中心議題：

• 數字傳感器的新興標準
• 無線傳感器新的用途
• 無線傳感器網絡的必備條件

解決方案：

• IEEEP1451.4標準極大地簡化了傳感器的布線
• 傳感器可以現場編程和自行設置

jishizaimengyajieduan
，renmenrengranrenweizaibujiudejianglaishuzichuanganqiduidianzishichangjuyouzhongyaodetuidongzuoyong。zhizuoshuzichuanganqidejiekouyijizhichiyongyushuzichuanganqiwangluodexingshiduoyangdetongxunxieyidoushiduijishugongyidejudatiaozhan。chuanganqidefeijunzhitexingheqicaozuotiaojiandeduoyanghuayeduijishugongyitichulejudadetiaozhan。muqianzaiquanshijieyouchaoguo3000家傳感器製造商正在運作
，Intechno谘詢公司估計它們在2008年的總銷售額將會超過500億美元。
　　
數字傳感器的新興標準
　　
如(ru)今(jin)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)使(shi)用(yong)多(duo)種(zhong)技(ji)術(shu)來(lai)為(wei)不(bu)同(tong)的(de)工(gong)業(ye)服(fu)務(wu)。用(yong)於(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)的(de)各(ge)種(zhong)專(zhuan)屬(shu)協(xie)議(yi)的(de)數(shu)量(liang)激(ji)增(zeng)。這(zhe)就(jiu)需(xu)要(yao)在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)絡(luo)中(zhong)引(yin)入(ru)綜(zong)合(he)翻(fan)譯(yi)途(tu)徑(jing)，它(ta)是(shi)一(yi)個(ge)複(fu)雜(za)而(er)又(you)昂(ang)貴(gui)的(de)體(ti)係(xi)。因(yin)此(ci)人(ren)們(men)需(xu)要(yao)更(geng)大(da)程(cheng)度(du)的(de)標(biao)準(zhun)化(hua)。
　　
工程任務組(TheInternetEngineeringTaskForce-IETF)正在為以藍牙、Wi-Fi和802.15.4網等為基礎的無線傳感器網絡開列一個標準，以便能將傳感器節點連接到更寬廣的互聯網絡上。IETF的目標是在傳感器之間建立一種通訊方式，這種通訊方式不需要專屬的翻譯途徑。這項協議將在2009年6月製定出台。由IEEE(電氣和電子工程師協會)的1451委員會製定的標準於上世紀90年代中期被引入
，它為連接在網絡中的變換器(傳感器和執行器)之間提供了一個通用而且完全透明的界麵。

這個標準體係包含不同的子體係：IEEEP1451.0定義了物理層麵的必備條件

，通訊協議和基本功能;IEEE1451.1控製信息在網絡上的獲取和發送;IEEE1451.2處理有線網絡的界麵事宜
，與RS-233、ES-485和USB等標準兼容;IEEE1451.3啟動處在多分支網絡中的傳感器的運行;於2003年通過的IEEEP1451.4規定與數字傳感器相關的數據(像傳感器的類別、型號、操作參數以及位置等)必須能夠以電子數據表的格式從整合在傳感器中的EEPROM(電可擦除隻讀存儲器)存儲器中讀取
，這種數據表被稱為變換器電子數據表(TEDS-TransducerElectronicDataSheet)。

IEEEP1451.4標(biao)準(zhun)極(ji)大(da)地(di)簡(jian)化(hua)了(le)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)布(bu)線(xian)以(yi)及(ji)更(geng)換(huan)故(gu)障(zhang)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)問(wen)題(ti)。它(ta)同(tong)時(shi)也(ye)免(mian)除(chu)了(le)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)設(she)置(zhi)和(he)校(xiao)準(zhun)方(fang)麵(mian)的(de)人(ren)工(gong)幹(gan)預(yu)，這(zhe)種(zhong)幹(gan)預(yu)即(ji)費(fei)時(shi)又(you)易(yi)出(chu)錯(cuo)。這(zhe)樣(yang)傳(chuan)感(gan)器(qi)就(jiu)成(cheng)了(le)即(ji)插(cha)即(ji)用(yong)的(de)裝(zhuang)置(zhi)。在(zai)美(mei)國(guo)國(guo)家(jia)儀(yi)器(qi)網(wang)站(zhan)中(zhong)有(you)一(yi)個(ge)有(you)效(xiao)TEDS的數據庫，它包括了可以在IEEEP1451網絡中使用的各種老式的或沒有EEPROM的傳感器的專門資料。IEEE1451.5標準仍在審核階段，它規定的是將TEDS連接到無線網絡中的必要條件，如與802.11、藍牙或ZigBee等的連接。最近又提出了IEEE1451.6標準議案

，它定義TEDS和CAN總線的接口。


圖1IEEEP1451標準的製定為連接在網絡上的變換器(傳感器和執行器)之間提供了一個通用且完全透明的界麵。[page]
　　
無線數字傳感器
　　
幾ji十shi億yi的de有you線xian傳chuan感gan器qi被bei廣guang泛fan地di用yong於yu電dian子zi係xi統tong中zhong
，從cong簡jian單dan的de熱re電dian偶ou到dao更geng複fu雜za的de專zhuan用yong係xi統tong。它ta們men被bei用yong於yu測ce量liang和he監jian控kong物wu理li參can數shu。許xu多duo工gong程cheng師shi正zheng在zai考kao慮lv改gai用yong無wu線xian傳chuan感gan器qi，因yin為wei它ta們men具ju有you一yi些xie顯xian著zhu的de優you點dian
，價jia格ge低di廉lian、適應性好，即使在不良環境中也易於安裝和使用。根據市場分析機構CahnersInstat的估計
，到2010年，將有超過1600億個無線傳感器網絡節點被賣出。
　　
傳感器的無線網絡將在一定區域內分布的各種傳感器連接在一起並結合智能電路進行信號處理和數據傳輸。其可能的應用領域包括軍事、環境及道路交通的監控
、安全與警戒
、家庭與工業自動化

、醫療衛生係統和汽車。在工業環境中
，建立一個傳感器網絡的費用有80%花在布線上，而且建立這樣一個網絡有時是不現實甚至是不可能的。

在汽車方麵

，傳感器的一個重要應用是用於遙控開鎖係統(RKE-RemoteKeylessEntrySystems)，以無線代替了CAN總線，這樣做大大節省了成本及空間，去除了昂貴而粗大的電纜。根據CahnersInstat最近的預測，到2010年將有超過1600億個傳感器網絡節點被賣出;而(er)且(qie)建(jian)立(li)包(bao)含(han)一(yi)萬(wan)至(zhi)十(shi)萬(wan)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)節(jie)點(dian)的(de)網(wang)絡(luo)也(ye)是(shi)非(fei)常(chang)可(ke)能(neng)的(de)事(shi)。這(zhe)樣(yang)，可(ke)測(ce)量(liang)性(xing)成(cheng)為(wei)了(le)一(yi)個(ge)非(fei)常(chang)關(guan)鍵(jian)的(de)因(yin)素(su)。此(ci)外(wai)
，傳(chuan)感(gan)器(qi)必(bi)須(xu)可(ke)以(yi)現(xian)場(chang)編(bian)程(cheng)和(he)自(zi)行(xing)設(she)置(zhi);網絡必須能夠在有一個或多個故障傳感器存在的情況下正常運行。另一個關鍵參數是能耗，因為無線傳感器也可能被設置在偏遠地區。

在無線傳感器網絡方麵，一個非常有前途的無線技術是ZigBee，它是按照IEEE802.15.4標準研發的
，能確保低能耗和低成本。ZigBee聯盟的發起公司有華為、Ember、Freescale

、Philips、STMicroelectronics、TexasInstruments、Samsung和Siemens。WestTechnology
，一個定向於無線電技術市場調查的公司預測
，利用ZigBee技術製作的符合IEEE802.15.4標準的傳感器芯片組的銷售量將從今年的3100萬組上升至2012年的31200萬組
，其增長為稍高於100%的複合比。其他應用於無線傳感器網絡的無線技術還有由CypressSemiconductor推出的無線-USB;以及z-Wave，一種由Zensys公司研發的技術，有超過160家公司組成了一個z-Wave聯盟來共同推廣這一技術。
　　
無線傳感器：新興的用途
　　
應用於住宅方麵的傳感器在全球具有60億個節點的潛在市場，用於以無線傳感器為基礎的監控係統，它是無線傳感器用途的一個重要體現。到2012年，用於智能住宅(smarthouse)的無線傳感器網絡將會有價值28億美元的全球市場;相比較而言
，其在2007年的市場隻有4.7億美元。傳感器最被看好的用途有照明控製、節能係統
、保安模塊、娛樂係統和遠程就醫(telemedicine)。

無線傳感器比有線傳感器更易安裝並且免除了昂貴而粗大的電纜。這種優勢在工業領域尤為重要
，電纜在其傳感器網絡安裝費用中占80%。無線傳感器在惡劣環境中使用具有優勢，在這些環境中傳感器要經得起震動
、高溫和電子噪聲甚至是爆炸性氣體。在如此惡劣的環境中安裝有線傳感器是不現實
、angguishenhuoshibukenengde。guoquzuaiwuxianchuanganqizaigongyelingyuzhongshiyongdeyuanyinshibaoanwentiyijigongchangzhongbutongwuxiandianwangluozhijiankenengcunzaideganraowenti。wuxianchuanganqizaiqitalingyuzhongdeyingyongjingyankeyizuoweicanzhaolaijiejueqizaigongyehuanjingzhongyingyongsuoyudaodezhexiewenti。liru，jiemajishubeiyonglaibaohuwuxianchuanganqiwangluojujuefeifafangwen。
　　
無線傳感器應用的另一個強勢領域是由汽車氣體力學中的輪胎壓力傳感器產生的。根據2001年頒發的一項法律
，美國強製性要求每一種新款汽車都必須配備這種輪胎壓力傳感器。TheYoleDéveloppement，一家法國市場分析公司預計
，到2012年這種傳感器的市場將達到1830億美元，相對於2007年的1.68億美元，由於價格不斷下跌的緣故其複合增長率僅為2%。從銷售量的角度分析，德國的WichtTechnologie公司預計，在市場上此類無線傳感器節點的數量將會由2011年的十萬組增加到2015年的超過6000萬組。如果類似美國的輪胎壓力傳感器法也在歐洲和亞洲通過的話，到2012年其市場可能會超過3億美元。
　　
無線傳感器網絡的必備條件
　　
無線傳感器網絡的主要組成部分是數字傳感器。無線傳感器的主要必備條件是一個被降低的波形因數

、低能耗以及有效工作範圍
，其有效工作範圍與所發射的無線電信號強度和能耗均成正比的。無線傳感器網絡必須具備高效性
、可靠性和可縮放性，它們還應該能支持數量眾多的傳感器節點(10,000~100,000個)。qilingyigebiyaotiaojianshijidideweixiuxuqiu。wuxianchuanganqitongchangdouanzhuangzaipianyuandiqu，rengongjieru，jishishixianggenghuandianchizheyangjiandandeshiyeshihenkunnanheangguide。yinciwuxianchuanganqidenenghaoyidingyaojiqidi，yishiqizaiyigedianchigenghuanzhouqineikeyiyunxingjigeyueshenzhijinian。

jiyuzhexieyuanyin，renmenyijingyanfachulejizhongbuxuyaodianchidejiejuefangan。tamenyinengliangsoujijishuweijichu，keyiconghuanjingzhongjiquyunxingsuoxuyaodenengliang。tamentongchangnengliyongtaiyangneng
、熱能或振動所帶來的能量。再有，傳感器必須能夠現場編程和自我設置;即ji使shi在zai有you一yi個ge或huo多duo個ge故gu障zhang傳chuan感gan器qi存cun在zai的de情qing況kuang下xia
，網wang絡luo也ye能neng正zheng常chang運yun行xing。信xin號hao發fa送song率lv通tong常chang不bu是shi問wen題ti，因yin為wei在zai大da多duo數shu應ying用yong中zhong
，傳chuan感gan器qi所suo產chan生sheng的de數shu據ju量liang不bu是shi很hen大da，能neng以yi非fei連lian續xu方fang式shi來lai發fa送song。