19、基于万物互联的智能尘埃网络在智慧城市安全保障中的应用前景

基于万物互联的智能尘埃网络在智慧城市安全保障中的应用前景

1. 引言

在当今万物互联（IoEE）的大环境下，智能尘埃结构及其应用正逐渐崭露头角。智能尘埃旨在为大规模分布式传感器网络打造一个毫米级的传感与通信平台，它是一种微型设备，具备传感器、计算能力、双向无线通信功能以及电源供应。

对微设备的研究始于1961年，当时首个硅压力传感器问世。微机电系统（MEMS）作为一项关键技术，能够构建微小的集成设备或系统。MEMS被定义为一个集成的微尺度系统，主要具备以下功能：
- 信号转换 ：实现物理刺激、事件和参数与电、机械和光信号之间的相互转换。
- 控制与处理 ：具备控制、诊断、信号处理和数据采集等功能，同时涵盖机电、电子、光学和生物组件的微尺度特性。
- 传感与驱动 ：承担驱动、传感和转换等角色。

2000年，MEMS光网络组件的制造成为一项重大发明。智能尘埃系统易于制造和维护，其组成的网状网络非常适合IoEE环境。在智慧城市中，智能尘埃网络可用于监测空气质量、电磁场、水污染、地震活动、闭路电视（CCTV）、交通控制等多种参数。

下面以一个适用于智慧城市监测的网状网络为例进行说明。该无线网络采用网状拓扑结构，在这种拓扑中，每个节点（mote）都是独立的。网络由MEMS节点通过网关与互联网通信，将环境数据发送至数据库，终端用户可访问数据库查看环境值。节点结构包含处理器、电池、与其他传感器的接口以及无线电发射器。

另外，还有一个基于ZigBee连接的无线传感器网络（WSN）系统用于实时监测，它由多个节点组成，