監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)原理

項(xiàng)目的技術(shù)原理一、項(xiàng)目總體概述本監(jiān)控系統(tǒng)（IECS-WSN）采用先進(jìn)的智能無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，創(chuàng)新性的把傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、ZIGBEE協(xié)議技術(shù)綜合應(yīng)用于醫(yī)藥遠(yuǎn)程無線智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。解決了傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中的安裝布網(wǎng)復(fù)雜，系統(tǒng)維護(hù)困難，系統(tǒng)可靠性不足，運(yùn)行成本高等諸多問題。ZIGBEE——Zigbee是IEEE802.15.4協(xié)議的代名詞。根據(jù)這個(gè)協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本。主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。圖1.1ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetworks,WSN)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有的眾多類型的傳感器，可探測(cè)包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、土壤成分、移動(dòng)物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多樣的現(xiàn)象?；贛EMS的微傳感技術(shù)和無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)賦予了廣闊的應(yīng)用前景。這些潛在的應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為:軍事、航空、反恐、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取平臺(tái)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種檢測(cè)對(duì)象的信息，并將這些信息發(fā)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的指定范圍內(nèi)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤，具有快速展開、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)，有著廣闊的應(yīng)用前景。圖1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的組成基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)藥遠(yuǎn)程無線智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合ZIGBEE無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，利用成熟穩(wěn)定的Internet網(wǎng)絡(luò)，使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行溫濕度實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)控，具有低成本、易實(shí)施，高可靠等優(yōu)點(diǎn)，為醫(yī)療行業(yè)的規(guī)范統(tǒng)一，遠(yuǎn)程監(jiān)管，實(shí)時(shí)監(jiān)督，信息化管理提供最優(yōu)質(zhì)的系統(tǒng)服務(wù)。NetworkRooterNetworkRooterRefNodeInternetzigbeeRootNode圖1.3ZIGBEE遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖在醫(yī)藥行業(yè)中，影響藥品質(zhì)量最主要的是藥庫的儲(chǔ)存條件。眾所周知，許多藥品對(duì)儲(chǔ)存溫、濕度條件要求很高，像免疫球蛋白之類的藥品，夏天溫度一旦過高，很容易失效變質(zhì)。為保證儲(chǔ)存質(zhì)量，醫(yī)藥單位一般都配有冷庫或陰涼庫，專門儲(chǔ)存對(duì)溫、濕度有嚴(yán)格要求的藥品。在過去的藥品質(zhì)量安全監(jiān)管中，對(duì)藥品儲(chǔ)存條件是否符合要求，總是鞭長莫及，力不從心，很難達(dá)到醫(yī)藥行業(yè)藥品統(tǒng)一規(guī)范化的管理監(jiān)督；另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的有線環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，安裝部署繁瑣、成本代價(jià)高、可維護(hù)性差。針對(duì)現(xiàn)有的醫(yī)藥行業(yè)狀況及諸多系統(tǒng)缺陷，我們進(jìn)行針對(duì)性的專業(yè)應(yīng)用研發(fā)，創(chuàng)新性的把先進(jìn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，zigbee協(xié)議技術(shù)，嵌入式計(jì)算技術(shù)融合在一起，具有低成本、易實(shí)施、高可靠的特性，為醫(yī)藥行業(yè)的監(jiān)管提供先進(jìn)、可靠、切實(shí)可用的系統(tǒng)服務(wù)。基于醫(yī)藥行業(yè)加強(qiáng)質(zhì)量體系監(jiān)管的迫切需求，結(jié)合先進(jìn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，我們?cè)O(shè)計(jì)開發(fā)了醫(yī)藥遠(yuǎn)程無線智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。二、項(xiàng)目技術(shù)原理背景技術(shù)介紹無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前國際上備受關(guān)注的由多學(xué)科高度交叉的新興前沿研究熱點(diǎn)領(lǐng)域,是信息感知和采集的一場(chǎng)革命,被認(rèn)為是21世紀(jì)最重要的技術(shù)之一。所謂無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是指由大量部署在作用區(qū)域內(nèi)的.具有無線通信與計(jì)算能力的微小傳感器節(jié)點(diǎn),通過自組織方式構(gòu)成的能根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務(wù)的分布式智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)距離很短,一般采用多跳的無線通信方式進(jìn)行通信。傳感器網(wǎng)絡(luò)可以在獨(dú)立的環(huán)境下運(yùn)行,也可以通過網(wǎng)關(guān)連接到Internet,從而真正實(shí)現(xiàn)“無處不在的計(jì)算”的理念。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有十分廣闊的應(yīng)用前景,可以應(yīng)用在國防軍事.工農(nóng)業(yè).環(huán)境監(jiān)測(cè).交通管理.醫(yī)療救護(hù)和救災(zāi)搶險(xiǎn)等領(lǐng)域。圖1.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模型ZigBee建立在802.15.4標(biāo)準(zhǔn)之上，它確定了可以在不同制造商之間共享的應(yīng)用綱要。IEEE802.15.4是IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineer，電子電機(jī)學(xué)會(huì)）確定的低速率，無線個(gè)域網(wǎng)（personalareanetwork）標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定義了“實(shí)體層”（physicallayer）和“介質(zhì)訪問層”（mediumaccesslayer）。介質(zhì)訪問層（MAC）規(guī)范定義了在同一區(qū)域工作的多個(gè)802.15.4無線電信號(hào)如何共享空中通道。介質(zhì)存取層支持的幾種架構(gòu)，包括星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點(diǎn)，類似于802.11的接入點(diǎn)），樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（一些節(jié)點(diǎn)依次經(jīng)過另一些節(jié)點(diǎn)才到達(dá)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)點(diǎn)），和網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（無須主協(xié)調(diào)點(diǎn)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間分享路由職責(zé)）。802.15.4工作在工業(yè)科學(xué)醫(yī)療（ISM）頻段，它定義了兩個(gè)物理層，即2.4GHz頻段和868/915MHz頻段物理層。免許可證的2.4GHzISM頻段全世界都有，而868MHz和915MHz的ISM頻段分別只在歐洲和北美有。在802.15.4中，總共分配了27個(gè)具有三種速率的信道：在2.4GHz頻段有16個(gè)速率為250kbit/s（或62.5ksymbol/s）的信道，在915MHz頻段有10個(gè)40bit/s（或40ksymbol/s）的信道，在868MHz頻段有1個(gè)20kbit/s（或20ksymbol/s）的信道。ISM頻段全球都有的特點(diǎn)不僅免除了802.15.4器件的頻率許可要求，而且還給許多公司提供了開發(fā)可以工作在世界任何地方的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的難得機(jī)會(huì)。這將減少投資者的風(fēng)險(xiǎn)，與專門解決方案相比可以明顯降低產(chǎn)品成本。在保持簡(jiǎn)單性的同時(shí)，802.15.4還試圖提供設(shè)計(jì)上的靈活性。一個(gè)802.15.4網(wǎng)可以根據(jù)可用性、擁擠狀況和數(shù)據(jù)速率在27個(gè)信道中選擇一個(gè)工作信道。從能量和成本效率來看，不同的數(shù)據(jù)速率能為不同的應(yīng)用提供較好的選擇。例如，對(duì)于有些計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備與互動(dòng)式玩具，可能需要250kbit/s，而對(duì)于其他許多應(yīng)用，如各種傳感器、智能標(biāo)記和家用電器等，20kbit/s這樣的低速率就能滿足要求。圖1.5MAC層的物理信道幀格式物理幀第一個(gè)字段是四個(gè)字節(jié)的前導(dǎo)碼，收發(fā)器在接收前導(dǎo)碼期間，會(huì)根據(jù)前導(dǎo)碼序列的特征完成片同步和符號(hào)同步。幀起始分隔符（start-of-framedelimiter,SFD）字段長度為一個(gè)字節(jié)，其值固定為0xA7，標(biāo)識(shí)一個(gè)物理幀的開始。收發(fā)器接收完前導(dǎo)碼后只能做到數(shù)據(jù)的位同步，通過搜索SFD字段的值0xA7才能同步到字節(jié)上。幀長度（framelength）由一個(gè)字節(jié)的低7位表示，其值就是物理幀負(fù)載的長度，因此物理幀負(fù)載的長度不會(huì)超過127個(gè)字節(jié)。物理幀的負(fù)載長度可變，稱之為物理服務(wù)數(shù)據(jù)單元（PHYservicedataunit,PSDU），一般用來承載MAC幀。2、項(xiàng)目技術(shù)原理在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，無線環(huán)境復(fù)雜多變，信號(hào)傳輸便成為整個(gè)應(yīng)用體系中的關(guān)鍵問題之一，采用DSSS直接序列擴(kuò)頻，可以極大的提高信號(hào)的抗干擾、抗噪聲、抗衰減能力，為系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的環(huán)境數(shù)據(jù)采集提供充分的保障。并采用無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備冗余，提高無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)慕研裕褂枚喾N路由算法結(jié)合的方式，靈活多變的解決實(shí)際無線網(wǎng)絡(luò)部署問題。通過webservices技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以極大降低遠(yuǎn)程平臺(tái)成本，提高系統(tǒng)平臺(tái)的穩(wěn)定性和擴(kuò)展性。下面針對(duì)項(xiàng)目核心技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析說明：2.1信號(hào)調(diào)制方式信號(hào)調(diào)制采用直接序列擴(kuò)頻（DSSS）方式，使用偽隨機(jī)碼的方式將數(shù)據(jù)調(diào)制后，在很寬的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行傳輸，在接受端利用與發(fā)射端相同的編碼進(jìn)行恢復(fù)，發(fā)送端和接收端都是以窄帶方式進(jìn)行通信。DSSS發(fā)射功率低于自然的背景噪聲，基本避免了通信信號(hào)的偷聽和竊取，使通信非常安全。因此，擴(kuò)頻通信方式具有抗干擾、抗噪聲、抗衰減和保密性能好的優(yōu)點(diǎn)。物理層定義了三個(gè)載波頻段用于收發(fā)數(shù)據(jù)。在這三個(gè)頻段上發(fā)送數(shù)據(jù)使用的速率、信號(hào)處理過程以及調(diào)制方式等方面存在一些差異。三個(gè)頻段總共提供了27個(gè)信道（channel）：868MHz頻段1個(gè)信道，915MHz頻段10個(gè)信道，2450MHz頻段16個(gè)信道。在868MHz和915MHz這兩個(gè)頻段上，信號(hào)處理過程相同，只是數(shù)據(jù)速率不同。處理過程，首先將物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PHYprotocoldataunit，PPDU）的二制數(shù)據(jù)差分編碼，然后再將差分編碼后的每一個(gè)位轉(zhuǎn)換為長度為15的片序列（chipsequence），最后BPSK調(diào)制到信道上。差分編碼是將數(shù)據(jù)的每一個(gè)原始比特與前一個(gè)差分編碼生成的比特進(jìn)行異或運(yùn)算：En=Rn⊕En-1，其中En是差分編碼的結(jié)果，Rn為要編碼的原始比特，En-1是上一次差分編碼的結(jié)果。對(duì)于每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包，R1是第一個(gè)原始比特，計(jì)算E1時(shí)假定E0=0。差分解碼過程與編碼過程類似：Rn=En⊕En-1，對(duì)于每個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包，E1是第一個(gè)需要解碼的比特，計(jì)算R1時(shí)假定E0=0。差分編碼以后，接下來就是直接序列擴(kuò)頻。每一個(gè)比特被轉(zhuǎn)換為長度為15的片序列。擴(kuò)頻過程按下表進(jìn)行，擴(kuò)頻后的序列使用BPSK調(diào)制方式調(diào)制到載波上。2．4GHz頻段的處理過程，首先將PPDU的二進(jìn)制數(shù)據(jù)中每4位轉(zhuǎn)換為一個(gè)符號(hào)（symbol），然后將每個(gè)符號(hào)轉(zhuǎn)換成長度為32的片序列。在把符號(hào)轉(zhuǎn)換片序列時(shí)，用符號(hào)在16個(gè)近似正交的偽隨便噪聲序列的映射表，這是一個(gè)直接序列擴(kuò)頻的過程。擴(kuò)頻后，信號(hào)通過O-QPSK調(diào)制方式調(diào)制到載波上。圖1.6擴(kuò)頻編碼序列表2.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法2.2.1WSN路由基本算法ZigBeeWSN中的節(jié)點(diǎn)大體可以分為兩種類型：有路由容量的節(jié)點(diǎn)和沒有路由容量的節(jié)點(diǎn)。對(duì)于樹簇拓?fù)涞腤SN來說，終端設(shè)備通常是RFD精簡(jiǎn)設(shè)備，因此沒有路由容量；而路由器與協(xié)調(diào)器是由FFD全功能設(shè)備組成的，因此有路由容量。樹簇型拓?fù)涞腤SN中，通常采用樹簇算法與AODVjr算法相結(jié)合的路由算法，其中樹簇算法指的是消息沿著樹型拓?fù)溥M(jìn)行傳輸?shù)乃惴ǎ庆o態(tài)的，不需要存儲(chǔ)路由表。該算法適用于節(jié)點(diǎn)靜止或者移動(dòng)較少的場(chǎng)合。而AODVjr算法則是對(duì)AdHoc按需距離矢量路由算法的改進(jìn)，考慮到節(jié)能、應(yīng)用方便性等因素，對(duì)AODV的一些特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，但是仍然保留了AODV的原始功能。這兩種算法的結(jié)合使用確定了WSN路由的三種模式，即：禁止路由模式、使能路由模式和強(qiáng)制路由模式。禁止路由模式就是禁止對(duì)路徑進(jìn)行查找，因此處于該模式的網(wǎng)絡(luò)只能使用樹簇算法沿著樹型拓?fù)溥M(jìn)行路由。使能路由模式是將樹簇算法與AODVjr算法相結(jié)合，視具體情況來決定到底采用哪種路由算法。強(qiáng)制路由模式完全使用了AODVjr算法，只要設(shè)備具有路徑查找能力，不管消息傳輸?shù)穆窂绞欠褚呀?jīng)存在，都要啟動(dòng)一個(gè)路徑查找過程，當(dāng)查找完成，數(shù)據(jù)包將沿著計(jì)算出來的路徑傳送。2.2.2路由方式路由的設(shè)定通常有三種模式：禁止路由發(fā)現(xiàn)、使能路由發(fā)現(xiàn)及強(qiáng)制路由發(fā)現(xiàn)。禁止路由發(fā)現(xiàn)（SUPPRESS）：如果發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由器存在，數(shù)據(jù)包路由指向該路由器。否則，數(shù)據(jù)包沿著樹形推進(jìn)。使能路由發(fā)現(xiàn)（ENABLE）：如果發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由器存在，數(shù)據(jù)包路由指向該路由器。如果網(wǎng)絡(luò)路由器不能確定，路由器可以啟動(dòng)一個(gè)路由發(fā)現(xiàn)過程，當(dāng)發(fā)現(xiàn)完成，數(shù)據(jù)包將沿著計(jì)算出來的路由傳送。如果該路由器沒有路由發(fā)現(xiàn)能力，數(shù)據(jù)包將沿著樹形推進(jìn)。強(qiáng)制路由發(fā)現(xiàn)（FORCE）：如果路由器有路由發(fā)現(xiàn)能力，不管路由是否已經(jīng)存在，都將啟動(dòng)一個(gè)路由發(fā)現(xiàn)過程。發(fā)現(xiàn)完成，數(shù)據(jù)包將沿著計(jì)算出來的路由傳送。如果這個(gè)路由器沒有路由發(fā)現(xiàn)能力，數(shù)據(jù)包將沿著樹形推進(jìn)。這個(gè)選擇必須小心使用，因?yàn)樗鼤?huì)產(chǎn)生較大的網(wǎng)絡(luò)冗余。它的主要用途是修復(fù)破壞了的路由。對(duì)于樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)備間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，通常將源地址簡(jiǎn)化為上行路由（routeup）或下行路由（routedown）。如果LocalAddr<DestAddr<LocalAddr+CSkip(d-1)為下行路由，否則為上行路由。通常網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器或路由器都含有一個(gè)鄰接設(shè)備表，該表記錄了一定區(qū)域內(nèi)與其具有鄰接關(guān)系的設(shè)備。若想使用鄰接表進(jìn)行路由，只要目標(biāo)設(shè)備在物理區(qū)域內(nèi)可見，即可直接發(fā)送信息。而對(duì)于網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，則要使用路由表來進(jìn)行路由。通常協(xié)調(diào)器或路由器都擁有自己的路由表，如果目標(biāo)設(shè)備在路由表中有相關(guān)的記錄，則信息就可以根據(jù)路由表中的記錄進(jìn)行發(fā)送，否則就要沿著樹形拓?fù)鋪韨鬏敂?shù)據(jù)。2.2.3最短最優(yōu)路徑的判定方式通常路徑請(qǐng)求與路徑應(yīng)答都是由路由器或協(xié)調(diào)器創(chuàng)建的，當(dāng)路由器廣播發(fā)送路徑請(qǐng)求時(shí)，通常不會(huì)只發(fā)一次，而是間隔一段時(shí)間重復(fù)進(jìn)行發(fā)送，而且對(duì)于廣播尋址來說，它擁有兩大特點(diǎn)：一個(gè)是凡有無線RF收發(fā)使能的設(shè)備皆能接收到該幀；另外就是廣播發(fā)送采用一種被動(dòng)應(yīng)答模式，即當(dāng)某一設(shè)備廣播發(fā)送消息時(shí)，它還要監(jiān)聽所有的鄰居設(shè)備是否對(duì)該幀進(jìn)行廣播轉(zhuǎn)發(fā)，若沒有則設(shè)備還要再次廣播發(fā)送該幀。這樣就會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備可能多次收到同一個(gè)路徑請(qǐng)求，目的設(shè)備也有可能在一段時(shí)間內(nèi)多次收到同一個(gè)路徑請(qǐng)求。在路徑算法的實(shí)現(xiàn)中采用首接為最優(yōu)的思想，即第一個(gè)收到的有效路徑請(qǐng)求即為目的設(shè)備要響應(yīng)的請(qǐng)求，在該請(qǐng)求中記錄的路徑即為消息傳輸?shù)穆窂?，?yīng)答命令將沿著收到的第一個(gè)路徑請(qǐng)求命令幀中記錄的上一級(jí)地址發(fā)送回去。圖1.7無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法示意圖2.3遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)模式遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸需解決的問題主要是通信和接口問題，采用web的http通信協(xié)議作為webservices的基礎(chǔ)通信協(xié)議，不僅成熟可靠的，而且總是最有效的。而采用XML作為接口描述協(xié)議原因主要有：a、文本特性容易標(biāo)準(zhǔn)化，因?yàn)槲谋靖袷骄哂锌缙脚_(tái)的優(yōu)良特性；b、XML描述信息的能力強(qiáng)大，它的層次性描述能力，正是webservice所青睞的。由于http和xml的特性，很容易讓webservices在遠(yuǎn)程通過Internet網(wǎng)絡(luò)建立起具有真正松散耦合特性的程序編程模型，松散耦合意味著機(jī)器與機(jī)器之間只要遵循一定的協(xié)議（重要的是這些協(xié)議是簡(jiǎn)單性的和通用性的，比如http和xml等），就可進(jìn)行有效的調(diào)用，它給我們的直接效果是可以大大減少機(jī)器與機(jī)器之間的依賴性，這樣就可讓我們?cè)谶h(yuǎn)程范圍內(nèi)組建真正的基于構(gòu)件塊的遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)，就象本地的com組件和網(wǎng)域的Dcom所試圖追求的標(biāo)準(zhǔn)境界那樣，而webservices則不僅做到了這樣的境界，而且做得更好，因?yàn)樗粌H是有效的，而且是簡(jiǎn)單的、開放的和低廉的。WebService有強(qiáng)大的集成能力，所有的應(yīng)用系統(tǒng)和設(shè)備都可以通過其標(biāo)準(zhǔn)來溝通、協(xié)調(diào)，并相互調(diào)用。Webservice還可以建立新—代的分布式系統(tǒng)，在WebService可以封裝好不同的服務(wù)提供者提供的服務(wù)，服務(wù)的核心本身可以使用WebService技術(shù)動(dòng)態(tài)的調(diào)整和集成，這樣的架構(gòu)是非常適合于使用在Intenet和動(dòng)態(tài)的環(huán)境中的。另外，WebService架構(gòu)還提供了最好的即插即用的解決方案，任何—個(gè)新的web服務(wù)或是現(xiàn)存的應(yīng)用程序都可以方便的加入到WebService架構(gòu)的系統(tǒng)中，為用戶提供最好的遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)。圖1.8WebService的結(jié)構(gòu)原理結(jié)論：通過上面的分析，我們可以得出以下結(jié)論：采用DSSS直接序列擴(kuò)頻方式進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，可以極大的提高無線信號(hào)的抗干擾、抗噪聲、抗衰減能力。對(duì)于醫(yī)藥環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控提供了最為可靠穩(wěn)定的無線物理通道。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)使用樹簇算法與AODVjr算法相結(jié)合的路由算法，并自動(dòng)進(jìn)行最短最優(yōu)路徑的判定，大大提高無線網(wǎng)絡(luò)的路由效率和可靠性，對(duì)于醫(yī)藥環(huán)境數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控提高了可靠、便捷的無線網(wǎng)絡(luò)通道。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信模式，基于WebService的HTTP和XML的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，采用新一代的web分布式服務(wù)系統(tǒng)，在Internet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，提供最為快速、方便、可靠、穩(wěn)定的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)。因此，本醫(yī)藥遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)針對(duì)于醫(yī)藥行業(yè)中監(jiān)控環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜、地域分布廣、運(yùn)行維護(hù)成本高、安裝部署難的特點(diǎn)，結(jié)合最新的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù)，分布式WebService通信技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新性的研發(fā)，具有易實(shí)施，易維護(hù)，成本低，高可靠的優(yōu)點(diǎn)。為醫(yī)藥流通渠道的規(guī)范，環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)管，行業(yè)性的統(tǒng)一管理，提供可靠、先進(jìn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，充分的保障了醫(yī)藥行業(yè)質(zhì)量體系和藥品安全性。三、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案3.1系統(tǒng)方案介紹本地采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，無線布網(wǎng)，無線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，并通過網(wǎng)關(guān)傳入計(jì)算機(jī)終端。主要針對(duì)市場(chǎng)上對(duì)所需監(jiān)測(cè)環(huán)境的特殊情況和產(chǎn)品自動(dòng)化、智能化的需要，設(shè)計(jì)的建立在ZigBee技術(shù)平臺(tái)上，綜合運(yùn)用環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)和無線傳感技術(shù)的一套新型無線遠(yuǎn)程溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)由采集節(jié)點(diǎn)（圖1.9）、網(wǎng)關(guān)（圖2.0）兩類設(shè)備組成。以倉庫為單位，進(jìn)行無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋，通過強(qiáng)大的組網(wǎng)軟件和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)以及無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)終端，隨時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境狀態(tài)，并通過圖形用戶界面直觀、動(dòng)態(tài)地顯示出來，提供遠(yuǎn)程監(jiān)控管理功能（客戶端Client或WEB瀏覽），此外通過網(wǎng)關(guān)對(duì)采集節(jié)點(diǎn)對(duì)環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷分析，發(fā)現(xiàn)故障或參數(shù)異常，即時(shí)通過監(jiān)控界面及聲光警報(bào)形式響應(yīng)。采集節(jié)點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊，同時(shí)具備采集數(shù)據(jù)和路由傳輸功能。采集功能：它的傳感器部分是采用低功耗的溫濕度傳感器SHT10，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。中心處理器部分采用CC2430芯片，兼顧數(shù)據(jù)獲取，處理以及無線射頻功能，它負(fù)責(zé)整個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的操作，存儲(chǔ)和處理本身采集的數(shù)據(jù)以及其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)。CC2430和溫濕度傳感器SHT10之間采用I2C總線實(shí)現(xiàn)通信，通過I2C接口定時(shí)讀出傳感器采集的溫濕度數(shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)通過RF部分傳至router，如有敏感數(shù)據(jù)（其定義可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)所的實(shí)際需要來設(shè)定），則實(shí)時(shí)向網(wǎng)關(guān)傳輸。JTAG接口是為了方便客戶需要，同時(shí)能夠快速地更新系統(tǒng)，而專門設(shè)置的在線燒錄程序接口。路由傳輸功能：即網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的通信協(xié)調(diào)功能，以及鏈路的建立與拆除。其本身采集的溫濕度數(shù)據(jù)上傳到距離其最近的采集節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)自身選擇距離網(wǎng)關(guān)最近的路徑，經(jīng)過多跳將數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)發(fā)送到上位機(jī)（監(jiān)控中心）進(jìn)行監(jiān)控。網(wǎng)關(guān)主要負(fù)責(zé)通信的協(xié)調(diào)，路由的規(guī)劃，路由表的記錄。作為網(wǎng)關(guān)把ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)和上位機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換、與通信協(xié)調(diào)。網(wǎng)關(guān)可選用RS485接口或者網(wǎng)口直接和上位機(jī)連接，將采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到監(jiān)控中心的上位機(jī)數(shù)據(jù)庫或終端軟件中。通過安全可靠的RS485工業(yè)總線聯(lián)網(wǎng)，所有倉庫溫濕度數(shù)據(jù)都被實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控計(jì)算機(jī)上，管理員能實(shí)時(shí)查詢/監(jiān)控每一個(gè)倉庫溫濕度數(shù)據(jù)，并且可通過網(wǎng)絡(luò)及時(shí)將告警信息發(fā)到監(jiān)控中心，讓環(huán)境監(jiān)測(cè)和管理運(yùn)籌于帷幄，決勝于千里。網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)中還有LCD屏顯示功能，方便我們查閱和迅速了解環(huán)境狀況，另外網(wǎng)關(guān)還設(shè)計(jì)有歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（SD卡存儲(chǔ)）功能。II2MCU-RFCC2430F128JTAG接口DC3.3V晶體1：32.768K晶體2：32.000MSHT10溫濕度傳感器圖1.9采集節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)圖RS485RS485MCU-RFCC2430F128DC9V晶體1：32.768K晶體2：32.000MLCD顯示屏網(wǎng)口SD卡KEY（按鍵）處理圖2.0網(wǎng)關(guān)硬件結(jié)構(gòu)圖本無線環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在無線Zigbee技術(shù)平臺(tái)上很好的實(shí)現(xiàn)了操作簡(jiǎn)單、無污染、智能化的監(jiān)控系統(tǒng)。具有系統(tǒng)成本低，安裝部署簡(jiǎn)單，系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)容易的特點(diǎn)。系統(tǒng)采用無線傳輸、電池自供電，用戶省去了數(shù)據(jù)線的架設(shè)安裝、電源供電走線等繁瑣復(fù)雜的工程實(shí)施，項(xiàng)目工程安裝便捷快速。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有自組織、自愈能力強(qiáng)，通信可靠的特點(diǎn)，可以完全滿足系統(tǒng)在各種環(huán)境下的運(yùn)行要求。下圖為本地?cái)?shù)據(jù)采集監(jiān)控的系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)圖。監(jiān)控區(qū)域監(jiān)控區(qū)域A采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)監(jiān)控中心監(jiān)控區(qū)域B采集節(jié)點(diǎn)圖2.1本地?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖遠(yuǎn)程通過Internet網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在計(jì)算機(jī)終端通過基于WebService的分布式系統(tǒng)軟件，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)管理。所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)監(jiān)控中心服務(wù)器，再通過web服務(wù)器發(fā)布到因特網(wǎng)，遠(yuǎn)程用戶可以通過廣域網(wǎng)用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器進(jìn)行訪問和監(jiān)控，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。圖2.2遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖本醫(yī)藥監(jiān)控系統(tǒng)采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)相結(jié)合的方式，具有全面、快速、可靠和靈活的特點(diǎn)。對(duì)于醫(yī)藥行業(yè)環(huán)境監(jiān)控，該系統(tǒng)可以克服傳統(tǒng)有線方式的安裝部署困難、造價(jià)成本高、項(xiàng)目實(shí)施性差的缺點(diǎn)，便于行業(yè)性的推廣應(yīng)用。此外，同時(shí)對(duì)于下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)革命物聯(lián)網(wǎng)模式也同樣具有研究參考價(jià)值。3.2系統(tǒng)構(gòu)成本監(jiān)控系統(tǒng)主要由采集節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)、計(jì)算機(jī)、監(jiān)控軟件、遠(yuǎn)程web服務(wù)系統(tǒng)構(gòu)成。采集節(jié)點(diǎn)主要進(jìn)行溫度和濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，并通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)。終端節(jié)點(diǎn)的傳感器部分最重要的功能就是實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，而在采集幾次或十幾次后上傳數(shù)據(jù)到網(wǎng)關(guān)，這一過程需要終端節(jié)點(diǎn)先將階段采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來。當(dāng)有緊急情況或意外出現(xiàn)時(shí)，終端節(jié)點(diǎn)需要及時(shí)將敏感數(shù)據(jù)傳至監(jiān)控中心，以使管理者及時(shí)做出處理！本身節(jié)點(diǎn)還有電量自檢功能，電壓低于2.3V自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示監(jiān)控中心更換電池，保證系統(tǒng)的不間斷與穩(wěn)定?？筛鶕?jù)客戶的需要增加并完善系統(tǒng)功能，以滿足不同客戶的特殊需要。采集節(jié)點(diǎn)性能技術(shù)指標(biāo)如下：1、濕度檢測(cè)范圍：0～100%RH濕度檢測(cè)精度：±3%RH溫度檢測(cè)范圍：-40～+123.8溫度檢測(cè)精度：±0.52、工作頻段：2.4-2.475GHz3、接收靈敏度：－94dBm4、信道數(shù)：1-165、調(diào)制方式：DSSS6、數(shù)據(jù)傳輸速率：250KBps7、通信距離：50m–70m8、射頻功率：0dbm9、發(fā)射電流：約28mA接收電流：約28mA休眠電流：20uA以下10、信道接入方式：CSMA/CA11、通訊協(xié)議：標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15.4、ZigBee200612、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀、星狀13、數(shù)據(jù)加密：128-bitAES14、網(wǎng)絡(luò)傳輸深度：10跳15、單個(gè)網(wǎng)絡(luò)容量：65536個(gè)節(jié)點(diǎn)16、使用環(huán)境：（1）環(huán)境溫度：-40℃（2）相對(duì)濕度：不大于95%RH；（3）大氣壓力:80kPa～106kPa圖2.3溫濕度無線采集節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)將接受到的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換，通過USB接口上傳到計(jì)算機(jī)。負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的通信協(xié)調(diào)，路由以及鏈路建立與拆除，路由器長時(shí)間工作在高速狀態(tài)，需要直流電長時(shí)間連續(xù)供電。主要作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器（網(wǎng)關(guān)）和終端節(jié)點(diǎn)的中間鏈路。網(wǎng)關(guān)功能設(shè)計(jì)如下：（1）數(shù)據(jù)采集以及存儲(chǔ)：終端節(jié)點(diǎn)的傳感器部分最重要的功能就是實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，而在采集幾次或十幾次后上傳數(shù)據(jù)到網(wǎng)關(guān)，這一過程需要終端節(jié)點(diǎn)先將階段采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來。（2）數(shù)據(jù)判讀/分析與處理：當(dāng)有緊急情況或意外出現(xiàn)時(shí)，終端節(jié)點(diǎn)需要及時(shí)將敏感數(shù)據(jù)傳至監(jiān)控中心，以使管理者及時(shí)做出處理?。?）電量自檢：本身節(jié)點(diǎn)還有電量自檢功能，電壓低于2.3V自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提示監(jiān)控中心更換電池，保證系統(tǒng)的不間斷與穩(wěn)定。（4）狀態(tài)自檢：可根據(jù)客戶的需要增加并完善系統(tǒng)功能，以滿足不同客戶的特殊需要。（5）組網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸：檢測(cè)路由模塊和距離其最近范圍內(nèi)的檢測(cè)節(jié)點(diǎn)組成單個(gè)ZigBee子網(wǎng)絡(luò)（子監(jiān)控區(qū)域），根據(jù)監(jiān)控區(qū)域的規(guī)?？蓪⑵鋭澐譃槎鄠€(gè)子網(wǎng)絡(luò)，即子監(jiān)控區(qū)域，而這些路由檢測(cè)模塊再經(jīng)過多跳傳輸，將溫濕度數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)關(guān)中。網(wǎng)關(guān)性能技術(shù)指標(biāo)如下：1、濕度檢測(cè)范圍：0～100%RH濕度檢測(cè)精度：±3%RH溫度檢測(cè)范圍：-40～+123.8溫度檢測(cè)精度：±0.52、工作頻段：2.4-2.475GHz3、接收靈敏度：－94dBm4、信道數(shù)：1-165、調(diào)制方式：DSSS6、數(shù)據(jù)傳輸速率：250KBps7、通信距離：50m–70m8、射頻功率：0dbm9、發(fā)射電流：約28mA接收電流：約28mA10、信道接入方式：CSMA/CA11、通訊協(xié)議：標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15.4、ZigBee200612、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀、星狀13、數(shù)據(jù)加密：128-bitAES14、網(wǎng)絡(luò)傳輸深度：10跳15、單個(gè)網(wǎng)絡(luò)容量：65536個(gè)節(jié)點(diǎn)16、使用環(huán)境：（1）環(huán)境溫度：-40℃（2）相對(duì)濕度：不大于95%RH；（3）大氣壓力:80kPa～106kPa圖2.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)只需普通PC計(jì)算機(jī)即可，支持MicrosoftXP、2003、VISTA等操作系統(tǒng)。此外，只要PC可以連到互聯(lián)網(wǎng)就可以自動(dòng)的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，無需人為操作。分布式應(yīng)用軟件界面設(shè)計(jì)如下圖所示：圖2.5分布式應(yīng)用軟件界面設(shè)計(jì)圖系統(tǒng)軟件采用3層架構(gòu)模式：應(yīng)用層、數(shù)據(jù)邏輯處理層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層。加上硬件設(shè)備層及接口層：數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)采集層。整個(gè)系統(tǒng)可以分為5個(gè)結(jié)構(gòu)層次。功能模塊設(shè)計(jì)圖如下圖所示：圖2.6系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)圖本系統(tǒng)結(jié)合最新的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和因特網(wǎng)技術(shù)，針對(duì)傳統(tǒng)醫(yī)藥行業(yè)的監(jiān)控需求開發(fā)具有前瞻意義的新型系統(tǒng)，創(chuàng)新性的應(yīng)用無線傳感器技術(shù)，為新一代的信息技術(shù)革命奠定基礎(chǔ)。下圖為系統(tǒng)整體構(gòu)成圖。圖2.6系統(tǒng)整體構(gòu)成圖四、設(shè)計(jì)思想依據(jù)（文獻(xiàn)、或者專利，或發(fā)明等）迄今為止，在我們的市場(chǎng)資料檢索和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)調(diào)查結(jié)果中，目前國內(nèi)尚無與本項(xiàng)目產(chǎn)品技術(shù)相同的技術(shù)產(chǎn)品。我們的市場(chǎng)資料檢索范圍包括：《國家科技成果網(wǎng)》1985－至今 《中國科學(xué)技術(shù)成果數(shù)據(jù)庫》1985－至今《中國專利數(shù)據(jù)庫》1985－至今《萬方數(shù)據(jù)資源系統(tǒng)》1980－至今《中國學(xué)術(shù)會(huì)議論文數(shù)據(jù)庫》（CDDB）1986－至今《中文科技期刊數(shù)據(jù)庫》1989－至今《中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》（CDDB）1999－至今《中國優(yōu)秀碩士論文學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》1999－至今《中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫》2000－至今《中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫》2000－至今《維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫》1989－至今《中國科技成果交易信息數(shù)據(jù)庫》（NDSTRTI）1985－至今《中國新產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫》（XCP）1996－至今《中國1995-1996重要成果數(shù)據(jù)庫》（ZYCG）1995－1996《中國科技論文統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫》（CSTP）1989－至今《中國科技論文引文分析數(shù)據(jù)庫》（CSTY）1989－至今《1989-1999年國家科技獎(jiǎng)勵(lì)項(xiàng)目初評(píng)結(jié)果庫》（CP98，CP99）1998－至今《國家及授獎(jiǎng)項(xiàng)目庫》（SJXMK）1993－至今《火炬項(xiàng)目庫》（HJJH）1996－至今《中國機(jī)械工程文摘數(shù)據(jù)庫》（JIXIE）1985－至今《中國計(jì)算機(jī)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫》（JSJ）1995－至今《中國光纖通信文獻(xiàn)庫》（WY）1992－至今《計(jì)量測(cè)試科技文獻(xiàn)庫》（JLCS）1990－至今《中國期刊全文數(shù)據(jù)庫》（CNKI-CJFD）1979－至今《中國科研機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)庫》（CSI）《中國企業(yè)公司及產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫》（CECDB）《中國高新技術(shù)企業(yè)數(shù)據(jù)庫》（CNHEDB）《國家科技圖書文獻(xiàn)中心數(shù)據(jù)庫》《中國國防信息中心檢索系統(tǒng)》本項(xiàng)目技術(shù)屬創(chuàng)新技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用研發(fā)，基于以上思想，本公司決定利用自身強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢(shì)，使技術(shù)盡快轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，推向市場(chǎng)，為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與技術(shù)的價(jià)值。主要技術(shù)與性能指標(biāo)本項(xiàng)目主要技術(shù)與性能指標(biāo)如下：濕度檢測(cè)范圍：0～100%RH濕度檢測(cè)精度：±3%RH溫度檢測(cè)范圍：-40～+123.8溫度檢測(cè)精度：±0.5工作頻段：2.4-2.475GHz接收靈敏度：－94dBm信道數(shù)：1-16數(shù)據(jù)傳輸速率：250KBps通信距離：50m–70m射頻功率：0dbm發(fā)射電流：約28mA接收電流：約28mA休眠電流：20uA以下信道接入方式：CSMA/CA通訊協(xié)議：標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15.4、ZigBee2006網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀、星狀數(shù)據(jù)加密：128-bitAES網(wǎng)絡(luò)傳輸深度：10跳單個(gè)網(wǎng)絡(luò)容量：65536個(gè)節(jié)點(diǎn)注釋：項(xiàng)目所依據(jù)的技術(shù)原理，包括文獻(xiàn)、專利，或發(fā)明等（對(duì)于中醫(yī)藥領(lǐng)域，應(yīng)包括立項(xiàng)依據(jù)，即組方依據(jù)及中醫(yī)藥理論、藥學(xué)研究總體方案，藥理毒理研究總體方案、臨床研究方案等）。二、項(xiàng)目國內(nèi)外研究開發(fā)現(xiàn)狀項(xiàng)目國內(nèi)外研究開發(fā)現(xiàn)狀傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種新型的信息獲取系統(tǒng)，具有極其廣闊的應(yīng)用前景。在民用領(lǐng)域，傳感器網(wǎng)絡(luò)可用于探測(cè)、安全、空中交通管制、道路交通監(jiān)視、工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、分布式機(jī)器人、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、住宅安全監(jiān)測(cè)等方面。在軍事領(lǐng)域，傳感器網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于國土安全、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視、戰(zhàn)場(chǎng)偵察、目標(biāo)定位、目標(biāo)識(shí)別、目標(biāo)跟蹤等方面。在美國自然科學(xué)基金委員會(huì)的推動(dòng)下，美國加州大學(xué)伯克力分校、麻省理工學(xué)院、康奈爾大學(xué)、加州大學(xué)洛杉磯分校等學(xué)校開始了傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)的研究。英國、日本、意大利等國家的一些大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)也紛紛開展了該領(lǐng)域的研究工作。中國的許多高校及科研機(jī)構(gòu)(如中科院自動(dòng)化所、清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等)也開始了對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究。目前的研究主要集中在傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信協(xié)議的研究上，也開展了一些感知數(shù)據(jù)查詢處理技術(shù)的研究，取得了一些初步研究結(jié)果。(1)傳感器網(wǎng)絡(luò)方面的研究加州大學(xué)伯克力分校提出了應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)連通性重構(gòu)傳感器位置的方法，并研制了一個(gè)傳感器操作系統(tǒng)——TinyOS。加州大學(xué)洛杉磯分校開發(fā)了一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模擬環(huán)境，用于考察傳感器網(wǎng)絡(luò)各方面的問題。南加州大學(xué)提出了在生疏環(huán)境部署移動(dòng)傳感器的方法、傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視結(jié)構(gòu)及其聚集函數(shù)計(jì)算方法、節(jié)省能源的計(jì)算聚集的樹構(gòu)造算法等。麻省理工學(xué)院開始研究超低能源無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的問題，試圖解決超低能源無線傳感器系統(tǒng)的方法學(xué)和技術(shù)問題。(2)傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的研究人們首先對(duì)已有的因特網(wǎng)和自組織無線網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)這些協(xié)議不適用于傳感器網(wǎng)絡(luò)?？的螤柎髮W(xué)、南加州大學(xué)等很多大學(xué)開展了傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的研究，先后提出了幾類新的通信協(xié)議，包括基于談判類協(xié)議(如SPIN-PP協(xié)議、SPIN-EC協(xié)議、SPIN-BC協(xié)議、SPIN-RL協(xié)議)、定向發(fā)布類協(xié)議、能源敏感類協(xié)議、多路徑類協(xié)議、傳播路由類協(xié)議、介質(zhì)存取控制類協(xié)議、基于Cluster的協(xié)議、以數(shù)據(jù)為中心的路由算法。(3)感知數(shù)據(jù)查詢處理技術(shù)研究康奈爾大學(xué)在感知數(shù)據(jù)查詢處理技術(shù)方面開展的研究工作較多。他們研制了一個(gè)測(cè)試感知數(shù)據(jù)查詢技術(shù)性能的COUGAR系統(tǒng)，探討了如何把分布式查詢處理技術(shù)應(yīng)用于感知數(shù)據(jù)查詢的處理。加州大學(xué)伯克力分校研究了傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)查詢技術(shù)，提出了實(shí)現(xiàn)可動(dòng)態(tài)調(diào)整的連續(xù)查詢的處理方法和管理傳感器網(wǎng)絡(luò)上多查詢的方法，并研制了一個(gè)感知數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)TinyDB[11]。南加州大學(xué)研究了傳感器網(wǎng)絡(luò)上的聚集函數(shù)的計(jì)算方法，提出了節(jié)省能源的計(jì)算聚集的樹構(gòu)造算法，并通過實(shí)驗(yàn)證明了無線通信機(jī)制對(duì)聚集計(jì)算的性能有很大的影響。(4)測(cè)溫技術(shù)研究目前，國內(nèi)外測(cè)溫系統(tǒng)采用的還是有線測(cè)溫設(shè)備，由溫度傳感器、分線器、測(cè)溫機(jī)和監(jiān)控主機(jī)等組成，各部件之間采用電纜連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并采用交流電源直接供電。這種系統(tǒng)布線（包括數(shù)據(jù)線和電源線）復(fù)雜、維護(hù)困難、成本高。在項(xiàng)目實(shí)施、系統(tǒng)安裝過程中這些問題突現(xiàn)得更為明顯。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)ZigBee技術(shù)得到越來越廣泛的研究和開發(fā)，目前各廠芯片廠商對(duì)ZigBee這種技術(shù)都較為看好。ZigBee無線技術(shù)正在市場(chǎng)上風(fēng)起云涌。將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中亦已成為勢(shì)不可擋的趨勢(shì)，無線網(wǎng)絡(luò)不僅可以提供更大的靈活性、流動(dòng)性，還可省去花在綜合布線上的費(fèi)用和精力?；跓o線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無線測(cè)溫系統(tǒng)是一種集溫濕度信號(hào)采集、大容量存儲(chǔ)、無線射頻發(fā)送、LED（或LCD）動(dòng)態(tài)顯示、控制與通信等功能于一體的創(chuàng)新型系統(tǒng)。注釋：項(xiàng)目國內(nèi)外研究開發(fā)現(xiàn)狀，包括國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的研究、開發(fā)現(xiàn)狀的介紹、分析。三、項(xiàng)目主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)1、項(xiàng)目主要內(nèi)容及技術(shù)路線項(xiàng)目技術(shù)路線描述本項(xiàng)目綜合運(yùn)用環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)、嵌入式單片機(jī)技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，研究開發(fā)基于ZigBee技術(shù)平臺(tái)的無線布網(wǎng)，無線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控的新型無線遠(yuǎn)程溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，通過網(wǎng)關(guān)連接到計(jì)算機(jī)進(jìn)行局部實(shí)時(shí)監(jiān)控，并通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程環(huán)境實(shí)時(shí)智能監(jiān)控。研發(fā)內(nèi)容主要包括的設(shè)備和軟件系統(tǒng)分別為溫濕度無線采集節(jié)點(diǎn)、溫濕度無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)、溫濕度無線監(jiān)控應(yīng)用軟件、溫濕度無線遠(yuǎn)程web服務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)等。項(xiàng)目涉及硬件、軟件、無線射頻通信、嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等多方面研發(fā)內(nèi)容和任務(wù)。本項(xiàng)目主要研究的關(guān)鍵技術(shù)1.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的配置問題，數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆酚蓡栴}，及網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和可靠性問題，為系統(tǒng)安裝部署提供最優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)保障。2.zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù)：針對(duì)具體應(yīng)用環(huán)境，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層，提高協(xié)議層在復(fù)雜環(huán)境下的健壯性。3.無線自組網(wǎng)技術(shù)：實(shí)現(xiàn)智能化組網(wǎng)及通信，可以進(jìn)行自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)配置，快速實(shí)現(xiàn)安裝部署。4.低功耗單片機(jī)技術(shù)：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)超長運(yùn)行時(shí)間，降低系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)成本。5.無線射頻抗干擾技術(shù)：增加無線抗干擾能力，解決多徑干擾、背景輻射干擾，提高信道抗干擾能力和可靠性。6.遠(yuǎn)程分布式web服務(wù)技術(shù)：提供可靠、安全、便捷的遠(yuǎn)程web服務(wù)，提升信息化服務(wù)水平。遠(yuǎn)程智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)中心、環(huán)境管理應(yīng)用系統(tǒng)、地理信息管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)所組成。它是智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的管理與調(diào)度指揮中心。監(jiān)控中心以大屏幕為核心，配備專用機(jī)房，大屏幕采用背投式（DLP）技術(shù)，交換機(jī)和服務(wù)器可以考慮充分利用已有的資源。服務(wù)器從功能上可分為：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、數(shù)據(jù)備份服務(wù)器、接收服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器，及圖形工作站等。另外還需要配置大功率的UPS（不間斷電源），來應(yīng)對(duì)突然停電對(duì)監(jiān)控的影響。并建立地理信息系統(tǒng)、能夠?qū)h(huán)境質(zhì)量和污染源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與地理信息系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，為環(huán)境管理提供便捷服務(wù)、具有環(huán)境質(zhì)量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)功能、具有環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)與控制調(diào)度指揮功能。硬件部分：溫濕度無線采集節(jié)點(diǎn)其它傳感器采集節(jié)點(diǎn)（水量、雨量、氣體質(zhì)量、噪聲、放射源、污染源劑量及位置等）ZIGBEE無線網(wǎng)絡(luò)中繼器ZIGBEE無線網(wǎng)關(guān)ZIGBEE-GPRS模塊ZIGBEE-485模塊ZIGBEE-TCP/IP模塊ZIGBEE-TD模塊ZIGBEE-WIFI模塊軟件部分：軟件平臺(tái)分為五個(gè)層次，分別是網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用管理層、應(yīng)用執(zhí)行層、應(yīng)用服務(wù)層、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)印＼浖脚_(tái)層次結(jié)構(gòu)如圖4.3所示。第一層，也就是軟件平臺(tái)層次結(jié)構(gòu)的最底層，是硬件資源驅(qū)動(dòng)程序?qū)?，是一般意義下的應(yīng)用程序編程接口API。第二層，是應(yīng)用服務(wù)層，它實(shí)現(xiàn)公共服務(wù)的按類綜合，如硬件資源管理器服務(wù)、綜合數(shù)據(jù)庫操作、故障診斷、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(網(wǎng)絡(luò)打印、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫操作)、公用數(shù)據(jù)處理算法等，形成即插即用的軟構(gòu)件。第二層是軟件平臺(tái)應(yīng)用程序的編程接口API。第三層，是應(yīng)用執(zhí)行層，它由一系列的可執(zhí)行的應(yīng)用程序組成，實(shí)現(xiàn)軟件平臺(tái)的各項(xiàng)功能。第四層，是應(yīng)用管理層，它實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的管理與任務(wù)調(diào)度，其面向用戶的是具有Windows風(fēng)格的鼠標(biāo)點(diǎn)擊多級(jí)菜單或圖標(biāo)，它也是軟件平臺(tái)的用戶使用界面。第五層，是網(wǎng)絡(luò)層，它實(shí)現(xiàn)各級(jí)用戶遠(yuǎn)程查詢、控制和管理遠(yuǎn)程設(shè)備狀態(tài)，并進(jìn)行所需相應(yīng)功能操作。主要解決的關(guān)鍵性問題：無線傳感器超容量網(wǎng)絡(luò)問題和zigbee網(wǎng)絡(luò)同步休眠問題。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在大規(guī)模和大容量環(huán)境中的實(shí)際應(yīng)用仍需要不斷的技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，這在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中尤為重要，更是未來實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用的基石。Zigbee同步休眠，對(duì)于系統(tǒng)的使用壽命、運(yùn)行維護(hù)成本都極為關(guān)鍵，可以提高在實(shí)際產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中的可行性和時(shí)效性。項(xiàng)目設(shè)計(jì)主要包括：項(xiàng)目立項(xiàng)、項(xiàng)目可行性分析、項(xiàng)目研發(fā)計(jì)劃、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì)、嵌入式程序設(shè)計(jì)、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、硬件調(diào)試測(cè)試、嵌入式程序調(diào)試、產(chǎn)品組裝調(diào)試、應(yīng)用程序調(diào)試、系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試、實(shí)際環(huán)境拷機(jī)測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試報(bào)告、項(xiàng)目文檔編寫、項(xiàng)目驗(yàn)收等。附圖1產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程圖產(chǎn)品生產(chǎn)主要包括：元器件采購、元器件檢驗(yàn)、元器件入庫、元器件出庫、委托制版、貼片焊接、產(chǎn)品硬件測(cè)試、委托外殼加工、產(chǎn)品外殼檢驗(yàn)、產(chǎn)品組裝、產(chǎn)品單機(jī)測(cè)試、產(chǎn)品系統(tǒng)測(cè)試、產(chǎn)品老化實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)品包裝、產(chǎn)品存庫、產(chǎn)品出廠等。附圖2產(chǎn)品工藝流程圖產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如下：主要有采集節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。采集節(jié)點(diǎn)的外形尺寸圖如附圖2，3采集節(jié)點(diǎn)外殼尺寸圖上標(biāo)記公司，是感應(yīng)溫濕度透氣孔，代表公司項(xiàng)目編號(hào)，標(biāo)識(shí)采集節(jié)點(diǎn)編號(hào)，外殼側(cè)面的是控制電源通斷的開關(guān)。網(wǎng)關(guān)的外形尺寸圖如附圖5網(wǎng)關(guān)外殼上中心黃色區(qū)域是監(jiān)控界面顯示屏，是操作控制顯示界面的按鍵部分，通過最頂端的透出的天線部分與采集節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。附圖3采集節(jié)點(diǎn)側(cè)面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖附圖4采集節(jié)點(diǎn)正面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖附圖5網(wǎng)關(guān)正面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖注釋：描述申報(bào)項(xiàng)目研究開發(fā)的內(nèi)容及涉及的關(guān)鍵技術(shù)、主要解決的關(guān)鍵問題；技術(shù)路線描述包括工藝流程圖、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖、框架圖等。2、項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)理論創(chuàng)新應(yīng)用創(chuàng)新創(chuàng)新性的應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)融入到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式中，并且技術(shù)理論聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，創(chuàng)新性的應(yīng)用結(jié)合醫(yī)藥生產(chǎn)、流通行業(yè)、水利、森林防火、災(zāi)害預(yù)報(bào)、交通、工業(yè)中的環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)與因特網(wǎng)的有機(jī)結(jié)合，很好的詮釋了無處不在的網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于行業(yè)應(yīng)用提出了新的信息化應(yīng)用模式?；跓o線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗、低速率、低成本、無線網(wǎng)絡(luò)化通信的特性，結(jié)合醫(yī)藥、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè)深入信息化的迫切需求，發(fā)展創(chuàng)新技術(shù)模式的智能化行業(yè)信息化建設(shè)，切實(shí)通過技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新提高傳統(tǒng)行業(yè)的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)力及信息化水平。初步的實(shí)現(xiàn)了新興物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用模式，這將對(duì)新的信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合產(chǎn)生具有深遠(yuǎn)而廣泛的影響。創(chuàng)新性的應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相融合的信息網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)發(fā)展模式，實(shí)現(xiàn)了人們通過網(wǎng)絡(luò)去獲取物理世界的信息渠道的拓展。結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，信息網(wǎng)絡(luò)勢(shì)必將從互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到更為寬泛的物聯(lián)網(wǎng)，從地球村概念到智慧的地球，這將大大改變?nèi)藗儸F(xiàn)有的生產(chǎn)、生活的方式。應(yīng)用創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的信息世界，必將對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命、生產(chǎn)力發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用，必將引發(fā)信息時(shí)代革命的新浪潮。我們的應(yīng)用創(chuàng)新主要集中在以下幾點(diǎn)：低成本的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與實(shí)際產(chǎn)業(yè)相結(jié)合：拓展了產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的信息渠道，為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提供更加全面、細(xì)致的信息化服務(wù)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)相融合：催生物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用模式，結(jié)合智能化處理技術(shù)，為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)信息化注入新的動(dòng)力。產(chǎn)業(yè)信息化方案的拓展挖掘：將生產(chǎn)過程當(dāng)中的所有的環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)更加信息化、智能化的處理，徹底解放產(chǎn)業(yè)信息化瓶頸的束縛。我們結(jié)合前沿技術(shù)和行業(yè)實(shí)體應(yīng)用催化出新的產(chǎn)業(yè)信息化應(yīng)用模式和架構(gòu)，促使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向更加高效化、信息化、智能化發(fā)展，在節(jié)能減排、工業(yè)信息化、農(nóng)業(yè)信息化有著巨大的推動(dòng)作用。技術(shù)創(chuàng)新工藝創(chuàng)新結(jié)構(gòu)創(chuàng)新注釋：描述項(xiàng)目在理論創(chuàng)新、應(yīng)用創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新等方面的創(chuàng)新點(diǎn)。要用技術(shù)語言，盡可能多的用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)技術(shù)創(chuàng)新性進(jìn)行描述，要有數(shù)據(jù)分析、對(duì)比，要有新舊技術(shù)、結(jié)構(gòu)或工藝對(duì)比。第三章、項(xiàng)目技術(shù)成熟度一、項(xiàng)目技術(shù)成熟性項(xiàng)目目前所處階段現(xiàn)階段本項(xiàng)目直接參與人數(shù)項(xiàng)目產(chǎn)品銷售情況中試12人無銷售關(guān)鍵技術(shù)成熟性分析（一）現(xiàn)有成熟關(guān)鍵技術(shù)：本項(xiàng)目所使用的相關(guān)核心技術(shù)已經(jīng)完成技術(shù)研發(fā)，相關(guān)核心產(chǎn)品已于2008年12月交付潛在用戶武漢同濟(jì)堂藥業(yè)公司使用，系統(tǒng)運(yùn)行可靠穩(wěn)定，環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確實(shí)時(shí)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查詢直觀便捷，極大的提高了管理信息化水平和效率，產(chǎn)品在試用過程中得到用戶的認(rèn)可。2009年1月至3月期間在中國人民解放軍61267部隊(duì)航材股航材倉庫試用，經(jīng)過試用表明溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)V1.0工作性能穩(wěn)定、運(yùn)行可靠，幫助其實(shí)現(xiàn)對(duì)航材倉庫溫濕度的自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、報(bào)警、調(diào)控及記錄、存儲(chǔ)、查詢等，實(shí)現(xiàn)對(duì)航材儲(chǔ)存條件的遠(yuǎn)程監(jiān)管，切實(shí)提高了監(jiān)管效能；2009年4月向北京中微航訊科技有限公司銷售20套電力熱故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)V1.0，2009年3月，本項(xiàng)目經(jīng)中國計(jì)量科學(xué)研究院檢測(cè)校準(zhǔn)，各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)均超過國家校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，完全達(dá)到NIM-ZY-RG-JC-122檢測(cè)實(shí)施細(xì)則。（二）已攻克關(guān)鍵技術(shù)：本項(xiàng)目已經(jīng)攻克的關(guān)鍵技術(shù)有：1.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；2.zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù)；3.無線自組網(wǎng)技術(shù)；4.低功耗單片機(jī)技術(shù)；5.無線射頻抗干擾技術(shù)；6.遠(yuǎn)程分布式web服務(wù)技術(shù)；單獨(dú)的技術(shù)功能已經(jīng)完成測(cè)試，集成化測(cè)試進(jìn)展順利，預(yù)計(jì)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。（三）待研究關(guān)鍵技術(shù)：目前本項(xiàng)目待研究的關(guān)鍵技術(shù)主要集中在以下兩方面：（1）無線傳感器超容量網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；（2）zigbee網(wǎng)絡(luò)同步休眠技術(shù)。注釋：關(guān)鍵技術(shù)成熟性分析：包括采用的現(xiàn)有成熟關(guān)鍵技術(shù)、已攻克的關(guān)鍵技術(shù)、待研究的關(guān)鍵技術(shù)等。須填寫項(xiàng)目產(chǎn)品是否經(jīng)過試用（已試用、尚未試用）、代表性的試用單位及試用時(shí)間、代表性的用戶意見；項(xiàng)目產(chǎn)品是否通過技術(shù)檢測(cè)（已檢測(cè)、尚未檢測(cè)）、檢測(cè)單位、檢測(cè)意見、檢測(cè)時(shí)間；項(xiàng)目產(chǎn)品是否通過技術(shù)鑒定（已鑒定、尚未鑒定）、鑒定單位、鑒定意見、鑒定時(shí)間；項(xiàng)目產(chǎn)品是否已取得相關(guān)行業(yè)許可認(rèn)證證書（已取得、未取得、不用取得）、其中已取得：認(rèn)證證書的名稱、認(rèn)證單位、發(fā)證時(shí)間、有限期限；未取得：是否已提出申請(qǐng)、提出時(shí)間、欲獲得的許可認(rèn)證名稱、預(yù)計(jì)獲得時(shí)間。項(xiàng)目是否獲得其它國家或部門（省部級(jí)以上）計(jì)劃的支持（已獲得、尚未獲得）、其中已取得：計(jì)劃的名稱、獲得支持的時(shí)間。二、項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施項(xiàng)目技術(shù)實(shí)現(xiàn)主要面臨的風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施作為從事高新技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)與推廣的軟件企業(yè)，由于公司成立時(shí)間不長，規(guī)模仍較小，抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力較弱，但我們?cè)谶M(jìn)行項(xiàng)目投入研發(fā)之前會(huì)進(jìn)行充分的調(diào)研，充分論證和評(píng)估各種風(fēng)險(xiǎn)對(duì)公司的影響。目前本項(xiàng)目的實(shí)施可能會(huì)給公司未來發(fā)展所帶來的風(fēng)險(xiǎn)以及面對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)我公司所采取的措施主要體現(xiàn)在以下幾方面：（一）政策性風(fēng)險(xiǎn)政策風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在：①產(chǎn)業(yè)政策變動(dòng)可能引致的風(fēng)險(xiǎn)本公司產(chǎn)品均為高新技術(shù)產(chǎn)品，發(fā)展方向符合國家的產(chǎn)業(yè)政策。但電子信息行業(yè)的發(fā)展極為迅速，國家可能出臺(tái)新的行業(yè)政策以對(duì)這些行業(yè)的發(fā)展加以宏觀調(diào)控。如果有關(guān)政策未來發(fā)生不利于本公司經(jīng)營的變化，則有可能對(duì)公司的生產(chǎn)經(jīng)營造成不利的影響。面對(duì)上述風(fēng)險(xiǎn)，公司將采取以下措施：本公司將緊密關(guān)注國家有關(guān)行業(yè)政策的發(fā)展動(dòng)向，在健全公司決策程序的基礎(chǔ)上，努力保證公司決策的預(yù)見性和正確性，防范和化解有關(guān)行業(yè)政策變動(dòng)給公司經(jīng)營帶來的風(fēng)險(xiǎn)。②稅收政策變動(dòng)可能引致的風(fēng)險(xiǎn)由于本公司現(xiàn)在暫時(shí)未被認(rèn)定為高新技術(shù)企業(yè)，如果國家對(duì)企業(yè)所得稅的稅收優(yōu)惠政策有所調(diào)整，本公司的凈利潤水平將受到一定程度的影響。面對(duì)以上稅收政策變動(dòng)可能導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)，本公司將采取以下措施來規(guī)避由此造成的風(fēng)險(xiǎn)：本公司將繼續(xù)保持和加強(qiáng)自身的科技開發(fā)和創(chuàng)新能力，努力保持技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提高經(jīng)營管理水平，通過擴(kuò)大規(guī)模，降低成本，提高產(chǎn)品附加值，增強(qiáng)公司整體盈利能力。同時(shí)，加大國外市場(chǎng)開拓力度，努力提高公司整體盈利水平，積極參與國家對(duì)高新技術(shù)企業(yè)稅收政策的研究，目前公司可以享受北京市“雙軟企業(yè)”二免三減半的企業(yè)所得稅的優(yōu)惠政策，并于2009年5月參與國家高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定工作。（二）資金風(fēng)險(xiǎn)①研發(fā)資金投入不足風(fēng)險(xiǎn)本公司屬高新技術(shù)研發(fā)型企業(yè)，對(duì)技術(shù)研發(fā)投入資金需求量大，大部分項(xiàng)目的研發(fā)周期通常在二年左右，本項(xiàng)目計(jì)劃總投資560萬元，已累計(jì)完成投資161萬元，仍有399萬元的資金缺口。因此大量的前期研發(fā)資金投入可能會(huì)給公司帶來現(xiàn)金流不充裕的風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)上述研發(fā)資金投入不足風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)，本公司將采取以下措施來規(guī)避由此造成的風(fēng)險(xiǎn)：本公司在進(jìn)行項(xiàng)目技術(shù)研發(fā)前將充分作好市場(chǎng)與技術(shù)調(diào)研與論證工作，避免或減少技術(shù)投入失敗所造成的損失。公司還將通過拓展融資、強(qiáng)化經(jīng)營管理力度，加大產(chǎn)品銷售和資金回收力度，減少庫存和應(yīng)收帳款數(shù)額，加強(qiáng)事前控制，把握好采購成本、營業(yè)費(fèi)用和管理費(fèi)用等重點(diǎn)環(huán)節(jié)，保證資金的高效率運(yùn)用。同時(shí)本項(xiàng)目也將積極尋求國家財(cái)政資金的扶持，若能獲得國家的扶持，將可減輕本公司自籌資金的壓力，同時(shí)對(duì)公司其他技術(shù)與產(chǎn)品的銷售起到推動(dòng)作用，從而加快公司資金周轉(zhuǎn)效率，加快本項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。（三）市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)①科研成果產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程較慢和市場(chǎng)開發(fā)不足的風(fēng)險(xiǎn)本公司主要從事工業(yè)信息化智能化產(chǎn)品以及新技術(shù)的開發(fā)、研發(fā)與推廣。目前市場(chǎng)需求正以每年400%左右的速度在增長，據(jù)國家提供的數(shù)據(jù)顯示本項(xiàng)目產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模至2010年左右將達(dá)140億元左右。由于本公司產(chǎn)品還比較單一，一些科研成果尚處于中試和小批量生產(chǎn)階段，且從設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、中試到規(guī)模化生產(chǎn)往往過程較長，造成公司規(guī)?；a(chǎn)程度不高。因而本公司存在科研成果產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程較慢和市場(chǎng)開發(fā)不足的風(fēng)險(xiǎn)。這種風(fēng)險(xiǎn)一方面表現(xiàn)為本公司產(chǎn)品規(guī)模化程度不夠，另一方面表現(xiàn)在搶抓市場(chǎng)機(jī)遇和產(chǎn)品規(guī)模化方面存在企業(yè)發(fā)展資金不足導(dǎo)致市場(chǎng)推廣較為緩慢。本公司對(duì)上述風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了充分研究并取得了深刻認(rèn)識(shí)，擬采取以下措施：一方面，通過充分論證，在本公司已開發(fā)出的科研成果中，選擇具有發(fā)展前景的項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)?；l(fā)展，通過完善市場(chǎng)開發(fā)機(jī)制，迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，本項(xiàng)目是經(jīng)過充分