國際上一些大公司正設法使整個世界，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）開發一種技術。這種技術利用數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，并把警報發回指揮中心，以此來幫助保護美國領土、橋梁、電廠和船只等重點區域和重點設施。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絡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控設備的每次檢測成本從數千美元下降到了數百美元。 

　　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。這個試驗性無線網絡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（RFID）相結合，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標簽中記載的內容匹配起來。 

　　無線傳感器網絡技術目前處于計算機網絡研究領域的前沿，并有可能發展成為一個新的數十億美元規模的高科技市場。如今，由美國軍方資助的學術研究機構和一些創業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供應商們也會最終將無線傳感器網絡列入研發計劃。 

　　無線傳感器設備，或稱為“微塵傳感器（Mote）”，由以下組件構成：帶有聯網功能及應用軟件的電路板；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裝置。所有這些設備，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裝置，加上無線聯網技術，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備振動）的傳統傳感器。以前的傳感器需要連接到電子設備上，每個傳感器成本約200～400美元，并且服務費用也很高。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展，這個價格在幾年內有可能跌至十美元以下。 

　　微塵傳感器技術的一大突破在于一種特殊的“網狀網絡（Mesh Networking）”軟件。在這個網絡上的傳感器大部分都處于“睡眠”狀態。如果哪種設備產生了有價值的信息，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備。這里采用了一種“戽鏈式（Bucket Brigade）”電子結構，通過微塵傳感器之間的相互傳遞來逐步移動數據，直至傳遞到可對這些數據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據，內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據傳輸。“喚醒”傳輸功能非常重要。由于所有的設備都能保存能量，這種網絡在無人值守的情況下，可以在工作場所或者數據需要不斷傳輸的場合使用很長時間。 

　　“這種技術帶來了重大變革。”國際科學應用公司部門經理湯姆·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傳感器。而且，這些傳感器的壽命要短于塵埃網絡公司（Dust Networks Inc.）的無線微塵傳感器。國際科學應用公司正在為這種無線微塵傳感器開發應用軟件。塵埃網絡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絡結合起來，幫助確保邊界交叉口以及其他敏感區域的安全。國際科學應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。“雖然很多功能在現實應用中已經被實現，但這些傳統的設備仍需要有人值守。”塞里諾說，“而我們公司的軟件，目的是使大多數設備實現自動化功能。” 

　　與傳統的有線傳感器相比，這種微塵傳感器在成本節約上具有很大的潛力。在去年圣誕節期間，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。公司新技術集團技術主管哈利·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，而在一兩年之內就可能降為500美元。公司在去年夏天測量油輪機艙狀態的一次試驗中，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絡來監測工業設備和船只，遠程調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的貯存是否得當。“無線微塵傳感器技術，幾乎在我們的各項業務中都得到了應用。”卡薩爾稱，“我們不會僅停留在幾十只或幾百只的使用規模。最終，這個數字將會數以千計。” 

　　由于傳感器網絡可以和RFID一起使用，以更低的成本判斷和跟蹤貨物、設備或者危險化學品，因此，這種技術已經逐漸引起了關注。“我們預計，這種IT技術將會走出數據中心，廣泛地應用于眾多建筑物和工廠中。”惠普公司負責RFID的首席技術官（CTO）薩里爾·普拉丹（Salil Pradhan）說。他還補充說，學術界正在積極研究，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和微塵傳感器結合起來使用的企業和組織，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標簽共同監測危險化學品。 

　　迄今為止，多數試驗都比較簡單。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）等在內的許多公司都在研究這項技術。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議，研究如何在建筑物上安裝聯網的地震傳感器，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，全球領導人在印尼雅加達舉行峰會，議程的首要事務就是計劃在印度洋構建傳感器網絡，以便對海底地震做出預警。不過，在未來幾年內，供應商最有可能在下述領域掘得第一桶金：無線傳感器網絡有可能成為一些大型公司常規維護和監控操作的經濟實惠的替代方案，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，用來監控部分工廠設備的振動情況，并在測量結果超出規定時提供監測報告。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，公司正在開發一種新產品，利用網狀網絡來保護公寓大樓和工業區。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”)可能在一兩年內開始測試基于 IEEE 802.15.4新標準的傳感器網絡，不需要程序員規定數據輸送路線，微塵傳感器就能自動接入到網絡中。貝克特公司已在一些項目（比如倫敦地鐵系統）中采用了無線傳感器，并希望能進一步應用于智能建筑、國防建設和化學工廠等方面。公司基礎設施建筑經理佛瑞德·威特林（Fred Wettling）表示：“這些應用還僅僅是起步階段，未來的應用預計將更加深入和廣泛。” 

　　市場研究機構美國海港研究公司(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如果要創造一個新市場，其收發的數據就必須方便地適用于各種已經被廣泛使用的商用軟件。這樣，就需要制訂更多的行業標準，使軟件供應商能采用統一的方式，從含有不同制造商生產的各種智能傳感器節點的網絡中采集傳感器數據。研究人員同時還致力于將軟件植入傳感器中，使其在傳送數據到基站的時候，具有更強的選擇能力，并能精簡信息、節省更多功率。如果不是這樣，大型的傳感器網絡很快就會因為傳輸大量數據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據都需要分析，這又創造了一個計算機系統和軟件的新興市場，許多大型技術供應商和咨詢公司已經加入到了激烈角逐中。惠普公司、國際商業機器公司(IBM)、微軟公司(Microsoft)、思愛普軟件系統公司(SAP)和太陽計算機系統公司(Sun)等最近都成立了研究小組或產品研發機構，來改進這些技術并使之市場化。例如，SAP公司正與英特爾公司以及一些其他企業共同合作，確保其應用程序可吸收并分析傳感器數據。 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出報警信號的化學原料桶。 

　　科技巨頭們已經把微塵傳感器市場拱手讓給了包括塵埃網絡公司在內的一些公司。去年，塵埃網絡公司從美國中央情報局（CIA）的風險資金機構 In-Q-Tel公司—一家設立在麻省理工學院（MIT）的創業公司—那里獲得了風險投資，如今又吸引到了以太網投資商及3Com公司創始人鮑勃·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。  

　　“我們沒有同這些創業公司競爭。”惠普公司的普拉丹說。大型IT供應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，但他們的主要目標，還是在于為傳感器網絡開發新的應用程序，并提供軟件和咨詢服務。目前看來傳感器領域最大的問題在于，缺少能一次性編制整個傳感器網絡的軟件工具。 

　　“大型系統集成商和IBM公司在傳感器及其安裝上每掙一美元利潤，就會給傳感器數據管理創造出十美元利潤。”加州大學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年創建了塵埃網絡公司，并擔任首席技術官（CTO）。IBM公司計劃在下一個五年內，在傳感器技術上投入2.5 億美元，并已建立了“傳感器和執行器（Sensors and Actuators）”業務部門。IBM公司預測到2007年時，無線傳感器網絡的市場規模將達到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據。 

　　“傳感器只是無線設備生態系統的一部分。”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，他負責領導一支新的傳感器網絡研究小組。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、速度和磁性進行監測，然后對員工汽車的視頻圖像和磁性讀取器上獲取的數據進行三角測量分析。研究人員可以從遠程計算機登錄到相關網站，并使用標準Web編程技術查詢，分析當日的交通情況。趙峰說，這還只是適用于有限環境的研究樣品，“我們需要了解如何去組織這些系統，開發出有意義的應用程序”，并運用到現實生活中。“為這些應用程序編寫軟件是一件非常具有挑戰性的工作，這也許將是傳感器成為殺手級應用的一塊絆腳石。” 

　　“在沒有變成殺手級應用之前，這種傳感器網絡技術就有點像互聯網的初始階段。”帕洛阿爾托研究中心計算機科學實驗室經理特里薩·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境中，并且中心已經在美國國防部先進技術研究計劃署的資助下做過實驗，包括根據模擬軍用坦克特有的聲音，使用傳感器網絡對它進行跟蹤。 

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

　　但是，他們可以作為一種過渡產品，讓人們去開發相關應用，并爭取用更好的技術去取代他們。“他們（無線微塵傳感器）激發了人們的無窮想象力。”蘭特介紹道。 

　　傳感器的積極支持者們預計，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，監視橋梁的受壓情況，另外，通過安裝了攝像機的網絡，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。  

　　政府資助刺激技術進步 

　　用于測量從室溫到廠房內機械的震動等所有事物的遠程傳感器，已經有數十年的開發歷史。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絡公司首席技術官（CTO）克里斯·匹斯特（Kris Pister）說。他同時也是塵埃網絡公司的創始人，在2002年創建了這家公司。傳感器網絡在1997年開始興起。那時，匹斯特已經進行了數年研究，希望能將微電子機械系統技術（MEMS）、傳統傳感器和無線通訊結合為一體。于是，他請求美國國防部先進技術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備。現任英特爾公司副總裁大衛·藤農豪斯（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·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年建立了嵌入式網絡化傳感中心（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絡。“計劃署已經開始孵化大學中的原創性研究成果。”埃斯特林說，“現在，科學機構在積極推動這些孵化行為。”目前研究這個領域的，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，例如能源部和交通運輸部也資助了傳感器網絡的研究。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絡與路、橋和跑道結合起來，準確播報關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”。 

　　去年12月，美國聯邦通訊委員會（Federal Communications Commission）宣布，為將來的“避免相撞系統”預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。