與電信網(wǎng)結(jié)合讓無線傳感器網(wǎng)絡(luò)如虎添翼

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network）或傳感器網(wǎng)絡(luò)是將大量多種類傳感器節(jié)點通過靜態(tài)配置或自組織方式形成的網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的作用是通過對區(qū)域內(nèi)的對象進行信息采集和協(xié)同處理，并將信息傳送給觀察者。傳感器網(wǎng)絡(luò)從概念上理解，強調(diào)將傳感器作為信息獲取的技術(shù)手段，不包含通過RFID、二維碼、攝像頭等方式的信息感知能力。 

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和電信網(wǎng)結(jié)合的技術(shù)與應(yīng)用

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和電信網(wǎng)結(jié)合，依托電信網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，利用電信網(wǎng)絡(luò)對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其提供的業(yè)務(wù)進行監(jiān)控、管理和完成業(yè)務(wù)的承載與合作實施，并通過電信網(wǎng)絡(luò)擴展無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所提供的業(yè)務(wù)。

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和電信網(wǎng)結(jié)合，可以衍生出各種應(yīng)用。例如，典型應(yīng)用場景為各種環(huán)境下的遠程監(jiān)控。在此應(yīng)用中，這些監(jiān)控節(jié)點通常是固定不變的，可以通過星形、樹形和MESH等靈活組網(wǎng)，并且終端成本極低，可以大規(guī)模布網(wǎng)。監(jiān)控點之間組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息在網(wǎng)關(guān)匯聚之后，通過網(wǎng)關(guān)的遠距離通信模塊（有線或無線）傳輸?shù)浇尤刖W(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)到達業(yè)務(wù)平臺。遠程控制中心通過電信網(wǎng)絡(luò)對監(jiān)控節(jié)點進行數(shù)據(jù)采集、命令控制及管理。

　　在食品和藥品加工企業(yè)中，有一些無人操作的自動化流水生產(chǎn)線，需要對生產(chǎn)環(huán)境的溫度和濕度進行嚴格的控制。因此可以在這些需要環(huán)境監(jiān)控的場所布置多個位置固定的溫度濕度傳感器，各個傳感器之間通過星形、樹形和MESH等靈活組網(wǎng)，最后通過若干個網(wǎng)關(guān)節(jié)點連接到電信網(wǎng)絡(luò)（有線或無線），電信網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)平臺將數(shù)據(jù)回傳到遠程控制中心。遠程控制中心根據(jù)定時收到的傳感器回傳的信息，判斷生產(chǎn)環(huán)境是否符合要求。在回傳數(shù)據(jù)有異常的情況下，遠程控制中心能夠下發(fā)控制和診斷信令，判斷異常發(fā)生的位置和情況，調(diào)整工廠的溫濕度系統(tǒng)。

　　在WSN與電信網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的架構(gòu)中，終端設(shè)備為WSN終端。WSN終端通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接到電信網(wǎng)平臺。WSN終端設(shè)備為構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點，通過一跳或多跳與網(wǎng)關(guān)連接。

　　網(wǎng)關(guān)位于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和電信網(wǎng)絡(luò)之間，主要完成協(xié)議轉(zhuǎn)換、地址映射和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等功能，也可以集成安全和計費等功能。網(wǎng)關(guān)支持WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部數(shù)據(jù)協(xié)同和匯聚，支持以2G/3G接入、DSL接入、光接入或其他接入方式，將匯聚的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)。

　　WSN與電信網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的關(guān)鍵在于實現(xiàn)包括安全相關(guān)功能、網(wǎng)關(guān)的接入控制、QoS控制、業(yè)務(wù)平臺功能、管理增強功能。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)和業(yè)務(wù)需得到電信網(wǎng)絡(luò)的認證與授權(quán)，通常由AAA服務(wù)器來完成。AAA的重要功能之一是支持傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的認證。

　　業(yè)務(wù)平臺支持來自傳感器網(wǎng)絡(luò)和終端的數(shù)據(jù)管理及信息處理；支持對WSN網(wǎng)關(guān)和終端設(shè)備的業(yè)務(wù)認證，支持基于QoS策略對網(wǎng)關(guān)和終端業(yè)務(wù)流進行優(yōu)先級分類與調(diào)度，支持電信網(wǎng)對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和終端的流量、任務(wù)、內(nèi)容計費，支持對各個服務(wù)提供商提供的業(yè)務(wù)的整合，并將其提供給終端用戶，同時對用戶使用業(yè)務(wù)的情況進行管理。

　　管理平臺應(yīng)支持對WSN網(wǎng)關(guān)進行基本的管理，并通過WSN網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)對WSN終端的部分管理功能。管理平臺支持基本管理功能，包括狀態(tài)查詢和監(jiān)控、生命周期管理、靜態(tài)信息、動態(tài)信息、配置管理、故障診斷和管理、軟件/固件/硬件管理、安全管理。

　　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

　　針對WSN與電信網(wǎng)結(jié)合的應(yīng)用，國內(nèi)外電信運營商已經(jīng)開展了相關(guān)業(yè)務(wù)，并針對行業(yè)用戶的需求，進行了積極的探索。國內(nèi)運營商在M2M應(yīng)用方面開展了許多實踐活動。例如中國移動在今年發(fā)布了物聯(lián)網(wǎng)TD-SCDMA模塊，是針對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)設(shè)計的、滿足工業(yè)級需求的、軟硬件接口標準化的模塊產(chǎn)品。中國電信也發(fā)布了針對WSN終端管理的MDMP協(xié)議，并開展了農(nóng)業(yè)、智能家居等示范應(yīng)用。

　　目前國際上針對WSN的研究起步較早，也有相關(guān)國際標準組織針對WSN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部開展標準化工作。但是針對WSN與電信網(wǎng)結(jié)合，一直以來，國際上開展的研究較少，也沒有國際標準組織開展WSN與電信網(wǎng)結(jié)合的相關(guān)標準化活動。

　　ETSI于2008年年底成立M2MTC，其研究范圍和目標為：M2M業(yè)務(wù)及運營需求、建立端到端M2M高層體系架構(gòu)、組件映射到M2M體系結(jié)構(gòu)中、M2M應(yīng)用、M2M解決方案間的互操作性等。ETSI開展了M2M業(yè)務(wù)需求、M2M功能架構(gòu)的研究工作，因此屬于國際標準組織中較早開展基于電信網(wǎng)的M2M應(yīng)用研究的組織。

　　目前，中國通信標準化協(xié)會（CCSA）針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與電信網(wǎng)結(jié)合技術(shù)，正在開展兩個標準項目的研究工作。

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與電信網(wǎng)結(jié)合可以拓展出新的應(yīng)用。不同的網(wǎng)絡(luò)解決的問題不一樣，因此設(shè)計理念是不一樣的，網(wǎng)絡(luò)結(jié)合后產(chǎn)生的新應(yīng)用潛力巨大。利用電信網(wǎng)可控可管的優(yōu)勢，依托網(wǎng)絡(luò)的通信能力，并依托蜂窩移動通信網(wǎng)的廣大用戶基礎(chǔ)，必將激發(fā)出新的業(yè)務(wù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新。