主题:【原创】互联网的继续革命【1】 -- 邓侃

大河奔流 导读 复 127 阅 235463

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2009-10-12 17:54:45
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邓侃
邓侃`26546`http://farm4.static.flickr.com/3523/3889195049_ef5beec4f2_o.jpg`70`2033`8810`128616`从五品上:朝请大夫|游骑将军`2008-07-18 00:29:07`
【原创】互联网的继续革命 【2】 30

2001年,美国加州伯克利大学研制出了世界上第一个智能灰尘(SmartDust),大大刺激了物联网的开拓。智能灰尘由三个部分组成,结构简单,1. 微型控制器(Micro Controller Unit, MCU),2. 传感器(Sensors),3. 无线收发机(Transceiver)。2001年最初的智能灰尘,比一分钱稍大,现在已经远远比一分钱小了,只有几毫米大。

配上不同的传感器,智能灰尘可以派上不同的用处。例如配上热敏线圈,把智能灰尘放到森林里去,就可以监测森林的温度变化,预防山火的发生和及时制止山火的蔓延。又例如,配上压力线圈,把智能灰尘插到桥梁的钢梁的结合处,就可以监测钢梁的应力变化,及时探测金属疲劳的状态。

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Figure 3. The original smart dust and the latest one.

Courtesy http://farm4.static.flickr.com/3484/4004079982_7de83f3f57_o.jpg

之所以说智能灰尘大大刺激了物联网的开拓,不仅在于它的体积小,更重要的意义在于单个智能灰尘与其它灰尘,能够自动相互联络,组成一个网络。这样,即便单个灰尘的无线覆盖范围有限,但是通过灰尘与灰尘之间的数据交换,实际上达到了覆盖广大区域的目的。

智能灰尘的组网方式,称为Mesh Networking,抓一把智能灰尘随手撒出去,每个单体智能灰尘与相邻的灰尘建立数据通讯联系,然后所有或者大部分灰尘就结成一个无线网络,让网中任何两个灰尘之间都可以进行数据交换。

无线的,Mesh Networking的智能灰尘,其重要性体现在,为无所不在的网络覆盖提供了一个可行的解决方案。

无所不在的计算(Ubiquitous computing)这个概念,早在1988年就出现了。最初的想法是把眼镜,在手表,手机,钱包,衣服等等随身用品里,通通植入芯片,然后相互联络组成一个区域网,称为个人区域网(Personal Area Network, PAN)。想法虽然有趣,但是实现起来却遇到很多困难。智能灰尘的出现,使得无所不在的网络覆盖成为现实。

智能灰尘的无线的数据传输,实现方式有多种办法。在早期演示产品中,智能灰尘利用远红外和激光来实现无线数据传输。当然其它途径也可行,包括WiFi,蓝牙等等。有没有可能利用3G这样移动网络呢?自然也是可以的,但是如果使用了移动网络,还需要不需要Mesh Networking这种自动组网的方式呢?

其实人工构筑的移动网络和自动组网的Mesh Networking,这两种网络方式并不矛盾,两者并行不悖,而且相辅相成。

举一个例子。假设在人体的各个关节,绑上传感器。人体每一个动作,都可以由传感器感知。把传感器采集到的信号传给电脑,就可以在电脑中模拟出人体的各种动作。这样大家在玩网络游戏的时候,就可以摆脱传统的按按钮的方式,去控制电脑中的人物,而是真正地动手动脚。这样的玩法,更直观,更感同身受。问题是如何把各个传感器的信号传给电脑?一种方式是让每个传感器直接与电脑相连,另一种方式把每个传感器与中央信号采集器(Control panel)相连,中央信号采集器可以挂在腰带上,它负责收集各个传感器的信号,汇总后打包传给电脑。比较这两种方式,第二种更容易实现,也更有效率。

各个传感器与中央信号采集器的组网方式可以是Mesh Networking,而中央信号采集器与电脑之间的数据传输可以通过移动网络。采用这种混搭的办法,可以充分扬长避短。既发挥Mesh Networking的灵活自动的优势,也回避Mesh Networking信息处理能力弱,电池消耗敏感的劣势。使Mesh Networking与移动网络相辅相成,取长补短。

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Figure 4. Body movement recognition

Courtesy http://www.contentwire.com/img/X6WjRiHwNYanF8Mb.jpg

对于移动运行商而言,Mesh Networking延伸了移动网络的触角,SmartDust等等终端设备突破了以往移动终端设备中只有手机一枝独秀的局面。


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