基于ZigBee和GPRS技术的水产养殖远程无线监控系统的应用研究

分类号：密级：公开
UDC注1：编号：
硕士学位论文
基于ZigBee和GPRS技术的水产养殖远程无线监
控系统的应用研究
Application Research on Wireless
Remote Monitoring system in
Aquaculture
指导教师刘星桥教授
作者姓名程立强
申请学位级别硕士学科(专业) 农业电气化与自动化论文提交日期2012年4月论文答辩日期2012年6月
学位授予单位和日期江苏大学2012年6月
答辩委员会主席______________
评阅人______________
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本学位论文属于
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独创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

摘要
随着水产养殖业的快速发展，传统的池塘养殖模式正在被工厂化水产养殖取代。

在工厂化水产养殖的关键技术中主要涉及智能水质检(监)控、健康养殖管理和数字化物流等，其中水质监控是实现健康养殖的关键环节。

ZigBee是近年来兴起的一种低复杂度、低成本、低功耗、低速率和高可靠性的无线网络技术；而GPRS技术是一种传输范围广、传输速率高的无线通信技术，基于此，本文提出了ZigBee无线传感器网络与GPRS传输网络相结合的水产养殖无线远程监控系统的设计。

本文首先介绍了ZigBee无线传感器网络和GPRS技术的相关知识，并介绍了无线传感器网络国内外研究现状。

然后根据系统的实际应用进行了功能和性能需求分析，提出了系统设计(的)整体方案。

在系统硬件电路部分，分别设计了常规水质参数调理电路，选取了单片机CC2430作为ZigBee无线通信模块核心处理器，设计了其外围接口电路，包括RS232串行接口电路、液晶显示接口电路等，最后完成了GPRS模块设计。

在系统软件设计部分，首先对ZigBee协议做了简单介绍；然后阐述了各层协议的功能及任务，其中着重介绍了应用层的程序设计；在此基础上本文设计了传感节点的软件、协调器节点的软件以及串口通信软件；最后介绍了VB远程监控中心软件的设计。

在系统构建和功能测试部分，首先对调理电路进行标定实验，得到各参数拟合公式；然后用AT指令对GPRS模块进行配置，实现ZigBee/IP网关功能；最
后是功能测试，经过反复实验表明现场液晶显示数据同远程监控中心接收数据保持一致，并与水参数实际值接近，在误差允许范围内。

(这边句子顺序应该颠倒一下：并在误差允许范围内，与水参数实际值接近)整个系统的实时性和稳定性都比较好，具有广阔的应用前景。

关键词：ZigBee，无线传感器网络，GPRS，水产养殖，CC2430
ABSTRACT
With the increasing development of aquaculture, Traditional pond-farming model is giving way to industrial aquaculture. Its key technologies involve intelligent water quality control, good aquacultural management, digitization logistics and so on. Among them, intelligent water quality monitoring is the crucial link that achieves health culture.
ZigBee technology is a new wireless network communication technology with features of easy structure, low power consumption, low rate, low cost and high reliability. GPRS technology has the remarkable advantages such as strong broad scope, quick transmission speed and so on. Just based on these, this paper presents a design project combined GPRS with ZigBee technology in order Wireless remote monitoring of aquacultural water environment.
This paper first introduces the fundamental knowledge of ZigBee WSN and GPRS, and proposes the whole project after analyzing functional and performance requirements, according to the practical application of the system.
In the hardware design of monitoring network, processing circuses of general parameters are designed respectively, the chip CC2430 is selected as core processor of ZigBee Wireless Sensor Networks and peripheral interface circuits of CC2430 are designed including RS232 serial interface circuit , liquid display interface circuit and so on. In the end, the design of GPRS communication module is accomplished.
In the software design, firstly, a brief introduction on ZigBee Stack is given, secondly, function and task of every layer are illuminated. Particularly application layer program is introduced. On the ground, the software of sensor node, Coordinator node and serial communication is designed . In the end, the software of VB remote monitoring center is designed.
In functional testing and construction of the system, firstly,the fitting formulas of parameters are obtained by calibration experiments for processing circuses.Secondly, GPRS module is Configured by AT instructions in order to realize ZigBee/IP gateway functions. The last section is functional testing. The experimental results prove The local data keep identical with remote data that monitoring center receives,furthermore, it is near actual value within acceptable error range. Real-time and stability of system are quite good and the system has the good practical value and application prospect. Keywords: Wireless sensor network, ZigBee, GPRS, CC2430, aquaculture
目录
摘要 (4)
ABSTRACT (5)
目录 (6)
第一章绪论 (9)
1.1 引言 (9)
1.2 本课题的研究目的及意义 (10)
1.3 无线传感器网络介绍 (12)
1.3.1 无线传感器网络的概念 (12)
1.3.2 无线传感器网络的通信标准 (13)
1.3.3 ZigBee技术的优势[23] (16)
1.4 GPRS通信技术简介 (17)
1.5 无线传感器网络的国内外研究现状 (18)
1.5.1 国外研究现状 (18)
1.5.2 国内研究现状 (19)
1.6 本文的结构安排 (20)
第二章系统的整体设计 (21)
2.1 系统的需求分析 (22)
2.1.1 系统功能需求分析 (22)
2.1.2 系统性能需求分析 (23)
2.2 系统的布局结构 (23)
2.3 无线传感器网络设计 (24)
2.3.1 传感器节点设计 (24)
2.3.2 协调器节点设计 (25)
2.3.3 ZigBee网络结构设计 (26)
2.4 GPRS传输网络 (27)
2.5 远程监控中心设计 (28)
2.6 本章小结 (29)
第三章系统硬件电路设计 (29)
3.1 系统硬件电路设计概述 (29)
3.2 传感器模块设计 (30)
3.2.1 亚硝酸盐调理电路设计 (30)
3.2.2 温度调理电路设计 (33)
3.2.3 盐度调理电路设计 (34)
3.2.4 溶解氧调理电路设计 (38)
3.2.5 PH调理电路设计 (42)
3.2.6 浑浊度调理电路设计 (44)
3.3 ZigBee无线通信模块设计 (48)
3.4 串口通信模块设计 (50)
3.5 液晶显示模块设计 (51)
3.6 GPRS模块设计 (53)
3.6.1 GPRS模块硬件设计 (53)
3.6.2 GPRS模块的选择 (54)
3.7 本章小结 (55)
第四章系统软件设计 (56)
4.1 ZigBee协议栈 (56)
4.2 ZigBee协议框架 (57)
4.2.1 应用层 (58)
4.2.2 应用汇聚层 (62)
4.2.3 网络层 (62)
4.2.4 数据链路层 (63)
4.2.5 物理层 (64)
4.3 传感器节点软件设计 (65)
4.4 协调器节点软件设计 (67)
4.5 串行通信软件设计 (68)
4.6 VB远程监控系统设计 (70)
4.6.1 VB与GPRS的通信程序设计 (71)
4.6.2 数据库设计 (75)
4.7 本章小结 (81)
第五章系统实验测试 (81)
5.1 标定实验 (82)
5.1.1 亚硝酸盐的标定 (82)
5.1.2 温度的标定 (84)
5.1.3 盐度的标定 (85)
5.1.4 PH的标定 (86)
5.1.5 浊度的标定 (88)
5.1.6 溶氧的标定 (90)
5.2 GPRS模块配置 (91)
5.3 现场检测仪表的测试 (93)
5.4 远程监控中心功能测试 (96)
5.5 本章小结 (99)
第六章总结与展望 (99)
6.1 本文工作总结 (100)
6.2 未来工作展望 (101)
参考文献 (102)
致谢 (107)
在校期间发表的论文...................................................................................................... 错误!未定义书签。

第一章绪论
1.1 引言
我国是世界最大的水产品生产国，水产品产量连续十二年位居世界第一[1]，据悉，2012年水产品产量将达到5800万吨以上[2]。

然而我国又是一个水产弱国，水产养殖业主要沿用消耗大量资源和粗放式经营的传统方式，基本上还是一个靠天吃饭的行业，它不可避免地受到气候、水质变化等自然环境的影响和制约，并且产量低，养殖品种单调。

随着河流湖泊、近海水域环境污染的不断加剧，养殖业的风险也随之加大，这种粗放型的传统养殖方式被工厂化水产养殖方式取代已成为一种必然[3]。

工厂化水产养殖广义地来讲（鱼、虾、水生生物）是指利用现代科技武装起来的半自动化或全自动化养殖系统，在小水体中进行高密度养殖水生生物的一种先进的，无污染的商业化养殖方式；狭义的定义应该是指采用现代工业技术和现代生物学技术相结合，在半自动或全自动的系统中高密度养殖（包括育苗）优质鱼、虾、贝，并对全过程实行半封闭或全关(好像多个“关”字)封闭管理的一种无污染、商业性和科学化的养殖生产方式。

再具体的(地)讲，工厂化养殖是集土建工程、机械电子、仪器仪表、化学、生物、生物工程、自动控制和社会经济学等现代科技于一体，在半封闭或全封闭条件下，对养殖生产全过程的水质、水流、水温、投饵、排污、疾病预防、水处理、循环使用等实行半自动或全自动化管理，同时，对养殖的品种、营养、生长过程等进行全面自动监控，使其能在高密度养殖条件下，自始至终维持最佳生理、生态条件，从而达到健康、快速生长、营养
合理和最大限度地提高单位水体产量和质量，且不产生内外环境污染的一种高效养殖模式[4]。

国外的工厂化水产养殖是以高密度的网箱养鱼而开始的，经过60、70年代的不断发展，一些发达国家为了优化环境、节约能源和水资源，已不在大规模开挖养鱼池，而是出台经济、财政、金融、立法等相应政策来推动工厂化养鱼。

由于海水育苗的成功，大大加快了集约化育苗、养殖的进程；工厂化养鱼方式的高效率和高效益对生产值(者)产生了诱惑力，加之鲜活食品越来越受到青寐，市场不断扩大，反过来对工厂化养殖的发展起了良好的促进作用。

我国目前现行的工厂化养鱼设施设备相当简陋，只有一般的提水动力设备、充气泵、沉淀池、重力式无伐过滤池、调温池、养鱼车间、开放式流水管伐等。

前无严密的水处理设施，后无废水处理设备而直接排放入海。

养殖工艺也只有简单的调温、饲料加工、人工投料、一般性的观察和检测，大部分是靠人工手动操作，处于一种普通流水和温流水养鱼的一种过渡形式，属于工厂化养鱼的初级阶段[5]。

这种养殖方式的产量低（单位水体产量10-15公斤/平方米.年）、耗能大、效率低，与先进国家技术密集型的封闭式循环流水养鱼相比，无论在设备、工艺、产量（达40-100公斤/平方米.年）和效益等方面都存在着相当大的差距[6]。

1.2 本课题的研究目的及意义
在工厂化水产养殖的关键技术中主要涉及智能水质检(监)控、健康养殖管理和数字化物流等，其中水质监控是实现健康养殖的关键环节[7]。

“养鱼先养水”水质监控主要目的是控制养殖水体的温度、PH、溶解氧、盐度、亚硝酸盐等对水产品生长环境有重大影响的水质参数，为水产品提供最佳的生长环境。

因此，工
厂化水产养殖要提高产量、增加生产的稳定性就离不开监测技术。

通过监测鱼类的生活环境，我们才知道鱼类是否生活在一个最佳的理想环境中，从而对其进行调整，使其适合鱼类的生长，减少水产养殖者的风险损失，是鱼类生产打(达)到稳定、高产，为人们提供质优价廉的鱼类产品。

总之(,)有了检测技术，工厂化渔业生产才可能向大规模、高水平、高质量发展。

封闭、循环式工厂化渔业生产大大减少了对江河湖海的污染，并节约了水资源，大大降低了自然水产养殖所需的燃料等其他能源。

因此(,)检测技术应用于水产养殖不仅能够给工业化养鱼带来高产和安全，同时对于保护自然环境和节约能源也起到了积极的作用。

目前多数是通过有线的方式连接传感器设备和监控系统，这种方法面临许多问题，例如(:)对于湖泊和河流水质的测量，由于浮标常年位于水中，为它架设专门的通信线路显得不合适；另外由于测试点多而杂使得测试系统线路非常复杂。

此外随着工业测控系统规模的不断扩大，大量连线造成成本增加，灵活性差，施工困难等弊端，为了提高水环境监测系统的效能，必须对现有的监测实行技术更新和改造。

虽然当前无线监控技术得到了快速发展，但关于水质无线监控的研究发展较晚，而且研究多为温室、农田、河流、湖泊和地下水环境信息的远程监测[8]。

利用无线传感器网络[9]技术实现集约化水产养殖的数字化、网络化、分布式的本地或远程的实时动态水质调控是未来的发展趋势。

基于无线技术的网络化、智能化传感器试(是)生产现场的数据能够通过无线链路直接在网络上进行传输、发布和共享，并同时实现执行机构的智能反馈控制是当今信息信息(多一个信息)技术发展的必然结果。

ZigBee是近年来出现的面向低成本设备无线传感器网络要求的技术，它是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无
线通信技术，其应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、农业自动化和医用设备控制等。

无线通信技术中的GPRS，即通用分组无线技术（General Packet Radio Service）因其具有传输范围广、传输速率高、分组交换的传输方式、永远在线等多方面优势，使得采用GPRS技术监测对系统数据传输频繁，数据量较小，要求实时性高等特点的水产养殖环境非常合适。

正因为如此，本文提出了基于ZigBee和GPRS技术的水环境监控系统的设计方案，利用ZigBee技术组建无线传感器网络，能实时在线测量和控制温度、溶解氧、PH、盐度、亚硝酸盐等重要的水质参数。

再利用GPRS无线通信技术，实现大范围、远距离、高速率的数据传输，使用异地操作端及时掌握水产养殖环境的情况并作出相应调整，实现水产养殖环境的远程监控。

因此，该系统可以满足我国集约化水产养殖厂需求，具有较高性价比和通用性，能够实现集约化水产养殖条件下的水质环境参数的全天候、数字化在线监测、预警和控制，减少因为信息获取手段缺乏不能对水质进行实时调控从而造成不必要的经济损失(这句需要重新修改太拗口了)。

具有较高的研究意义和经济价值。

1.3 无线传感器网络介绍
1.3.1 无线传感器网络的概念
随着无线通信，集成电路，传感器以及微机电系统等技术的飞速发展和日益成熟。

低成本、低功耗、多功能的微型传感器的大量生产成为可能。

这些传感器的微小体积内通常集成了信息采集、数据处理和无线通信的功能。

无线传感器网络就是由部署在检测区域内大量的微型传感器节点通过无线电形成的一个多跳的自组织网络系统，其目的是协作的感知、采集和处理网络覆盖区域里被检测对
象的信息，并发送给读者[10]。

由于微型传感器的体积小，重量轻，有的甚至可以像灰尘一样在空气中浮动，因此，人们又称无线传感器网络为“智能尘埃”，将他(它)散布于四周以实时感知物理世界的变化。

无线传感器网络的出现引起了全世界范围的广泛关注。

最早开始无线传感器网络技术研究的是美国军方，此后美国国家自然基金委员会设立了大量与其相关的项目。

随着无线传感器网络理论与技术的不断成熟，其应用已经由军事国防领域扩展到了环境监测，交通管理，医疗卫生，工商服务等诸多领域，使人们在任何时间，任何地点和任何环境条件下都能够获取大量详实可靠的信息，最终成为一种“无处不在”的传感技术[11]。

无线传感器网络涉及传感技术、网络通信技术、无线传输技术、嵌入式技术、分布式信息处理技术、微电子制造技术、软件编程技术等，是多学科高度交叉、新兴、前沿的一个热点研究领域。

他(它)是继因特网之后，将对21世纪人类生活方式产生重大影响的IT技术之一。

美国的《商业周刊》杂志和《技术评论》杂志近年来所评出对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术中，传感器网络技术名列前茅[11-12]。

如果说因特网构成了逻辑上的信息世界，改变了人与人之间的沟通方式，那么，无线传感器网络就是将逻辑上的信息世界与客观上的物理世界融合在一起，改变人与自然界的交互方式[13]。

未来的人们将通过遍布四周的传感器网络直接感知客观世界，从而极大地扩展网络的功能和人类认识世界的能力。

1.3.2 无线传感器网络的通信标准
目前，在WSN（wireless sensor network）的无线通信方面可以采用的主要有ZigBee、蓝牙、Wi-Fi和红外等技术。

其中红外技术的实现和操作相对简单，成
本低廉，但红外光线易受遮挡，可移动性差，只支持点对点视距连接，无法灵活地构建网络；蓝牙技术是工作在2.4GHz频段的无线技术，目前在计算机外设方面应用较广泛，但由于其协议本身较复杂、开发成本高、节点功耗大等缺点，从而限制了其在工农业方面的进一步推广；Wi-Fi技术的通信速率为11Mbit/s，通信距离为50~100m，适合于多媒体的应用，但其本身实现成本高，功耗大，安全性能低，从而在WSN中应用较少[14]。

“ZigBee”一词源自于蜜蜂群在发现花粉位置时，通过跳ZigZag形舞蹈来告知同伴，传递所发现新食物源的位置、距离和方向等信息。

所以，ZigBee网络技术就是模仿蜜蜂通过跳舞传递信息的方式，通过网络节点之间信息的互传，将信息从一个节点传输到远处的另一个节点[15]。

与其它通信技术不同，ZigBee并不追求远距离和高速率，而针对的是特定的智能家居、环境监测、智能建筑及工业自动化的某些特定控制的需求，锁定在几十kbps的速率和几米到几十米的距离实现无线组网通信能力，最后再确定其它微功耗、低复杂度、低价格等技术要求[16]。

ZigBee技术是一种面向自动化和无线控制的短距离、低功耗、低成本、低数据速率、低复杂度的无线网络方案，工作于无需申请且全球统一的频段2.4GHz。

它是一种介于蓝牙和无线标记技术之间的技术方案，是一种可双向传输的无线通信标准，传输距离为10～75m，传输速率为10～250kb/s。

主要应用于近距离无线连接，它根据IEEE 802.15.4标准，在数千个微小传感器之间实现相互协调通信。

这些传感器只需要很少的能量(这边的字体有问题)，便会以接力的方式通过无线电波把数据从一个传感器传送到另一个传感器，依次传递，就可以构成一个或多个无线传感器网络，它的通信效率是非常高的[17]。

随着无线通信技术的蓬勃发展，基于ZigBee的无线传感器网络获得了国际上众多知名大学和公司的密切关注。

2001 年8 月，美国Honeywell 等公司发起成立ZigBee 联盟，它们提出的ZigBee 技术被认可为IEEE 802.15.4 标准。

2002 年10月，美国摩托罗拉、飞利浦和日本三菱等公司加入了ZigBee 联盟，现在联盟内部共有180 多个成员企业，2006年中国的华为技术有限公司也加入了该联盟[18]。

在2003 年，IEEE802.15.4 标准获准通过，并在2004 年推出ZigBee 技术规范V1.0 版本，作为第一个ZigBee规范公开版本，于2005年6月开放下载，其内部文件编号为r06，现在称为ZigBee-2004[19]。

2006年10月，ZigBee联盟通过ZigBee-2006规范，这是继ZigBee-2004后第二个ZigBee规范公开版本，于2007年1月开放下载，其内部编号为r13，现在称为ZigBee-2006[20]。

2007年10月，ZigBee联盟又通过ZigBee-2007规范，这是第三个Zigbee规范公开版本，于2008年1月开放下载，内部编号为r17，现称为ZigBee-2007或ZigBee PRO[21]。

目前支持ZigBee通讯协议的芯片有Tl公司的CC2430、CC2431、CC2530、CC2531等，Jenic的JN5121，Ember的EM250、EM260，飞思卡尔(Freescale) 的MC13191、MC13192和MC13193。

国外在ZigBee产品的开发上也走在前列，如韩国最大的电信公司SKTelecom公司在2005年10月推出新的数字智能家庭服务，其核心的技巧为Ember公司供给的ZigBee无线技术，意大利家电巨头Indesit 公司推出了基于ZigBee技术的智能洗衣机，该款智能洗衣机采用了飞思卡尔的ZigBee模块。

国内目前像湖南斯凯电子科技有限公司和深圳市无线龙电子有限公司都已经推出ZigBee开发系统，北京赫立讯公司开发的无线定位方案已经在煤矿行业打开了市场，还有诸如深圳金图旭昂公司、中国科学院计算技术研究所宁波分所等都有相关产品，都对无线传感器网络的研究与推广做出一定的贡献[22]，但更多的公司是在已有的芯片基础上进行二次开发，或着直接使用其它公司的产品。

1.3.3 ZigBee技术的优势[23]
1)省电：ZigBee网络节点设备工作周期较短，收发信息功率低，并且采用了休眠模式（当不传送数据时处于休眠状态，当需要接收数据时由ZigBee网络中称作“协调器”的设备负责唤醒他们），所以ZigBee技术特别省电，避免了频繁更换电池或充电，从而减轻了网络维护的负担。

2)可靠：由于采用了碰撞避免机制并为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突，而且MAC层采用了完全确认的数据传输机制，每个发送的数据都必须等待接收方的确认信息，因此从根本上保证了数据传输的可靠性。

3)廉价：由于ZigBee协议栈设计简练，因此它的研发和生产成本相对较低。

普通网络节点硬件上只需8位微处理器（如80c51），最小4KB、最大32KB的ROM；软件实现上也简单。

随着产品产业化，ZigBee通信模块价格预计降到1.5至2.5美元。

4)短时延：ZigBee技术与蓝牙技术的时延对比可知，ZigBee的各项时延指标都非常短。

ZigBee节点休眠和工作状态转换只需15ms，入网约30ms，而蓝牙为3至10s。

5)大网络容量：1个ZigBee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备，1个区域内最多可以同时存在100个ZigBee网络。

6)安全：ZigBee技术提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用AES-128，并且各应用可以灵活地确定其安全属性，使网络安全能够得到有效保障。

1.4 GPRS通信技术简介
GPRS是一种基于GSM全球通信系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域无线IP连接。

GPRS 可提供高达150kbit/s的传输速率，其分组交换接入时间短，能够提供快速及时Internet连接[24]。

GPRS网络建设方便简单，使用GPRS 模块及相应配件，直接与带有RS232串行口的监测设备连接，与中心数据服务器构建透明的数据传输通道。

它运行可靠，数据采集实时性强，运行费用低，漏码误码极少。

在保证数据传输及时、准确的前提下，将系统运行费用也降到了极低。

同时，通信链路有专业的运营商来维护，避免了用户在使用监测系统的同时，还需要耗费很大的精力去维护通信线路的问题。

作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术，GPRS有许多方面都具有显著的优势[25]：
1)GPRS通讯方式依赖移动通讯公司庞大的GPRS网络，建设成本与运行维护成本都很低，远小于自行建设独立运行的专用通讯网络（如电台、微波等）。

2)接入时间短，GPRS接入等待时间短，可快速建立连接，平均为两秒。

3)提供实时在线功能“alwaysonline”，用户将始终连线和在线状态，这将使访问服务变得非常简单、快速。

4)按流量计费，GPRS用户只有在发送或接收数据期间才占用资源，用户可以一直在线，按照用户接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时，用户即使挂在网上也是不收费的。

1.5 无线传感器网络的国内外研究现状
1.5.1 国外研究现状
无线传感器网络是新一代的传感器网络，具有非常广泛的应用前景，其发展和应用将会给人们的生活和生产的各个领域带来深远的影响。

美国《技术评论》杂志在讨论未来新兴十大技术时，更是将无线传感器网络列入其中，2003 年，美国商业周刊在其“未来技术专版”里(字体有问题)发表文章指出：传感器网络是全球未来的四大高新技术产业之一[26]。

无线传感器网络广阔的应用前景以及巨大的商业应用价值在国际上引起了广泛重视，美国因特尔公司在2002年10月24日，发布了“基于微型传感器网络的新型计算发展规划”。

该规划宣称，英特尔公司将致力于微型传感器网络在医学、森林防火、环境监测、行星探查等领域的应用。

2003年，美国自然科学基金会制定了微型传感器网络研究计划，在加州大学洛杉矶分校成立传感器网络研究中心，并同加州大学伯克利分校、南加州大学等学府展开“嵌入式智能传感器”的研究项目，用来达到利用传感器网络对人类生活世界实现全方位的监测和控制，从而建立起“感知世界”的全球网络[27]，加州大学洛杉矶分校的WINS 网络，几乎涵盖了从信号处理到网络协议的所有研究。

近几年，在美国无线传感器网络的研究更是有增无减，麻省理工学院、康奈尔大学、哈弗大学、斯坦福大学等著名大学，以及包括Inter、DUST、Microsoft、IBM、Crossbow在内的著名企业都纷纷开展无线传感器网络方面的研究。

在日本以及欧洲国家的一些大学，研究机构也纷纷开展该领域的研究工作[28]。

2004 年3 月，日本总务省成立“泛在传感器网络(Ubiquitous Sensor Network)”调查研究会。

日立制作所与YRP泛在网络化研究所于2004年11月24日宣布开发出了全球体积最小的无线传感器网络终端，该终端为安装电池的有源无线终端，可以搭建温度、亮度、红外线、加速度等各种传感器。

欧洲于2004 年初在德国首都柏林举行了第一届“无线传感器网络论坛”，有120名微电子、机械电子和信息传输方面的专家出席论坛。