第一章 无线传感网与TinyOS

    1.1.3  无线传感网的应用

    无线传感器网络具有十分广阔的应用前景，在军事、空间探索和灾难拯救等特殊领域有其得天独厚的技术优势，能够广泛应用于环境监测、智能家居、仓库管理、城市交通、健康护理等领域。随着无线传感器网络的不断深入研究和探索，传感器网络将逐渐延伸到人类生活的各个方面。

    1．军事应用

    无线传感器网络自身具有部署迅速、隐蔽性高、容错性强的特点，其自组织性和容错能力不会使整个系统因为个别节点的损坏而崩溃，这一特点使得传感器网络非常适合应用于恶劣的战场环境中，包括监视冲突区域、侦察敌方地形和布防、定位攻击目标、评估损失、侦察和探测核、生物、化学攻击等。美国海军开展的网状传感器系统使用战船或飞机战斗群携带的计算机进行感知数据的处理，每艘战船不但依赖自身的雷达系统，还依靠其他战船或者装载有传感器的战机来共享感知数据，利用这些多方面的测量数据可以更加精确地击中目标。无线传感器网络已经成为C4ISRT（Command，Control，Communication，Computing，Intelligence，Surveillance，Reconnaissance and Targeting）系统不可或缺的一部分。C4ISRT系统的目标是利用先进的高科技技术，为未来的现代化战争设计一个集命令、控制、通信、计算、智能、监视、侦察和定位于一体的战场指挥系统，受到了军事发达国家的普遍重视。在战争中，对冲突区和军事要地的监视也是至关重要的，通过铺设传感器网络，以更隐蔽的方式近距离地观察敌方的布防。当然，也可以直接将传感器节点撤向敌方阵地，在敌方还未来得及反应时迅速收集利于作战的信息，传感器网络也可以为火控和制导系统提供准确的目标定位信息。在生物和化学战中，利用传感器网络及时、准确地探测爆炸中心将为军方提供宝贵的反应时间，从而最大限度地减小伤亡。

    2．环境科学

    近年来，人们对生态环境的保护意识越来越高，环境科学所涉及的范围也越来越广，无线传感器网络为环境研究数据的获取提供了极大的方便，可用于洪水和地表监测、气象和地理研究、监视农作物的灌溉和土壤空气情况等。基于传感器网络的ALERT系统中就有数种传感器可监测降雨量、河水水位和土壤水分，并据此来推测山洪暴发的可能性。除此之外，无线传感器网络还有一个十分重要的应用就是对生态多样性的描述，能够监测动物栖息地的生态情况，并将信息数据及时地传送给相关机构。

    2002年10月，Intel公司发布了“基于微型传感器网络的新型计算的发展规划”，致力于在环境监测、森林灭火、海底板块调查、行星探查等领域的应用。Intel研究中心伯克利实验室和大西洋学院的研究人员计划使用无线传感器网络来研究海岛上的生态环境。

    3．医疗健康

    无线传感器网络在医疗系统和健康护理方面的应用越来越成熟，包括实时监测人体的各项生理数据、医院的药物管理、远程医疗等。中国台湾国立大学开展了涵盖生物技术、网络通信技术、信息技术以及纳米技术等多项前沿科学技术的人体生理数据监测项目研究，通过自主设计的临床体温计和血压、脉搏测量仪来监测患者的体温、血压等常规数据，并将相关信息发送给医疗中心。Intel公司正在研究通过压力检测来预测初期溃疡的“Smart Socks”，以及根据伤口化脓情况来确定有效抗生物质的“智能绷带”，为未来智能医疗的实现提供了良好的技术支持。无线传感器网络的应用为有视力疾病的患者带来了福音，在SSIM（Smart Sensors and Integrated Microsystems）计划中，用100个微型传感器来代替视网膜并将它置入人眼，这样可以使失明者或视力极差者恢复到一个较为正常的视力水平。

    4．商业应用

    无线传感器网络可用于实现家居环境、工作环境等的智能化。欧洲的“DELTA计划”在汽车出厂之前就把车载信标集成到车载的计算机中，这是车辆识别和车辆与路测设备通信的必选器件，而且还可以构成自动定位和汽车导航等更加完整的应用体系。通过在家电和家具中嵌入传感器节点，并利用无线网络和互联网连接在一起，将会为人们提供更加舒适、方便和更具人性化的智能家居环境。除此之外，还可以利用无线传感器网络来建立智能交通系统、智能幼儿园等。

    无线传感器网络重要的科学意义和应用价值，已经引起了世界发达国家学术界、军事部门和工业界的极大关注。2003年2月，美国《技术评论》杂志评选出对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术，无线传感器网络位列第一。2003年8月，美国《商业周刊》的技术评论将无线传感器网络定位成21世纪高技术领域的四大支柱型产业之一。