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无线传感器在战场侦察中的应用已经有几十年的历史了。在20世纪60年代的越南战争期间，美军使用名为“热带树”的无人值守传感器对付越南军队的补给线路。由于这条名为“胡志明小道”的补给线路处于热带雨林中，植被茂盛，常年多雨，美军的卫星与航空侦察手段都难以奏效，因此不得不改用地面传感器技术。“热带树”是一个由声音传感器与震动传感器组成的传感器系统，它被飞机空投到被观测区域，整个传感器插入地下，仅露出伪装成树枝的天线。当有人员或车辆从传感器的附近经过时，传感器将探测到目标发出的声音与震动信号，并自动通过无线信道向监控中心发出告警。监控中心对获得的感知数据进行处理，然后决定下一步的处置措施。
“热带树”无人值守传感器获得了良好的应用效果，促使美军进一步研制无人值守地面传感器（Unattended Ground Sensor，UGS）。图3-10给出了UGS外形及应用示意图。在UGS的基础上，美军又研制了远程战场监控传感器系统（REmotely Monitored BAttlefield Sensor System，REMBASS）。REMBASS使用的是远程监测传感器，由人工放置在被观测区域内。传感器记录被观测对象活动所引起的地面震动、声音、红外与磁场等物理量变化，并将这些信号经过本地节点预处理或直接发送到监视设备。监视设备对接收的信号进行解码、分类、统计、分析，并形成被检测对象活动的完整记录。此后，各国军方相继开展了各类无线传感器技术的研究与应用。
图3-10 UGS外形及应用示意图
从茫茫的太空到浩瀚的海洋，从复杂的工程系统到每个家庭，从宇宙飞船到我们手中的智能手机，传感器已无处不在。强烈的社会需求促进了智能传感器（intelligent sensor）技术的快速发展。智能传感器是利用嵌入式技术将传感器与微处理器集成为一体，使其成为具有环境感知、无线通信、数据处理及控制功能的智能数据终端设备。与传统传感器相比，智能传感器具有以下几个主要特点。
1.自学习、自诊断与自补偿能力
智能传感器具有较强的计算能力，能够对采集的数据进行预处理，剔出错误或重复数据，执行数据归并与融合；采用智能技术与软件，支持自学习机制，自动调整传感器的工作模式，重新标定传感器的线性度，以适应所处的实际感知环境，提高测量精度与可信度；采用自补偿算法，调整针对传感器温度漂移的非线性补偿方法；根据自诊断算法，发现外部环境与内部电路引起的不稳定因素，采用自修复方法改进传感器的可靠性，实现设备非正常断电时的数据保护，或在故障出现之前报警。
2.复合感知能力
通过集成多个不同类型的传感器部件，使智能传感器具有对物体及外部环境的物理量、化学量或生物量的复合感知能力，能够综合感知温度、湿度、压力、声强等参数，帮助人类全面感知与研究环境的变化规律。
3.灵活的通信与组网能力
网络化是传感器技术发展的必然趋势，这就要求智能传感器具有灵活的通信能力，能够提供适应无线局域网、无线个人区域网、移动通信网、互联网通信的标准接口，并且具备接入无线自组网通信环境的能力。
智能传感器技术发展直接受到微机电系统（Micro-Electro-Mechanical System，MEMS）与纳机电系统（Nano-Electro-Mechanical System，NEMS）制作工艺水平的影响。
微机电系统是指集微型机械、微型传感器、微型执行器、信号处理与控制电路，以及接口、通信、电源于一体的微型器件与系统。MEMS为传感器的微型化、智能化与网络化实现提供了技术支持，也为智能传感器应用与产业发展拓展了空间。纳机电系统是在尺寸与效应上具有纳米特征的超小型机电一体化的器件与系统。
MEMS/NEMS是受产业界瞩目的研究领域之一。MEMS/NEMS是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的新兴学科，以微电子与机械加工技术为依托，研究涉及微电子学、机械学、控制科学、材料科学等多个学科。早在20世纪60年代，科学家就开始研究MEMS技术。20世纪80年代，微型硅加速度计、微型硅陀螺仪、微型硅静电马达相继问世。20世纪90年代，科学家开始研究微型传感器与纳米传感器技术。
MEMS是通过半导体微细加工技术、微机械加工技术在硅等半导体基板上制作的一种微型电子机械装置。在微电子学中，衡量集成电路设计与制造水平的重要尺度是特征尺寸，它通常是指集成电路中半导体器件的最小尺寸。特征尺寸越小，芯片集成度就越高，运行速度也越快。MEMS正在向能完成独立功能的“片上系统”（System on a Chip，SoC）或“芯片实验室”（LAB on a Chip）方向发展。
MEMS的特征尺寸分为几个等级。特征尺寸1～10mm为小型设备，1μm～1mm为微型设备，1nm～1μm为纳米设备。利用MEMS已研制出很多微型器件与传感器，例如压力传感器、红外传感器、气体传感器、流量传感器、离子传感器、辐射传感器、化学传感器、谐振传感器等。图3-11给出了几种MEMS传感器与执行器的照片。目前，汽车中的压力传感器、陀螺仪、流量传感器都是MEMS传感器，笔记本计算机、智能手机、游戏机中也大量使用了MEMS传感器。
图3-11 几种MEMS传感器与执行器
利用MEMS工艺制造的微型传感器称为MEMS传感器。可穿戴计算设备通过各种MEMS传感器感知穿戴者的运动状态；VR/AR设备通过MEMS加速度计、陀螺仪测量佩戴者头部的转速、角度、距离等；无人机通过MEMS加速度计、陀螺仪测量无人机飞行的速度、方向与位置，达到控制飞行姿态的目的；智能网联汽车通过MEMS加速度计、陀螺仪测量车辆移动的速度、方向与位置，达到控制车辆行驶的目的。我们可以预见，人类将利用MEMS技术制造微型机器人、微型飞行器、微型卫星、微型动力系统、纳米芯片等。MEMS技术创新将有力推动物联网应用的发展。
传感器技术的发展趋势可以总结为以下几点。
1.集成化与智能化
智能机器人是集感知与执行功能于一体的节点，需要在复杂环境中快速、准确、全面地获取信息，快速分析、判断并做出正确的决策，这就必然涉及多种传感器的信息获取、融合与模式识别等问题。在这样的应用需求推动下，当前已出现多种提供信号处理、存储与记忆、计算与驱动功能的智能传感器（涉及视觉、触觉、听觉等）。仿人感觉不是通过一种传感器就能够实现的，而是必须将多种传感器结合使用才能够达到目标的。因此，集成化与智能化是传感器发展的必然趋势之一。
2.微型化与系统化
MEMS与纳米制造技术推动了传感器微型化与系统化的发展。例如，美国康奈尔大学将原先需要摆满一张桌子的显微镜系统，通过MEMS技术缩微到一个螨虫大小；由3个陀螺仪、3个加速器构成的微型捷联式惯性导航系统的尺寸仅为2×2×0.5mm 3 ，重量仅有5g。目前，智能眼镜通常装备多个传感器（涉及图像、位置、声音等），这些传感器必须做得非常小巧。因此，微型化与系统化是传感器技术发展的必然趋势之一。
3.网络化与无线化
无线传感器网是支撑物联网发展的关键技术之一，在环境监测、智能交通、智能医疗、军事领域展现出广阔的应用前景。对于无线传感器网、无线传感器与执行器网，节点要集成多种传感器、执行器、微处理器与通信设备，达到集感知、计算、通信于一体的目标。因此，无线化与网络化是传感器技术发展的必然趋势之一。