无线传感器网络技术专利分析

第三次信息革命浪潮即将来临，并将最终改变社会、企业、社区和个人的生活方式。 这场信息革命既是人们津津乐道的物联网，也是新一代互联网和泛在计算模式的最新版本。 为了使物联网能够实现全球互联、随时随地与任何人、任何事物进行通信的能力，物联网涉及到非常广泛的信息产业技术。 其中，无线传感器网络（WSN）技术备受关注。

无线传感器网络一般由空间分布的、独立的网络节点组成。 节点包含传感器以监控节点的物理或环境条件，例如温度、声音、振动、压力、运动或污染物。 每个节点通常都有无线电收发器或其他无线通信设备，以通过网络将传感数据传输到数据库和其他用户。 这样，无线传感器网络就可以用于数据采集（Data Collection）、目标跟踪（Object tracking）和报警监控（Alarm monitoring）等。

近年来，国内外无线传感器网络技术的开发和应用取得了长足的进步。 它在家庭自动化、工业自动化、楼宇控制、智能计量和电源管理市场等市场尤为引人注目。 同时，无线传感器网络的标准制定进展迅速，大大降低了智能传感器和无线传感器网络的复杂度。 例如，国际电气和电子工程师协会（IEEE）的1451工作组（IEEE 1451）制定了智能传感器的即插即用标准，使得所有符合该标准的传感器都可以与其他传感器一起使用。 仪器 与系统一起工作。

该系列标准称为IEEE 1451智能传感器（包括传感器和驱动器）接口标准，包括不同的标准，定义了连接传感器和微处理器、仪表系统、控制异地网络的不同接口。 在这些标准中，IEEE 1451.5 部分目前是许多研究和开发活动的焦点。  IEEE Part 1451.5 指定了使符合 1451 的传感器和其他设备能够进行无线通信的技术。

IEEE 目前正在制定无线个域网 (WPAN) 的两个标准 IEEE 802.11 和 IEEE 802.15。 其中，IEEE 802.15.4标准正逐渐被接受为低速率无线个域网（LR-WPANs）物理层和媒体访问控制的标准。 此外，无线传感器网络领域还有两个基于IEEE 802.15.4的行业标准：ZigBee和WirelessHART。  ZigBee 是一种制定为开放式全球标准的无线技术，旨在满足低成本、低功耗无线传感器网络的特定需求。 该标准充分利用IEEE 802.15.4无线收发器物理层规范，使用无需特殊许可即可在全球范围内运行的频率范围：2.400-2.484 GHz、902-928 MHz和868.0-868.6 MHz；  WirelessHART是由HART通信基金会开发的另一种开放标准无线网络技术。 该协议采用时间同步、自组织和自愈的网状网络结构。 该协议目前在使用 IEEE 802.15.4 标准的无线电介质上得到支持，并在 2.4GHz ISM 频段运行。

此外，其他行业标准和专有系统也可能是实施无线传感器网络技术的选择。 例如，广泛用于楼宇自动化的无线通信系统 EnOcean 也被认为是一种可能用于无线传感器网络的技术，但尚未被任何公认的标准化机构标准化。Z-Wave 是专为家庭自动化设计的专有无线通信标准，尤其适用于家庭和轻型商业环境中的远程控制应用。 该技术使用低功率无线收发器嵌入或整合到家用电子设备和系统中，例如照明系统、家庭访问控制系统、娱乐系统和家用电器。 该技术已由 Z-Wave 联盟标准化。Z-Wave 联盟是国际制造商之间的联盟，负责协调 Z-Wave 产品和设备的兼容性。

同时，一些现有的标准正在被修改以适应无线传感器网络技术。 例如，基于IEEE 802.11标准的无线局域网（WLAN）标准，称为WiFi标准，增加了支持低功耗的版本，即所谓的低功耗WiFi，用于实现无线传感器网络 技术。

根据美国专利局的数据，在无线传感器网络技术方面，美国获得的专利授权最多，其次是日本，其次是加拿大、韩国和法国。 同时，美国也拥有最多的专利申请，其次是韩国，其次是日本、瑞典和台湾。 美国颁发的专利总数仍在逐年增加，2009年颁发的专利数量是2005年的两倍多，可见无线传感器网络技术的研发活动非常强劲 最近几年。