國際上一些大公司正設(shè)法使整個世界，以及世界上的一切事物都變得更加智能化。 

　　美國一家大型政府IT承包商國際科學應(yīng)用公司（Science Applications International Corp. ， SAIC）正在為美國國防部和國土安全部（Defense and Homeland Security Departments）開發(fā)一種技術(shù)。這種技術(shù)利用數(shù)以百計具有計算能力的無線傳感器來檢查可疑行為和危險貨物，并把警報發(fā)回指揮中心，以此來幫助保護美國領(lǐng)土、橋梁、電廠和船只等重點區(qū)域和重點設(shè)施。世界第二大獨立油品公司英國石油公司（BP）用無線傳感器取代了網(wǎng)絡(luò)中粗大而又笨重的有線傳感器。替換后，公司位于華盛頓的煉油廠對監(jiān)控設(shè)備的每次檢測成本從數(shù)千美元下降到了數(shù)百美元。 

　　惠普公司（HP）也正在美國田納西州孟菲斯的一家倉庫中試驗無線傳感器，以改進公司物流的管理辦法。這個試驗性無線網(wǎng)絡(luò)由采用圖像識別軟件的小型影音傳感器組成，并與無線射頻識別技術(shù)（RFID）相結(jié)合，共同確保存貨擺放在了正確位置。這些攝像機在貨物通過倉庫時會跟蹤拍攝，并將拍得的圖像與RFID標簽中記載的內(nèi)容匹配起來。 

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目前處于計算機網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域的前沿，并有可能發(fā)展成為一個新的數(shù)十億美元規(guī)模的高科技市場。如今，由美國軍方資助的學術(shù)研究機構(gòu)和一些創(chuàng)業(yè)公司都在分頭開展這方面的研究，跨國公司和全球最大的IT供應(yīng)商們也會最終將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)列入研發(fā)計劃。 

　　無線傳感器設(shè)備，或稱為“微塵傳感器（Mote）”，由以下組件構(gòu)成：帶有聯(lián)網(wǎng)功能及應(yīng)用軟件的電路板；可檢測溫度、壓力、濕度、光線、聲音或者磁性變化的傳感器界面；以及可以匯報探測情況的無線電收發(fā)裝置。所有這些設(shè)備，只需要一對AA電池供電。低成本的微型芯片、低功率的無線電收發(fā)裝置，加上無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這一切使得微塵傳感器完成了一次巨大的飛躍，遠遠超過了多年來用于測量各種事物（從建筑物溫度到工廠設(shè)備振動）的傳統(tǒng)傳感器。以前的傳感器需要連接到電子設(shè)備上，每個傳感器成本約200～400美元，并且服務(wù)費用也很高。而每個微塵傳感器，價值只有約100美元，安裝成本也要低得多。隨著微塵傳感器元件向著計算容量更大、性能更高和費用更低的方向逐步發(fā)展，這個價格在幾年內(nèi)有可能跌至十美元以下。 

　　微塵傳感器技術(shù)的一大突破在于一種特殊的“網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)（Mesh Networking）”軟件。在這個網(wǎng)絡(luò)上的傳感器大部分都處于“睡眠”狀態(tài)。如果哪種設(shè)備產(chǎn)生了有價值的信息，那么這種器件就會被短暫“喚醒”，然后把該信息傳達至咫尺之遙的最近設(shè)備。這里采用了一種“戽鏈式（Bucket Brigade）”電子結(jié)構(gòu)，通過微塵傳感器之間的相互傳遞來逐步移動數(shù)據(jù)，直至傳遞到可對這些數(shù)據(jù)進行存儲分析的中央計算機，而不是采用各個傳感器分別傳遞其信息至遠程基站的方式。如果有的傳感器無法傳輸數(shù)據(jù)，內(nèi)嵌式邏輯會利用其鄰近傳感器的信息代替故障傳感器以進行準確的數(shù)據(jù)傳輸?！皢拘选眰鬏敼δ芊浅Ｖ匾?。由于所有的設(shè)備都能保存能量，這種網(wǎng)絡(luò)在無人值守的情況下，可以在工作場所或者數(shù)據(jù)需要不斷傳輸?shù)膱龊鲜褂煤荛L時間。 

　　“這種技術(shù)帶來了重大變革。”國際科學應(yīng)用公司部門經(jīng)理湯姆·塞里諾（Tom Sereno）說。 
　　在美國，只有2%的邊界線安裝了能夠檢測出非法越境車輛和人員的地面?zhèn)鞲衅?。而且，這些傳感器的壽命要短于塵埃網(wǎng)絡(luò)公司（Dust Networks Inc.）的無線微塵傳感器。國際科學應(yīng)用公司正在為這種無線微塵傳感器開發(fā)應(yīng)用軟件。塵埃網(wǎng)絡(luò)公司是一家剛起步的公司，由加州大學伯克利分校最初的研究成果孵化而來，并得到了美國國防部先進技術(shù)研究計劃署（Defense Advanced Research Projects Agency）的資助。這家公司把可檢測人員、車輛、聲音和運動的傳感器與帶有抓拍影像功能的微型攝影機的網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來，幫助確保邊界交叉口以及其他敏感區(qū)域的安全。國際科學應(yīng)用公司正在研究可用于船只或船運集裝箱的類似軟件，這種軟件可以通過小型遠程傳感器，檢測出核武器在運輸過程中放射出的射線，或檢測出試圖破壞橋梁的非法人員。“雖然很多功能在現(xiàn)實應(yīng)用中已經(jīng)被實現(xiàn)，但這些傳統(tǒng)的設(shè)備仍需要有人值守?！比镏Z說，“而我們公司的軟件，目的是使大多數(shù)設(shè)備實現(xiàn)自動化功能?！?nbsp;

　　與傳統(tǒng)的有線傳感器相比，這種微塵傳感器在成本節(jié)約上具有很大的潛力。在去年圣誕節(jié)期間，英國石油公司在美國華盛頓州的切里波因特（Cherry Point）煉油廠安裝了五臺無線傳感器，用來檢測巨型風扇中的溫度。公司新技術(shù)集團技術(shù)主管哈利·卡薩爾（Harry Cassar）表示，使用這種傳感器，每個測量點需要約1,000美元，而在一兩年之內(nèi)就可能降為500美元。公司在去年夏天測量油輪機艙狀態(tài)的一次試驗中，已達到每點測量成本500美元的目標。 

　　此外，英國石油公司還計劃未來使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)測工業(yè)設(shè)備和船只，遠程調(diào)控辦公大樓的照明和熱量，測試土壤中的污染物以及檢測化學物質(zhì)的貯存是否得當?！盁o線微塵傳感器技術(shù)，幾乎在我們的各項業(yè)務(wù)中都得到了應(yīng)用?！笨ㄋ_爾稱，“我們不會僅停留在幾十只或幾百只的使用規(guī)模。最終，這個數(shù)字將會數(shù)以千計?！?nbsp;

　　由于傳感器網(wǎng)絡(luò)可以和RFID一起使用，以更低的成本判斷和跟蹤貨物、設(shè)備或者危險化學品，因此，這種技術(shù)已經(jīng)逐漸引起了關(guān)注?！拔覀冾A(yù)計，這種IT技術(shù)將會走出數(shù)據(jù)中心，廣泛地應(yīng)用于眾多建筑物和工廠中?！被萜展矩撠烺FID的首席技術(shù)官（CTO）薩里爾·普拉丹（Salil Pradhan）說。他還補充說，學術(shù)界正在積極研究，努力降低RFID標簽和傳感器的成本和功耗，因此，“多傳感器融合”后的市場將非常巨大。 

　　將RFID和微塵傳感器結(jié)合起來使用的企業(yè)和組織，并不只是惠普公司一家。目前，美國航空航天局（NASA）也正準備在南加州的愛德華茲（Edwards）空軍基地使用智能傳感器和RFID標簽共同監(jiān)測危險化學品。 

　　迄今為止，多數(shù)試驗都比較簡單。但是，包括波音公司（Boeing）、雪佛龍-德士古公司(Chevron-Texaco)、霍尼韋爾公司 (Honeywell)、摩托羅拉公司(Motorola)及西門子公司（Siemens）等在內(nèi)的許多公司都在研究這項技術(shù)。日本科技巨頭富士通公司（Fujitsu Ltd）于2004年12月宣布，公司與美國施樂公司(Xerox)下屬的帕洛阿爾托（Palo Alto）研究中心簽署了一份研究協(xié)議，研究如何在建筑物上安裝聯(lián)網(wǎng)的地震傳感器，以及在汽車上安裝避免碰撞的無線傳感器等多項研究項目。印度洋海嘯之后，全球領(lǐng)導人在印尼雅加達舉行峰會，議程的首要事務(wù)就是計劃在印度洋構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)，以便對海底地震做出預(yù)警。不過，在未來幾年內(nèi)，供應(yīng)商最有可能在下述領(lǐng)域掘得第一桶金：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有可能成為一些大型公司常規(guī)維護和監(jiān)控操作的經(jīng)濟實惠的替代方案，比如，控制大樓周邊或者邊界處的照明，或者提供上述地方的安全等。 

　　例如，英特爾公司（Intel）已經(jīng)為美國俄勒岡的一家芯片制造廠安裝了200臺無線傳感器，用來監(jiān)控部分工廠設(shè)備的振動情況，并在測量結(jié)果超出規(guī)定時提供監(jiān)測報告。英特爾研究中心的主管助理漢斯·穆德爾（Hans Mulder）說，這項計劃目前雖然只涵蓋了工廠4,000種可測部件中的少數(shù)部件，但是效果卻非常顯著。如今，研究人員再也不需要每隔兩三個月就到每臺機器處來回巡視了。 

　　通用電氣公司(General Electric Corp.)最近對裝有傳感器的船運集裝箱進行了一項試驗，安裝了傳感器后，這些集裝箱能夠防止貨物被隨意翻動。另外，公司正在開發(fā)一種新產(chǎn)品，利用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)來保護公寓大樓和工業(yè)區(qū)。此外，美國最大的工程建筑公司貝克特營建集團公司(Bechtel，下稱“貝克特公司”)可能在一兩年內(nèi)開始測試基于 IEEE 802.15.4新標準的傳感器網(wǎng)絡(luò)，不需要程序員規(guī)定數(shù)據(jù)輸送路線，微塵傳感器就能自動接入到網(wǎng)絡(luò)中。貝克特公司已在一些項目（比如倫敦地鐵系統(tǒng)）中采用了無線傳感器，并希望能進一步應(yīng)用于智能建筑、國防建設(shè)和化學工廠等方面。公司基礎(chǔ)設(shè)施建筑經(jīng)理佛瑞德·威特林（Fred Wettling）表示：“這些應(yīng)用還僅僅是起步階段，未來的應(yīng)用預(yù)計將更加深入和廣泛。” 

　　市場研究機構(gòu)美國海港研究公司(Harbor Research)認為，到2008年，全球投入使用的無線傳感器將從20萬只左右上升到一億只，而無線傳感器的全球市場規(guī)模，將從今年的一億美元激增至2009年的十多億美元。 

　　無線傳感器這種技術(shù)如果要創(chuàng)造一個新市場，其收發(fā)的數(shù)據(jù)就必須方便地適用于各種已經(jīng)被廣泛使用的商用軟件。這樣，就需要制訂更多的行業(yè)標準，使軟件供應(yīng)商能采用統(tǒng)一的方式，從含有不同制造商生產(chǎn)的各種智能傳感器節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)中采集傳感器數(shù)據(jù)。研究人員同時還致力于將軟件植入傳感器中，使其在傳送數(shù)據(jù)到基站的時候，具有更強的選擇能力，并能精簡信息、節(jié)省更多功率。如果不是這樣，大型的傳感器網(wǎng)絡(luò)很快就會因為傳輸大量數(shù)據(jù)而占掉帶寬或耗盡電池能量，從而使自己和后臺計算機的功率消耗殆盡。 

　　無線傳感器傳送的大量數(shù)據(jù)都需要分析，這又創(chuàng)造了一個計算機系統(tǒng)和軟件的新興市場，許多大型技術(shù)供應(yīng)商和咨詢公司已經(jīng)加入到了激烈角逐中?；萜展尽H商業(yè)機器公司(IBM)、微軟公司(Microsoft)、思愛普軟件系統(tǒng)公司(SAP)和太陽計算機系統(tǒng)公司(Sun)等最近都成立了研究小組或產(chǎn)品研發(fā)機構(gòu)，來改進這些技術(shù)并使之市場化。例如，SAP公司正與英特爾公司以及一些其他企業(yè)共同合作，確保其應(yīng)用程序可吸收并分析傳感器數(shù)據(jù)。 SAP公司和英國石油公司還共同參與了一項歐盟資助的項目，計劃在今年建立“智能工程”。比如，存放不當就會自動發(fā)出報警信號的化學原料桶。 

　　科技巨頭們已經(jīng)把微塵傳感器市場拱手讓給了包括塵埃網(wǎng)絡(luò)公司在內(nèi)的一些公司。去年，塵埃網(wǎng)絡(luò)公司從美國中央情報局（CIA）的風險資金機構(gòu) In-Q-Tel公司—一家設(shè)立在麻省理工學院（MIT）的創(chuàng)業(yè)公司—那里獲得了風險投資，如今又吸引到了以太網(wǎng)投資商及3Com公司創(chuàng)始人鮑勃·梅特卡夫（Bob Metcalfe）的投資。石弓科技公司(Crossbow Technology Inc.)一直為英國石油公司提供傳感器，同時也為英特爾公司的項目提供傳感器。  

　　“我們沒有同這些創(chuàng)業(yè)公司競爭?！被萜展镜钠绽ふf。大型IT供應(yīng)商所專注的是另一塊市場。他們想要為微塵傳感器提供大量芯片，然后出售安裝服務(wù)，但他們的主要目標，還是在于為傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)新的應(yīng)用程序，并提供軟件和咨詢服務(wù)。目前看來傳感器領(lǐng)域最大的問題在于，缺少能一次性編制整個傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟件工具。 

　　“大型系統(tǒng)集成商和IBM公司在傳感器及其安裝上每掙一美元利潤，就會給傳感器數(shù)據(jù)管理創(chuàng)造出十美元利潤?！奔又荽髮W伯克利分校的電子工程和計算機科學教授克里斯·匹斯特（Kris Pister）這樣認為。匹斯特于2002年創(chuàng)建了塵埃網(wǎng)絡(luò)公司，并擔任首席技術(shù)官（CTO）。IBM公司計劃在下一個五年內(nèi)，在傳感器技術(shù)上投入2.5 億美元，并已建立了“傳感器和執(zhí)行器（Sensors and Actuators）”業(yè)務(wù)部門。IBM公司預(yù)測到2007年時，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的市場規(guī)模將達到60億美元，其中大部分收入將流向軟件，這些軟件能幫助設(shè)備更好地進行通訊，并且使客戶能更有效地利用傳感器所提供的數(shù)據(jù)。 

　　“傳感器只是無線設(shè)備生態(tài)系統(tǒng)的一部分。”微軟公司的高級研究員趙峰（Feng Zhao，音譯）這樣認為。他去年離開施樂公司帕洛阿爾托研究中心（PARC）后，加入了微軟公司。在華盛頓州雷德蒙德市微軟公司分部，他負責領(lǐng)導一支新的傳感器網(wǎng)絡(luò)研究小組。趙峰的試驗臺為112號大樓的P2停車層，那里裝有相當多的傳感器。 

　　這些傳感器對通過車庫門口的物體大小、速度和磁性進行監(jiān)測，然后對員工汽車的視頻圖像和磁性讀取器上獲取的數(shù)據(jù)進行三角測量分析。研究人員可以從遠程計算機登錄到相關(guān)網(wǎng)站，并使用標準Web編程技術(shù)查詢，分析當日的交通情況。趙峰說，這還只是適用于有限環(huán)境的研究樣品，“我們需要了解如何去組織這些系統(tǒng)，開發(fā)出有意義的應(yīng)用程序”，并運用到現(xiàn)實生活中。“為這些應(yīng)用程序編寫軟件是一件非常具有挑戰(zhàn)性的工作，這也許將是傳感器成為殺手級應(yīng)用的一塊絆腳石。” 

　　“在沒有變成殺手級應(yīng)用之前，這種傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就有點像互聯(lián)網(wǎng)的初始階段?！迸谅灏柾醒芯恐行挠嬎銠C科學實驗室經(jīng)理特里薩·蘭特（Teresa Lunt）認為。帕洛阿爾托研究中心有一個研究項目叫“智能事件（Smart Matter）”，項目的目的在于把傳感器植入環(huán)境中，并且中心已經(jīng)在美國國防部先進技術(shù)研究計劃署的資助下做過實驗，包括根據(jù)模擬軍用坦克特有的聲音，使用傳感器網(wǎng)絡(luò)對它進行跟蹤。 

　　蘭特認為，即使不考慮傳感器元件本身的價格，無線微塵傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署，目前的價格水平對多數(shù)大型網(wǎng)絡(luò)來說仍然遙不可及。 

　　但是，他們可以作為一種過渡產(chǎn)品，讓人們?nèi)ラ_發(fā)相關(guān)應(yīng)用，并爭取用更好的技術(shù)去取代他們?！八麄儯o線微塵傳感器）激發(fā)了人們的無窮想象力?！碧m特介紹道。 

　　傳感器的積極支持者們預(yù)計，終有一天，微塵傳感器會在高速公路上全面部署，幫助司機避免車輛相撞，橋梁上也會裝上微塵傳感器，監(jiān)視橋梁的受壓情況，另外，通過安裝了攝像機的網(wǎng)絡(luò)，還能從人群中辨別出恐怖分子。當然，傳感器要等到大紅大紫這一天，還有很長的路要走。  

　　政府資助刺激技術(shù)進步 

　　用于測量從室溫到廠房內(nèi)機械的震動等所有事物的遠程傳感器，已經(jīng)有數(shù)十年的開發(fā)歷史。近幾年來，隨著政府資金的投入，研究步伐開始加快。 

　　“政府的資助確實促進了這一技術(shù)的繁榮。”加州大學柏克利分校電子工程和計算機科學教授兼塵埃網(wǎng)絡(luò)公司首席技術(shù)官（CTO）克里斯·匹斯特（Kris Pister）說。他同時也是塵埃網(wǎng)絡(luò)公司的創(chuàng)始人，在2002年創(chuàng)建了這家公司。傳感器網(wǎng)絡(luò)在1997年開始興起。那時，匹斯特已經(jīng)進行了數(shù)年研究，希望能將微電子機械系統(tǒng)技術(shù)（MEMS）、傳統(tǒng)傳感器和無線通訊結(jié)合為一體。于是，他請求美國國防部先進技術(shù)研究計劃署資助他的研究項目“智能塵埃”。智能塵埃是一種能縮小到谷粒大小的微型傳感器設(shè)備?，F(xiàn)任英特爾公司副總裁大衛(wèi)·藤農(nóng)豪斯（David Tennenhouse）當時是該計劃署的管理人員，他為匹斯特提供了啟動資金。大衛(wèi)·庫勒（David Culler）編寫了軟件。他當時也是加州大學柏克利分校的計算機科學教授，后來供職于英特爾公司。 

　　在加州大學洛杉磯分校，計算機科學教授黛博拉·埃斯特林（Deborah Estrin）在2002年建立了嵌入式網(wǎng)絡(luò)化傳感中心（Embedded Networked Sensing），她獲得了十年4,000萬美元的國家科學基金（National Science Foundation）資助來研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)?！坝媱澥鹨呀?jīng)開始孵化大學中的原創(chuàng)性研究成果?！卑Ｋ固亓终f，“現(xiàn)在，科學機構(gòu)在積極推動這些孵化行為?！蹦壳把芯窟@個領(lǐng)域的，還包括麻省理工學院和密歇根大學（University of Michigan）等院校。 

　　美國其他一些政府機構(gòu)，例如能源部和交通運輸部也資助了傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究。交通運輸部資助汽車制造商研究將傳感器放置在轎車和卡車上，以避免相撞事故。交通運輸部也在探索如何把傳感器網(wǎng)絡(luò)與路、橋和跑道結(jié)合起來，準確播報關(guān)于駕駛和飛機著陸情況的信息，這個項目被稱為“智能運輸系統(tǒng)”。 

　　去年12月，美國聯(lián)邦通訊委員會（Federal Communications Commission）宣布，為將來的“避免相撞系統(tǒng)”預(yù)留了一個無線電頻段。高速公路上的傳感器可以利用這個頻段，傳輸信號，并提醒司機道路運行情況。交通運輸部正在弗吉尼亞州麥克林（McLean）的一個交叉路口進行這種測試。