物聯(lián)網征程初啟

　　要想讓傳感器真正“飛入尋常世界中”，它必需在體積、造價、能耗等方面進行“瘦身”，這樣它才真正能夠進入到物理世界。

　　現(xiàn)在在我手邊有一個黑乎乎的小匣子，只有鼠標的一半大。有位記者說這東西看起來像古老的BP機，不過BP機進博物館，但這個小匣子還將繼續(xù)存在很久，而且還將經歷“72變”，最終完全成為人們生活的一部分。

　　這個黑乎乎的東西就是傳感器，也是我折騰了將近20年的小玩意兒，它被復制了1萬多個，在微軟3個數(shù)據(jù)中心的角落里“站著崗”，常年監(jiān)控著機房內的溫度和濕度。說起傳感器以及由它組成的網絡——傳感網，或者是現(xiàn)在比較時髦的說法“物聯(lián)網”，從其誕生到現(xiàn)在已經有幾十年的歷史了，我們先翻開歷史的卷軸，看看其發(fā)展歷程。

　　傳感網的古與今

　　對于互聯(lián)網來說，20世紀80年代是黃金時代，這段時間出了一個知名的人物——鮑勃·卡恩(Bob Kahn)，他被人們稱為互聯(lián)網之父(被賦予同樣稱呼的人還有好幾個)。在為互聯(lián)網做出卓越貢獻的同時，他也非常有遠見的為另一個始于上世紀80年代的項目——分布式傳感網(Distributed Sensor Net, 簡稱DSN)——做了奠基。在那個年代，傳感器遠比我手上的這個大得多，要用一輛卡車來拉。這么大的傳感器作為一個個節(jié)點組織在一起，通過微波彼此相連，就組成了傳感網。

　　龐大的傳感器在體積方面跟不上人們對其功用上的期望，于是研究者們就開始思考能不能把它做得小一點、再小一點。于是，在上世紀90年代，“智能微塵”(Smart Dust)這個很有意思的概念出現(xiàn)了，提出者是Kris Pister，他是加州大學伯克利分校的教授。這一概念認為可以將計算和通訊集成在約1~2平方毫米的超微型傳感器中，用以對周圍環(huán)境的參數(shù)進行探測。其核心的成分是微電機系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical System, 簡稱MEMS;這個概念在當時引起非常大的轟動)，該系統(tǒng)中可以集成很多和機械有關的傳感器。

　　當時Kris Pister這批人有一個幻想——在蒲公英上面懸掛一個傳感芯片，蒲公英飛到哪里就探測哪里的信號，再把信號傳遞回來。雖然只是一個假想，但當時真有科學家信心百倍地投入其中，并且還把所需的數(shù)據(jù)算出來了。比如有空氣動力學專家計算出了芯片應有的重量等等。在2001年，加州大學伯克利分校的實驗室真做出了這種理想中的芯片雛形，比米粒還小，可謂“細如發(fā)絲，薄如蟬翼”。他們送給了我一個，當時我還精心包裝了一下。可惜最近找不到了，特別遺憾。倘若芯片里面還有電留存的話，說不定我就能通過網絡定位到它的“安身之所”了。

　　在這一時期，有三所高校和研究機構在傳感器領域處于領軍地位，一是加州大學伯克利分校(以Kris Pister為代表，他們提出了“智能微塵”理論)，另外兩個是加州大學洛杉磯分校(他們提出了“微無線技術”)和施樂帕克研究中心(Xerox PARC)。施樂帕克研究中心的團隊主要由我?guī)ьI，我們做的是傳感信息處理和“智能物質”(Smart Matter)，希望能把計算、微電機系統(tǒng)放到物理世界中，與“智能微塵”也有非常緊密的聯(lián)系。

　　自本世紀初以來，對于傳感的研究越來越受到人們的重視，有很多學校和大公司的研發(fā)機構開始進行了類似的研究，并有許多新興公司借此東風異軍突起。將傳感器連接成“網”或“系統(tǒng)”，就成了傳感網。除了傳感網以外，類似的概念也相繼提出，比如“Cyber Physical System”和 “Internet of Things” (簡稱IOT)。相較而言，IOT的概念在提出的初期更接近于日常生活，比如常見的RFID(Radio Frequency Identification，射頻識別)技術就是它的一部分。

　　關于傳感網和物聯(lián)網的歷史，若從大的傳感器開始算起，傳感網誕生至今應有30年了;而若從微傳感網(Micro Wireless Sensor Network)來說，應該僅有15至20年：微傳感網始于上世紀90年代，那個時期的人們剛剛提出“微電機系統(tǒng)”的概念，試圖把傳感器和計算機處理和通訊全部都集成在一個芯片上，即“智慧微塵”。

　　其實傳感器的歷史，歸結起來就八個字——從大到小，以點到面。這八個字看似簡單，但做起來卻是困難重重——要想讓傳感器真正“飛入尋常世界中”，它必需在體積、造價、能耗等方面進行“瘦身”，這樣它才真正能夠進入到物理世界。