweixitongjiagou，ruguobunengquedingnazhonggeshideshujuyounacengchulidecelve，kuozhanxingjiuhuichuxianwenti。