易衛(wèi)東，中國(guó)科學(xué)院研究生院信息科學(xué)與工程學(xué)院教授, 博士生導(dǎo)師。2005年入選中國(guó)科學(xué)院2005年度百人計(jì)劃，并作為海外杰出人才引入中國(guó)科學(xué)院研究生院信息科學(xué)與工程學(xué)院從事教學(xué)與科研工作。現(xiàn)主持無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其工業(yè)應(yīng)用的研究。

　　核心提示

　　無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用可以涉及到人類生活和社會(huì)活動(dòng)的所有領(lǐng)域。基于該項(xiàng)技術(shù)，韓國(guó)、美國(guó)、日本諸國(guó)正在搭建他們理想中的“泛在城市”夢(mèng)。中國(guó)是2002年才進(jìn)入無線傳感網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的。科學(xué)家說，中國(guó)可能是將來無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用做得最好的國(guó)家之一。

　　科研領(lǐng)域的新寵兒

　　主持人：中國(guó)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)狀如何？

　　易衛(wèi)東：無線傳感技術(shù)被看作二十一世紀(jì)影響人類生活的十大新興技術(shù)之首。這不是我的評(píng)價(jià)，是國(guó)際上從學(xué)術(shù)到商業(yè)應(yīng)用層面對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的高度評(píng)價(jià)。

　　中國(guó)開展無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究時(shí)間不長(zhǎng)。2002年中國(guó)科學(xué)院率先進(jìn)入該研究領(lǐng)域后，我們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用，取得了一些有意義的成果，如中科院研究生院無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3DP無線傳感器網(wǎng)絡(luò)核心通信協(xié)議，其傳輸可靠性，抗干擾性、低能耗性等重要指標(biāo)優(yōu)于Zigbee等國(guó)際主流核心協(xié)議，為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的理論與技術(shù)保障；另外，中科院上海微系統(tǒng)所應(yīng)用傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于上海浦東機(jī)場(chǎng)安防，也取得了較好的示范效果。

　　美日韓領(lǐng)先中國(guó)

　　主持人：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要是應(yīng)用在哪些地方？

　　易衛(wèi)東：一個(gè)在軍事方面，一個(gè)是在民用方面。

　　民用的比較多， 物流、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、人體健康、衛(wèi)生健康監(jiān)護(hù)、基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)護(hù)，包括地震的研究等領(lǐng)域，都能看到他的應(yīng)用。總之，只要你能想得到的，有監(jiān)控存在的地方，都有無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用。

　　主持人：中國(guó)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與國(guó)際上科技發(fā)達(dá)國(guó)家相比，是否存在差距？

　　在理論和應(yīng)用兩個(gè)層面，中國(guó)無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與國(guó)際上的差距不大。但是在核心技術(shù)與應(yīng)用方面，美國(guó)、日本、韓國(guó)處于領(lǐng)先地位。

　　中國(guó)現(xiàn)在有一些問題，比如我們現(xiàn)在自主研發(fā)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)內(nèi)容還是相對(duì)比較少些，當(dāng)然別的國(guó)家時(shí)間比較早，我們國(guó)家開展這些研究從2002年開始，也就五六年的時(shí)間，從啟動(dòng)期到現(xiàn)在，也就幾年的時(shí)間，這是需要一些時(shí)間，當(dāng)然勢(shì)頭還是不錯(cuò)的。

　　中國(guó)對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展很重視，近年來，國(guó)家自然基金、863、973項(xiàng)目、科技支撐項(xiàng)目、重大科技專項(xiàng)都給予了這個(gè)領(lǐng)域大力的支持，清華大學(xué)、北京大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京郵電大學(xué)、浙江大學(xué)等多所高等院校，都投入了大量的力量從事這方面的研究。

　　從投入的角度來說，中國(guó)在國(guó)際上不算少，不是第一，也是第二。

　　韓國(guó)“泛在城市”夢(mèng)

　　主持人：發(fā)達(dá)國(guó)家達(dá)到了什么樣的水平?他們?cè)谕ㄟ^這個(gè)技術(shù)做什么？

　　易衛(wèi)東：在核心技術(shù)方面，美國(guó)占據(jù)著沒有人動(dòng)搖得了的老大地位，通信協(xié)議、硬件設(shè)施、芯片技術(shù)等核心技術(shù)，美國(guó)也走在前面。

　　但是在應(yīng)用方面，美國(guó)恐怕要稍微遜色一點(diǎn)，韓國(guó)和日本是這方面走得比較靠前的國(guó)家。日本東京、韓國(guó)的釜山、漢城現(xiàn)在都在建泛在城市的網(wǎng)絡(luò)。

　　泛在是一種全新的信息化技術(shù)，以這種技術(shù)為標(biāo)志的第四波信息化革命浪潮將給人類帶來的全新生活工作方式與體驗(yàn)，由它催生的新興高技術(shù)產(chǎn)業(yè)亦將形成新的產(chǎn)業(yè)集群與價(jià)值鏈，成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),帶動(dòng)新一輪的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，從而創(chuàng)造出新的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

　　而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是泛在時(shí)代的技術(shù)支撐。

　　韓國(guó)和日本大概是在2007、08年開始建泛在城市的網(wǎng)絡(luò)的，估計(jì)在2012年2013年會(huì)看到一些比較有意義的結(jié)構(gòu)出來，現(xiàn)在他們正在做前期的工作。

　　臺(tái)灣現(xiàn)在也開始了，香港也在琢磨這個(gè)事，他們?nèi)ツ暌查_了發(fā)展式論壇，希望把無線傳感技術(shù)用在現(xiàn)代城市的各個(gè)方面，大陸現(xiàn)在也在做一些事，我們希望通過國(guó)家的層面促進(jìn)這樣事，希望成立專門的城市發(fā)展控制實(shí)驗(yàn)室，推動(dòng)這樣的事情。

　　中國(guó)能做得更好嗎

　　主持人：中國(guó)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)未來的發(fā)展和應(yīng)用情況前景如何？

　　易衛(wèi)東：可以說，無線傳感網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域是中國(guó)最有可能在新興領(lǐng)域與國(guó)際上并列齊驅(qū)的少數(shù)幾個(gè)領(lǐng)域之一。無論是PC，還是互聯(lián)網(wǎng)，國(guó)外已經(jīng)把主要的技術(shù)占領(lǐng)了，我們?cè)赑C、互聯(lián)網(wǎng)這些領(lǐng)域的核心貢獻(xiàn)是乏善可陳的。

　　在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，情形就不太一樣了，因?yàn)槲覀冞@個(gè)時(shí)代不一樣了，背景不一樣了。

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上世紀(jì)90年代末在國(guó)外興起，很快進(jìn)入中國(guó)，這時(shí)候中國(guó)國(guó)家綜合實(shí)力已開始強(qiáng)大，可以有大量的資金在這方面投入，通過引入人才投入、經(jīng)費(fèi)投入等舉措發(fā)展這個(gè)領(lǐng)域，對(duì)比其他的領(lǐng)域，這個(gè)領(lǐng)域有更多的優(yōu)勢(shì)。

　　另外最重要的一點(diǎn)是，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)于中國(guó)這個(gè)資源比較缺乏的國(guó)家可以起到優(yōu)化資源配置的支撐作用，所以中國(guó)將來有可能成為無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用做得最好的國(guó)家之一。

　　主持人：您說無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是國(guó)家硬實(shí)力的重要組成部分，為什么？

　　易衛(wèi)東：第一、他是第四波信息化革命浪潮的支撐技術(shù)，因?yàn)楝F(xiàn)在我們處在信息革命時(shí)代，如果沒有這樣領(lǐng)先技術(shù)，國(guó)家怎么跟國(guó)際上的強(qiáng)國(guó)去競(jìng)爭(zhēng)呢？這是一個(gè)很重要的支撐技術(shù)。他是一個(gè)發(fā)展的趨勢(shì)，如果我們沒有這樣的技術(shù)，就不能形成競(jìng)爭(zhēng)能力。

　　第二、本身這個(gè)技術(shù)的發(fā)展會(huì)帶動(dòng)相應(yīng)的高科技發(fā)展。發(fā)展無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，會(huì)有效拉動(dòng)相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)等領(lǐng)域的發(fā)展。

    無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域

　　1. 環(huán)境的監(jiān)測(cè)和保護(hù)

　　隨著人們對(duì)于環(huán)境問題的關(guān)注程度越來越高，需要采集的環(huán)境數(shù)據(jù)也越來越多，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)為隨機(jī)性的研究數(shù)據(jù)獲取提供了便利，并且還可以避免傳統(tǒng)數(shù)據(jù)收集方式給環(huán)境帶來的侵入式破壞。比如，英特爾研究實(shí)驗(yàn)室研究人員曾經(jīng)將32個(gè)小型傳感器連進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)，以讀出緬因州"大鴨島"上的氣候，用來評(píng)價(jià)一種海燕巢的條件。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)還可以跟蹤候鳥和昆蟲的遷移，研究環(huán)境變化對(duì)農(nóng)作物的影響，監(jiān)測(cè)海洋、大氣和土壤的成分等。此外，它也可以應(yīng)用在精細(xì)農(nóng)業(yè)中，來監(jiān)測(cè)農(nóng)作物中的害蟲、土壤的酸堿度和施肥狀況等。

　　2 醫(yī)療護(hù)理

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療研究、護(hù)理領(lǐng)域也可以大展身手。羅徹斯特大學(xué)的科學(xué)家使用無線傳感器創(chuàng)建了一個(gè)智能醫(yī)療房間，使用微塵來測(cè)量居住者的重要征兆（血壓、脈搏和呼吸）、睡覺姿勢(shì)以及每天24小時(shí)的活動(dòng)狀況。英特爾公司也推出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的家庭護(hù)理技術(shù)。該技術(shù)是做為探討應(yīng)對(duì)老齡化社會(huì)的技術(shù)項(xiàng)目Center for Aging Services Technologies（CAST）的一個(gè)環(huán)節(jié)開發(fā)的。該系統(tǒng)通過在鞋、家具以家用電器等家中道具和設(shè)備中嵌入半導(dǎo)體傳感器，幫助老齡人士、阿爾茨海默氏病患者以及殘障人士的家庭生活。利用無線通信將各傳感器聯(lián)網(wǎng)可高效傳遞必要的信息從而方便接受護(hù)理。而且還可以減輕護(hù)理人員的負(fù)擔(dān)。英特爾主管預(yù)防性健康保險(xiǎn)研究的董事Eric Dishman稱，"在開發(fā)家庭用護(hù)理技術(shù)方面，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是非常有前途的領(lǐng)域"。

　　3 軍事領(lǐng)域

　　由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有密集型、隨機(jī)分布的特點(diǎn)，使其非常適合應(yīng)用于惡劣的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，使其非常適合應(yīng)用于惡劣的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，包括偵察敵情、監(jiān)控兵力、裝備和物資，判斷生物化學(xué)攻擊等多方面用途。美國(guó)國(guó)防部遠(yuǎn)景計(jì)劃研究局已投資幾千萬美元，幫助大學(xué)進(jìn)行"智能塵埃"傳感器技術(shù)的研發(fā)。哈伯研究公司總裁阿爾門丁格預(yù)測(cè)：智能塵埃式傳感器及有關(guān)的技術(shù)銷售將從2004年的1000萬美元增加到2010年的幾十億美元。

　　4其他用途

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)還被應(yīng)用于其他一些領(lǐng)域。比如一些危險(xiǎn)的工業(yè)環(huán)境如井礦、核電廠等，工作人員可以通過它來實(shí)施安全監(jiān)測(cè)。也可以用在交通領(lǐng)域作為車輛監(jiān)控的有力工具。此外和還可以在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線等諸多領(lǐng)域，英特爾正在對(duì)工廠中的一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試，該網(wǎng)絡(luò)由40臺(tái)機(jī)器上的210個(gè)傳感器組成，這樣組成的監(jiān)控系統(tǒng)將可以大大改善工廠的運(yùn)作條件。它可以大幅降低檢查設(shè)備的成本，同時(shí)由于可以提前發(fā)現(xiàn)問題，因此將能夠縮短停機(jī)時(shí)間，提高效率，并延長(zhǎng)設(shè)備的使用時(shí)間。盡管無線傳感器技術(shù)目前仍處于初步應(yīng)用階段，但已經(jīng)展示出了非凡的應(yīng)用價(jià)值，相信隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和推進(jìn)，一定會(huì)得到更大的應(yīng)用。