漫谈WSN的发展之路

不过，由于许多人可能会在一个人潮拥挤的室内传递信息，因而引发了一个严重问题：如果使用者必须长久待在室内，那么如何维护这些节点呢？首先是电池电量必须足够，或是可充电，或是使用其它更好的替代品。此外干扰也是一大问题。这些问题都可能导致信息错误，因此包括数学家、标准制订者以及系统分析师们正在致力解决这个问题。无线宽频资源是有限的，而要得知节点位置是个困难，这些都是发展WSN必须面临的挑战。

因此，人们不得不对WSN的‘巨大’规模做出妥协。在实时通讯领域中，WSN经常延迟传递讯息。这是因为讯息只有在另一个传递范围内的节点能正常供电时才会被传送，而影响节点电源的原因有很多，也许是因为太阳刚好照射到了节点上的太阳能电池，并开始对其中的超级电容充电；或是热电引擎刚好能对一个供电引擎加热，此时节点才会开始运作。

因此，目前的发展趋势之一，是在每个节点中放置2~3个不同的能源采集装置。另外，亚硫醯氯锂(lithium thionyl chloride)电池由于储能时间长，可放置在节点中近20年之久，但它的应用可能非常有限──也许无法传递太多讯息。开发这种电池的厂商之一是Tadiran公司。

目前为止，所有WSN能搭载的数据封包都非常小，但Twitter告诉我们，小数据封包的总数据量可以达到极大水准。EnOcean公司因而提出了“无电线、无电池、无死角”的口号，其无线电发射灯的开关和其它控制单元已应用在10万座以上的建筑物中。其中一些应用是双向的，但尚未形成网状网络。EnOcean主要依靠采用电动力学的能量采集装置，这种装置搭载了超微型版本的自行车发电机。该公司同时使用太阳能发电和热电装置。而其它一些人则使用压电式装置，这一切，都在推动着无电池WSN的实现。

在一个拥挤的房间里，如果人们的音量够大、听力够好，那么互传讯息是很方便的。WSN节点所使用的芯片必须耗费更少的电力。不过，目前一些WSN使用的电池放电时间仅有几星期，如果想依靠能源采集技术来为电池充电，那么我们也必须体认到，目前几乎没有一种可充电电池的保证期限长达10年以上，它们的寿命往往要短得多。

不过，也有好消息，Dust Networks公司已经开发出了仅耗用90~300微瓦的WSN路由节点，而在网络边绿运作的节点甚至仅耗用30微瓦。同时一些超薄型振动能量采集器、透明薄膜太阳能电池和其它许多不同的能量采集装置，也让可供给20年电力的节点成为可能。

如同40年前的微芯片革命，今天，新的印刷电子带来了可仿真人类大脑突触的全新忆阻器电子装置。这也许意味着更低功耗。未来，我们也许能够在塑料薄膜甚至纸张等成本非常低的材质上以印刷制程制造采集器、电子和传感器电路，甚至是生物可分解物(biodegradable)或是透明装置等。举例来说，用于监测浮油污染或放置在动物中的监测器，在任务结束后都将分解成无害的物质。

作者：Peter Harrop

IDTechEx公司