1 傳感網的概念 傳感網亦可稱為“物聯(lián)網”。 “物聯(lián)網”的概念最早于1999年提出，即把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯(lián)網連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理。 2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網報告2005：物聯(lián)網》，正式提出了“物聯(lián)網”的概念。報告指出：無所不在的“物聯(lián)網”通信時代即將來臨，世界上所有的物體都可以通過因特網主動進行信息交換。射頻識別技術（RFID）、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將得到更加廣泛的應用。 電腦和電腦連接成互聯(lián)網，可以幫助人與人之間交流。而所謂“物聯(lián)網”，就是在物體上安裝傳感器、植入微型感應芯片，然后借助無線網絡，人們就可以和物體“對話”，物體和物體之間也能“交流”?？梢哉f，互聯(lián)網完成了人與人的遠程交流，而物聯(lián)網則完成人與物、物與物的即時交流。 傳感網是由大量傳感器組成的一個“社會”。在這個“社會”里，大量多種類傳感器組成了一個自適應的網絡結構，對分布式動態(tài)信息進行協(xié)同感知與處理，形成自治綜合信息系統(tǒng)。直觀地說，就是通過能感知、判斷的傳感網讓物“說話”，提供一個讓人與自然界、人與物、物與物進行交流的平臺。 傳感網是提升到國家概念和廣域范圍的一種提法。傳感網技術是由傳感器件、網絡構架和信息處理系統(tǒng)構成的有機整體。它源于無線傳感器網絡技術的發(fā)展。無線傳感器網絡是由隨機分布的集成傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信單元的微小節(jié)點，通過自組織的方式構成的無線網絡。它的功能在于借助于節(jié)點中內置的傳感器測量周邊環(huán)境中的熱、紅外、聲吶、雷達和地震波等信號,從而探測包括溫度、濕度、噪聲、光、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等物質現(xiàn)象。 很明顯，在傳感網建立、發(fā)展和不斷拓寬應用領域過程中，傳感器技術仍然不失其基礎關鍵技術的地位。特別是基于MEMS和 NEMS的微傳感技術和無線聯(lián)網技術為無線傳感器網絡賦予了廣闊的應用前景。這些潛在的應用領域包括軍事、航空、反恐、防爆、救災、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等。 2 傳感網受到各國的重視 2009年8月7日，國務院總理溫家寶來到中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發(fā)中心考察。在得知國內傳感網核心技術不是處于全球最領先水平后，溫家寶說：“當計算機和互聯(lián)網產業(yè)大規(guī)模發(fā)展時,我們因為沒有掌握核心技術而走過一些彎路。在傳感網發(fā)展中，要早一點謀劃未來，早一點攻破核心技術。” 溫家寶總理指出，至少三件事情可以盡快去做：一是把傳感系統(tǒng)和3G中的TD技術結合起來；二是在國家重大科技專項中，加快推進傳感網發(fā)展；三是盡快建立中國的傳感信息中心或者叫“感知中國”中心。 我國的《國家中長期科學與技術發(fā)展規(guī)劃（2006-2020年）》和“新一代寬帶移動無線通信網”重大專項中均將傳感網列入重點研究領域。 2009年1月28日， IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧地球”這一概念，建議新政府投資新一代的智慧型基礎設施，闡明其短期和長期效益。奧巴馬對此給予了積極的回應：“經濟刺激資金將會投入到寬帶網絡等新興技術中去，顯然，這是美國在21世紀保持和奪回競爭優(yōu)勢的方式?！? 有分析認為IBM公司的這一構想極有可能上升至美國的國家戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略認為IT產業(yè)下一階段的任務是把新一代IT技術充分運用在各行各業(yè)之中，具體地說，就是把傳感器嵌入和裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各種物體中，并且被普遍連接，形成所謂“物聯(lián)網”。 美國著名的橡樹嶺國家實驗室（OAK）斷言：IT時代正從“計算機即網絡”轉變?yōu)椤皞鞲衅骷淳W絡”。為此，無線傳感網技術作為國際最前沿的新技術，正在領跑未來IT產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展方向，也有望開啟一個全新的高科技產業(yè)化市場。 美國商業(yè)周刊和MIT技術評論在預測未來技術發(fā)展的報告中，分別將無線傳感器網絡列為21世紀最有影響的21項技術和改變世界的10大技術之一。 無線傳感網在國際上被視為互聯(lián)網之后的第二大“泛在網”，是信息技術的前沿和交叉領域，集計算機、通信、網絡、智能計算、傳感器、嵌入式系統(tǒng)、微電子等多個領域于一身。 3傳感網將成為新的經濟增長點 傳感器網絡、塑料電子學和仿生人體器官又被稱為全球未來的三大高科技產業(yè)。無線傳感網被稱為IT產業(yè)又一次革命的關鍵技術。專家認為，無線傳感技術能支撐起一個萬億規(guī)模的高新市場。 據(jù)ON World公司報道，美國無線傳感器網絡（WSN）的研發(fā)資金不斷增長，投資將從2007年的5.2億美元增加到2012年的13億美元。預計到2012年，世界市場WSN系統(tǒng)與服務市場總值將迅速升至約46億美元，比現(xiàn)在增長5億美元。 美國權威咨詢機構Forrester預測，到2020年，世界上物聯(lián)的業(yè)務，跟人與人通信的業(yè)務相比，將達到30比1，因此，“物聯(lián)網”被稱為是下一個萬億級的通信業(yè)務。在近年內就需要按億計的傳感器和電子標簽產品，這將大大推進信息技術元件的生產。 傳感網滲透到各個行業(yè)及生活各方面，其準確市場價值難以估量。如國家03重大專項對傳感網的市場需求調研中顯示，電力對傳感網的需求達到1300億，健康工程達1800億，要地防入侵、環(huán)保、交通均為100億。 近期我國股市傳感網概念股連續(xù)飆升，這表明，傳感網引起政府、廠商、消費者、民眾廣泛關注。 在“物聯(lián)網”普及以后，用于動物、植物、機器、物品的傳感器與電子標簽及配套的接口裝置的數(shù)量將大大超過手機的數(shù)量。物聯(lián)網的推廣將會成為推進經濟發(fā)展的又一個驅動器，為產業(yè)開拓了又一個潛力無窮的發(fā)展機會。 智能交通只是傳感網應用的冰山一角。中國移動（上海）公司目前已將超過10萬個芯片裝載在出租車、公交車上，在上海世博會期間，“車務通”將全面運用于上海公共交通系統(tǒng)，以最先進的技術保障世博園區(qū)周邊大流量交通的順暢。 無錫傳感網中心的傳感器產品在上海浦東國際機場和上海世博會被成功應用，首批價值1500萬元的傳感安全防護設備銷售成功。這套設備由10萬個微小的傳感器組成，散布在墻頭墻角墻面和周圍道路上。傳感器能根據(jù)聲音、圖像、震動頻率等信息分析判斷，爬上墻的究竟是人還是貓狗等動物。目前，僅浦東機場直接采購傳感網產品金額為4000多萬元，加上配件共5000萬元。 國家民航總局正式發(fā)文要求，全國民用機場都要采用國產傳感網防入侵系統(tǒng)。若全國近200家民用機場都加裝防入侵系統(tǒng)，將產生上百億的市場規(guī)模。 4我國傳感網的研發(fā)及產業(yè)現(xiàn)狀 據(jù)統(tǒng)計，國家自然科學基金項目2007-2009年設立了百余項無線傳感器網絡的研發(fā)課題。參與無線傳感器網絡研發(fā)單位主要集中在大學、中國三大通訊運營商、中國科學院和中國電科集團所屬研究單位。 江蘇省和浙江省在傳感網的規(guī)劃和實施方面位于國內領先地位。無錫市在三個關鍵技術環(huán)節(jié)上均具備國內領先實力，并有企業(yè)具備產業(yè)能力。在器件設計和制造方面，擁有美新半導體、中星微電子、中電科集團58所等一流傳感器公司和60多家設計企業(yè)。在網絡架構上，由中科院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所與無錫高新區(qū)合作共建的中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發(fā)中心，在傳感網系統(tǒng)研究和產業(yè)化應用方面代表了國內最高水平。在軟件信息處理系統(tǒng)配套方面，無錫（國家）軟件園已建設了國內最高水平的中國電信數(shù)據(jù)中心，集聚了IBM、微軟、NEC、海輝、大展等世界500強或全球服務外包100強企業(yè)在內的創(chuàng)新企業(yè)近600家。 中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發(fā)中心目前研發(fā)團隊規(guī)模超過一百人。中心主要負責人是國家03重大專項總體組專家、國家傳感網標準化工作組秘書長、我國特種傳感網（物聯(lián)網）總設計師、中科院傳感網（物聯(lián)網）領域總設計師，負責制訂我國傳感網的頂層設計與戰(zhàn)略規(guī)劃。 研發(fā)單位成功轉化應用了一批無線傳感技術研發(fā)成果。如美新半導體（無錫）有限公司研發(fā)的熱對流加速度傳感器、地磁傳感器等30多個系列，用于手機等消費電子、汽車等，主要出口美國、日本、韓國等； 南京郵電大學已研發(fā)出監(jiān)測人體體溫、血壓和脈搏等生物信息的醫(yī)療傳感器，其工業(yè)控制與監(jiān)測傳感網等，已在南通現(xiàn)代軟件研究所等單位應用； 南京農業(yè)大學開發(fā)的稻麥生長監(jiān)測預警平臺和應用系統(tǒng)，已在全省主要產區(qū)開展示范，將在全省及其周邊省份進行大規(guī)模推廣應用； 中科院無錫高新微納傳感網工程技術研發(fā)中心的傳感網技術和產品已廣泛應用在機場防入侵、邊海防、城市公共安全、智能電網中。其與中科院南京地理與湖泊研究所共同開展了太湖富營養(yǎng)化監(jiān)測和藍藻水華預警項目，總經費4000多萬元（注：湖泊富營養(yǎng)化和藍藻水華暴發(fā)是當前我國湖泊面臨的最重要的環(huán)境問題之一。）； 東南大學的無線通信技術在去年冰雪災害和四川地震救災中發(fā)揮了重要作用； 中科院微系統(tǒng)所與江寧開發(fā)區(qū)共建的南京寬帶無線移動通信研發(fā)中心承擔了南京無線城市系統(tǒng)，總經費預計超過億元； 中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所推出一項無線傾角傳感器網絡解決方案。這項解決方案是由MEMS傾角傳感器和微無線傳感網絡組成的。微無線傳感網絡適用于多種行業(yè)、多級距離、無線傳輸，它以數(shù)據(jù)處理為主，目前已經發(fā)展形成多個系列。每個系列由若干微網端機組成，網絡的規(guī)模和性能可以根據(jù)應用要求靈活定制。適合于大壩、橋梁、建筑物、高壓電力線鐵塔、盤山公路等大型工程的狀態(tài)檢測。根據(jù)網絡功能定義和規(guī)模的不同，微無線傾角傳感網也將很容易地應用到大型平臺的水平保持、車載衛(wèi)星天線與衛(wèi)星的跟瞄、巨型艦船的船體平穩(wěn)控制、移動通信天線的方位監(jiān)測、機械臂角度控制等多種應用場合。 杭州市政府正致力于打造中國無線傳感網發(fā)展的重要產業(yè)基地。作為中國網絡技術先行區(qū)，杭州一些企業(yè)已成為國內無線傳感網技術研究和產業(yè)化發(fā)展的先行者，一些產品已經為大型國企所青睞。國家電網就在結合杭州家和智能控制有限公司所研發(fā)的無線傳感網技術打造“智能電網”，這個議程的本質就是有效地重組人類的能源體系，將電力體系效益發(fā)揮到最大化。 杭州卷煙廠借鑒物聯(lián)網理念，把電子標簽識別、讀寫技術成功應用到卷煙生產經營決策管理系統(tǒng)和物流周轉運輸上，成功地解決了成垛卷煙的物流和信息流的交互與統(tǒng)一問題。目前浙江煙草行業(yè)已計劃推廣該經驗。 杭州市建立了擁有全球最大RFID管理模式的杭州圖書館。借助RFID技術，在一月之內辦理了3萬張讀者證，而采用傳統(tǒng)方式，過去50年才辦理50萬張讀者證。 5 挑戰(zhàn)和機遇并存 根據(jù)我們目前所掌握的各層面信息分析，傳感網是我國一項重要的科技及產業(yè)的長遠發(fā)展規(guī)劃。目前，傳感網理念正在影響政府及企業(yè)高層對又一新興技術領域及產業(yè)的思考。有關部門也正在高度關注、重視物聯(lián)網的研究、應用和繼集成電路產業(yè)及IT產業(yè)之后，形成新的智慧產業(yè)布局。工業(yè)和信息化部會同有關部門，在新一代信息技術方面正在開展研究，以形成支持新一代信息技術發(fā)展的政策措施。 物聯(lián)網的應用有三個層次，一個是傳感網絡，即以二維碼、RFID、傳感器為主，實現(xiàn)“物”的識別；二是傳輸網絡，即通過現(xiàn)有的互聯(lián)網、廣電網、通信網或者下一代互聯(lián)網，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和計算；三是應用網絡，即輸入輸出控制終端，包括手機等終端。傳感網應用大量物理量、化學量和生物量不同種類的傳感器。傳感網的建立和發(fā)展將帶動新型電子信息元器件、儀器裝備如傳感器、通訊器件網關、RFID、路由器等無線機電產品產業(yè)的發(fā)展。 從目前國內產業(yè)發(fā)展水平而言，物聯(lián)網的發(fā)展仍存在一定瓶頸，RFID高端芯片等核心領域無法產業(yè)化，國內RFID以低頻為主；此外，傳感器產業(yè)化水平較低，量產產品種類不全，高端產品為國外廠商壟斷。因此，開發(fā)和生產適用于傳感網應用的各類傳感器，國內企業(yè)應該未雨綢繆，吸取汽車等工業(yè)至今仍然依靠進口零配件的教訓，及時為傳感網的建立和發(fā)展提供具有自主知識產權的國產化傳感器等產品。在即將出現(xiàn)的傳感網技術研發(fā)和產業(yè)化發(fā)展的形勢面前，國內與該技術領域關系密切的單位和企業(yè)面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。