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编者按:“戽链式”微型无线联网传感器在未来将能随时随地监控任何事物。

  国际上一些大公司正设法使整个世界,以及世界上的一切事物都变得更加智能化。

  美国一家大型政府IT承包商国际科学应用公司(Science Applications International Corp. , SAIC)正在为美国国防部和国土安全部(Defense and Homeland Security Departments)开发一种技术。这种技术利用数以百计具有计算能力的无线传感器来检查可疑行为和危险货物,并把警报发回指挥中心,以此来帮助保护美国领土、桥梁、电厂和船只等重点区域和重点设施。世界第二大独立油品公司英国石油公司(BP)用无线传感器取代了网络中粗大而又笨重的有线传感器。替换后,公司位于华盛顿的炼油厂对监控设备的每次检测成本从数千美元下降到了数百美元。

  惠普公司(HP)也正在美国田纳西州孟菲斯的一家仓库中试验无线传感器,以改进公司物流的管理办法。这个试验性无线网络由采用图像识别软件的小型影音传感器组成,并与无线射频识别技术(RFID)相结合,共同确保存货摆放在了正确位置。这些摄像机在货物通过仓库时会跟踪拍摄,并将拍得的图像与RFID标签中记载的内容匹配起来。

  无线传感器网络技术目前处于计算机网络研究领域的前沿,并有可能发展成为一个新的数十亿美元规模的高科技市场。如今,由美国军方资助的学术研究机构和一些创业公司都在分头开展这方面的研究,跨国公司和全球最大的IT供应商们也会最终将无线传感器网络列入研发计划。

  无线传感器设备,或称为“微尘传感器(Mote)”,由以下组件构成:带有联网功能及应用软件的电路板;可检测温度、压力、湿度、光线、声音或者磁性变化的传感器界面;以及可以汇报探测情况的无线电收发装置。所有这些设备,只需要一对AA电池供电。低成本的微型芯片、低功率的无线电收发装置,加上无线联网技术,这一切使得微尘传感器完成了一次巨大的飞跃,远远超过了多年来用于测量各种事物(从建筑物温度到工厂设备振动)的传统传感器。以前的传感器需要连接到电子设备上,每个传感器成本约200~400美元,并且服务费用也很高。而每个微尘传感器,价值只有约100美元,安装成本也要低得多。随着微尘传感器元件向着计算容量更大、性能更高和费用更低的方向逐步发展,这个价格在几年内有可能跌至十美元以下。

  微尘传感器技术的一大突破在于一种特殊的“网状网络(Mesh Networking)”软件。在这个网络上的传感器大部分都处于“睡眠”状态。如果哪种设备产生了有价值的信息,那么这种器件就会被短暂“唤醒”,然后把该信息传达至咫尺之遥的最近设备。这里采用了一种“戽链式(Bucket Brigade)”电子结构,通过微尘传感器之间的相互传递来逐步移动数据,直至传递到可对这些数据进行存储分析的中央计算机,而不是采用各个传感器分别传递其信息至远程基站的方式。如果有的传感器无法传输数据,内嵌式逻辑会利用其邻近传感器的信息代替故障传感器以进行准确的数据传输。“唤醒”传输功能非常重要。由于所有的设备都能保存能量,这种网络在无人值守的情况下,可以在工作场所或者数据需要不断传输的场合使用很长时间。

  “这种技术带来了重大变革。”国际科学应用公司部门经理汤姆·塞里诺(Tom Sereno)说。

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