——訪實際參與開發的住友精密工業傳感器網絡事業室宮本哲（技術部門主任）
 
       最近，利用無線網絡連接傳感器并收集數據的傳感器網絡開始從研究階段進入了實用階段。傳感器網絡得到了哪些應用？為何在最近才開始得到應用？實際參與開發的住友精密工業傳感器網絡事業室宮本哲（技術部門主任）就今后的課題接受了記者采訪。

        問：利用無線的傳感器網絡的開發經歷了怎樣的過程？

        宮本：傳感器網絡成為關注焦點的契機是1998年～2001年開展的“SMARTDUST”（智能微塵）計劃。這是由美國國防部DARPA提供資金，以美國加州大學伯克利分校（UniversityofCaliforniaBerkeley）為中心開展的計劃，其目的是開發使用MEMS（MicroElectroMechanicalSystems）技術的超小型無線傳感器節點。就像“SMARTDUST”的名稱一樣，其最終目的是使超小型傳感器節點漂浮在空氣中收集周圍的環境信息，通過網絡傳輸至遠方。雖然還無法在空氣中漂浮，但現在已經開發出了體積僅為10mm3左右的微小傳感器節點樣機。

        之后，使用市售部件開發低成本普及型傳感器節點的計劃得到推進，美國CrossbowTechnology投產的傳感器網絡平臺“MICAMOTE”由此誕生。隨著普及型傳感器網絡平臺的問世，傳感器網絡的研究領域也開始向實際應用拓展，從中獲得的反饋推動了傳感器網絡平臺的進一步發展。

        由于最初是DARPA的計劃，因此在過去，掌握戰場情況等軍事色彩濃厚的應用為數較多，生態系統調查、工廠設備監控、人及物的跟蹤、防災等應用也在研究范圍之內。

        在日本國內，住友精密工業與Crossbow正在合作開發MOTE相關產品系統。在最初階段，大學和研究機構的采用較多，這2～3年間，商店和工廠的實際采用也有所增加。用途包括管理超市生鮮柜溫度的節能系統、用于辦公室和工廠節能的能源監控等。傳感器網絡還被應用于工廠自動化設備的控制，可以通過減少布線削減變更設置、布局帶來的施工成本。

        在海外，上述應用開展廣泛，由于寬闊的農場繁多，因此農場的環境監控采用了傳感器網絡。鑒于農業和室外需求較多，而且今后有望繼續增加，Crossbow在去年上市了面向此類用途的傳感器網絡產品“eKo”。該產品在日本也已上市，得到了農業類大學和研究機構的采用。

        “eKo”是配備防水機殼、干電池以及太陽能電池的傳感器節點，電池壽命長達數年，減少了更換電池的麻煩。在加利福尼亞的葡萄園中，該產品在土壤濕度測量方面發揮了優化灌溉的作用，使降低成本和提高葡萄品質同時得到了實現。除此之外，石油精煉廠的設備監控也采用了該產品。在難以確保電源供應的室外，無需布線即可覆蓋廣大區域的傳感器網絡非常適用。該產品的無線通信標準采用IEEE802.15.4。

        為何現在應用才開始拓展？

        問：拓展傳感器網絡的應用為何到如今才開始得到拓展？Crossbow的系統在本世紀初就已經配備了能夠借助微小內存容量運行的小型傳感器OS“TinyOS”，基本技術已大致完善。

        [$page]　　宮本：傳感器網絡應用開始得到開拓主要有3個理由：構成傳感器節點的硬件的發展、無線通信標準的建立、研究和樣機成果的積累。

        首先是構成傳感器節點的硬件的發展，如今，微控制器、無線IC和傳感器的低成本化、低功耗化程度越來越高。在大量生產時，1個模塊的成本甚至可以低于2000日元。由于利用傳感器網絡得到的效果因應用而異，因此，目標成本并不能統一決定，在大量應用之中，阻礙實用化的成本問題正逐一得到解決。通過降低功耗提高電池壽命的改進也在開展，在越來越多的情況下，電池壽命也和成本一樣不再對實用化構成阻礙。

        第二個是無線通信標準，隨著ZigBee使用的物理層——IEEE802.15.4于2003年制定完成，以足夠傳輸傳感器數據的250kbps的速度低功耗、無照使用無線成為了可能。電波法的技術標準適用證明只需模塊和傳感器節點取得即可，使用者無需取得認證。

        在此之前，傳感器數據傳輸使用微弱無線和特定小功率無線，存在著數據傳輸速度不足、無線IC編程復雜等問題。

        另外，由于IEEE802.15.4標準無線IC開始在各種產品中普及，因此，無線IC的成本還有望繼續