1.1　无线传感器网络的发展历程

无线传感器网络从最初的简单传感器系统到今天的智能传感器系统，其发展大致经历了三个阶段，如图1-1所示。下面对每个阶段的特点分别进行介绍。

图1-1　无线传感器网络发展的三个阶段

1.第一阶段：简单的传感器系统

第一阶段是20世纪70年代至20世纪80年代。

美越战争期间，美越双方在密林覆盖的“胡志明小道”进行了一场较量。“胡志明小道”是胡志明部队向南方游击队输送物资的秘密通道，美军对其进行了狂轰滥炸，但效果不大。后来，美军投放了2万多个“热带树”传感器。“热带树”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4.6万辆卡车。

这个阶段的传感器节点具有简单的信息获取能力，节点之间初步实现了信息的传递。

2.第二阶段：节点集成化

第二阶段是20世纪80年代至90年代。

1978年，美国国防部高级研究计划局的分布式传感器网络项目，被看作开启了现代传感器网络研究的先河。该项目的初步设想是建立低功耗传感器节点构成的网络，这些节点之间相互协作将信息发送到处理节点。这个阶段出现了美军研制的分布式传感器网络系统、海军协同交战能力系统、远程战场传感器系统等。

这个阶段的特征是采用了现代微型化的传感器节点，节点具备感知能力、计算能力和通信能力，节点之间的通信能力也逐渐增强。因此在1999年，《商业周刊》将无线传感器网络列为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。如何在地形极其复杂的山区找到恐怖分子，人们设想通过在山区投放各种微型低功耗的探测传感器，网络采用无线多跳自组织的方式，将传感器探测到的信息传送给美国军方。因此，能够实现无线多跳自组织的无线传感器网络成为当时的应用需求和后来的研究热潮。

第三阶段的传感器网络技术特点在于网络传输自组织、节点设计低功耗。无线传感器网络除了应用于反恐活动以外，在其他领域也获得了很好的应用，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大网络，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，无线传感器网络被列为第一。美国《今日防务》杂志认为无线传感器网络的应用和发展将会对未来战争的形式产生质的变化。同年，美国自然科学基金委员会对一项关于传感器及传感器网络的项目投入资金高达3400万美元。2004年，IEEE Spectrum杂志发表专集《传感器的国度》，论述了无线传感器网络的广阔前景和巨大的社会生活推动力。随后，美国的一些大型公司（英特尔、微软、HP、Texas Instruments等）也纷纷加入到无线传感器网络的研发工作中。同时很多著名大学也纷纷开展关于无线传感器网络的研究，如加州大学伯克利分校、加州大学洛杉矶分校、南加州大学、斯坦福大学、麻省理工学院等院校。英国、意大利等国家也积极开展无线传感器网络领域的研究工作，并将其研究成果产品化和产业化。

我国非常重视无线传感器网络的研究工作。我国的无线传感器网络研究与发达国家几乎同步启动，它已经成为我国信息领域位居世界前列的几个方向之一。在2001年，中国科学院成立了中科院上海微系统所，开启了无线传感器网络的研究。从2002年开始，我国国家自然科学基金委员会部署和审批了多个无线传感器网络的相关课题。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，其中有两项直接与传感器网络相关。2009年，我国提出“感知中国”的概念。2010年，“物联网”被写入我国“政府工作报告”。同年，“物联网”被正式列为国家五大新兴战略性产业之一。

我国参与无线传感器网络研究的主体非常丰富。哈尔滨工业大学、清华大学、北京邮电大学等率先开展了无线传感器网络的研究。2010年我国教育部首次批准开设物联网工程专业，2011年正式招生。目前，我国绝大多数工科院校都已经开展了与无线传感器网络相关的研究和教育工作。中国移动、华为、中兴等大型企业也纷纷加入了研发行列。

现实的应用需求推动了无线传感器网络技术的进步和发展。未来，无线传感器网络将对人们的生活工作产生巨大的影响。