无线传感器网络的发展历程

无线传感器网络的发展也是符合计算设备的演化规律。根据研究和分析，这里将无线传感器网络的发展历史分为三个阶段，下面逐一介绍并分析各阶段的技术特征。

1）第一阶段：传统的传感器系统

最早可以追溯到20世纪70年代的越战时期使用的传统的传感器系统。当年美越双方在密林覆盖的胡志明小道进行了一场血腥较量，这条道路是北越部队向南方游击队源源不断输送物资的秘密通道，美军曾经绞尽脑汁动用航空兵狂轰滥炸，但效果不大。后来美军投放了2万多个“热带树”传感器。

所谓“热带树”传感器实际上是由震动和声响传感器组成的系统，它由飞机投放，落地后插入泥土中，只露出伪装成树枝的无线电天线，因而被称为“热带树”。只要对方车队经过，传感器探测出目标产生的震动和声响信息，自动发送到指挥中心，美机立即展开追杀，总共炸毁或炸坏越方4.6万辆卡车。

这种早期使用的传感器系统的特征在于：传感器结点只产生探测数据流，没有计算能力，并且相互之间不能通信。

传统的原始传感器系统通常只能捕获单一信号，传感器结点之间进行简单的点对点通信，传感器网络一般采用分级处理结构。

2）第二阶段：传感器网络结点集成化

第二阶段是20世纪80年代到90年代之间。

1980年美国国防部高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）的分布式传感器网络（Distributed Sensor Networks，DSN）项目开启了现代传感器网络研究的先河。该项目由TCP／IP协议的发明人之一、时任DARPA信息处理技术办公室主任的Robert Kahn主持，起初设想建立低功耗传感器结点构成的网络，这些结点之间相互协作，但自主运行，将信息发送到需要它们的处理结点。就当时的技术水平来说，这绝对是一个雄心勃勃的计划。通过多所大学研究人员的努力，该项目还是在操作系统、信号处理、目标跟踪、结点实验平台等方面取得了较好的基础性成果。

在这个阶段，传感器网络的研究依旧主要在军事领域展开，成为网络中心战体系中的关键技术。比较著名的系统包括：美国海军研制的协同交战能力（Cooperative Engagement Capability，CEC）系统、用于反潜作战的固定式分布系统（Fixed Distributed System，FDS）、高级配置系统（Advanced Deployment System，ADS）、远程战场传感器系统（Remote Battlefield Sensor System，REMBASS）、战术远程传感器系统（Tactical Remote Sensor System，TRSS）、无人值守地面传感器网络系统。(www.xing528.com)

这个阶段的技术特征在于，采用了现代微型化的传感器结点，这些结点可以同时具备感知能力、计算能力和通信能力。因此在1999年，《商业周刊》将传感器网络列为21世纪最具影响的21项技术之一。

3）第三阶段：多跳自组网

第三阶段是从21世纪开始至今。

美国在2001年发生了震惊世界的“9·11”事件，如何找到恐怖分子头目本·拉登成了和平世界的一道难题。由于本·拉登深藏在阿富汗山区，神出鬼没，极难发现他的踪迹。人们设想如果在本·拉登经常活动的地区大量投放各种微型探测传感器，采用无线多跳自组网方式将发现的信息以类似接力赛的方式传送给远在波斯湾的美国军舰。但是这种低功率的无线多跳自组网技术在当时是不成熟的，因而向科技界提出了应用需求，由此引发了无线自组织传感器网络的研究热潮。

这个阶段的传感器网络技术特点在于网络传输自组织、结点设计低功耗。

除了应用于情报部门的反恐活动以外，无线传感器网络在其他领域更是获得了很好的应用，所以2002年美国国家重点实验室橡树岭实验室提出了“网络就是传感器”的论断。由于无线传感器网络在国际上被认为是继互联网之后的第二网络，2003年美国《技术评论》杂志评出对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术，传感器网络被列为第一。

在现代意义上的无线传感器网络研究及其应用方面，我国与发达国家几乎同步启动，它已经成为我国科技领域中位居世界前列的少数方向之一。在2006年我国发布的《国家中长期科学与技术发展规划纲要》中，为信息技术确定了三个前沿方向，其中有两个就与传感器网络直接相关，这就是智能感知和自组网技术。

综观计算机网络技术的发展史，应用需求始终是推动和左右全球网络技术进步的动力与源泉。传感器网络可以为人类增加耳、鼻、眼、舌等器官的感知能力，是扩大人类感知能力的一场革命。传感器网络是近几年来国内外研究和应用得非常热闹的领域，在国民经济建设和国防军事上具有十分重要的应用价值，目前传感器网络的发展几乎呈爆炸式趋势。