第二屆CNGI工程技術(shù)論壇暨移動互聯(lián)網(wǎng)國際峰會在北京召開，會上，工信部副部長奚國華、中國移動副總裁沙躍家、中國工程院副院長鄔賀銓、以及各大設(shè)備廠商、終端制造商、內(nèi)容服務(wù)提供商等出席了會議并做了主題演講。 會上，中科院研究生院趙壯做了主題演講，其演講的主題是“傳感器網(wǎng)絡(luò)的進展”，以下為其演講實錄： 趙壯：剛才趙立君先生已經(jīng)介紹了中國移動的M2M業(yè)務(wù)，實際上中國移動的M2M業(yè)務(wù)和我們中科院這邊一直推動的傳感器網(wǎng)絡(luò)是異曲同工，某種意義上我們傳感器網(wǎng)絡(luò)也希望為M2M業(yè)務(wù)提供重要的信息源。 我下面匯報一下我們關(guān)于傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些進展情況。分三個部分的內(nèi)容，首先傳感器網(wǎng)絡(luò)的定義，傳感器網(wǎng)絡(luò)我們理解連接的是現(xiàn)實的物理世界，有大量、多種類、傳感節(jié)點組成的自治網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對物理世界的協(xié)同感知，是上世界末信息領(lǐng)域興起的多學(xué)科交叉重大前沿?zé)狳c。我們可以做一個比較，傳統(tǒng)的雷達衛(wèi)星是進行宏觀遠程偵查，移動通信網(wǎng)絡(luò)是人人互聯(lián)的，傳感網(wǎng)實現(xiàn)的是物物互聯(lián)，也可以進行人和物之間的互聯(lián)，互聯(lián)網(wǎng)是虛擬的信息空間，我們傳感網(wǎng)是現(xiàn)實的物理世界。 在這張圖里面可以看到，傳感器網(wǎng)絡(luò)可以應(yīng)用于人類社會的方方面面，它與傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)任何時間、任何人、任何地點進行連通。我們理解傳感器網(wǎng)絡(luò)是自治組網(wǎng)，協(xié)同感知，這是傳感器網(wǎng)的核心，我們是自治組網(wǎng)，不是自組網(wǎng)，和傳統(tǒng)的說法有點差異。我們認為傳感器網(wǎng)絡(luò)所連接的是物物，物是非智能的，非智能的，那么它的組網(wǎng)是要求自治組網(wǎng)，而不是自組網(wǎng)，我們認為傳感器網(wǎng)絡(luò)是以感知為目的，這種感知目的需要協(xié)同感知。我們曾經(jīng)和很多專家也交流過，不同的學(xué)科，比如說傳奇網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)該是一個網(wǎng)絡(luò)，實際上在我這個地方，我們認為某種意義上應(yīng)該是一個分布式、傳感信息系統(tǒng)，它應(yīng)該是由我們通信網(wǎng)絡(luò)，加上我們協(xié)同感知組成的。但是它的通信網(wǎng)絡(luò)又不能簡單的把傳統(tǒng)的比如說互聯(lián)網(wǎng)、移動網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)照搬，協(xié)同感知也有它的特點，因為傳感網(wǎng)的特殊性，有它的特點。我們打個比方，移動通信網(wǎng)絡(luò)我們假設(shè)是拿交通系統(tǒng)對比的話，它是連接人與人之間的客流，比如說對于交通系統(tǒng)，我們光纖就相當(dāng)于高速公路，寬帶接入就相當(dāng)于快速匝道口，移動通信如果比作客流的話，這些客流是人，人是智能的，他知道自己要做什么。對于我們傳感器網(wǎng)絡(luò)連接的是物流，也同樣要用我們的通信網(wǎng)絡(luò)的這些基礎(chǔ)設(shè)施。它連接的是物流，但是物是非智能的，正因為是非智能的，就帶來了種種我們需要研究的點，不能簡單的套用通信網(wǎng)絡(luò)，也不能簡單的信息處理和協(xié)同感知，這里面是有差異性的。 傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個全新的領(lǐng)域，將成為今后競爭的制高點，我們也會為M2M業(yè)務(wù)提供重要的信息源。傳感網(wǎng)應(yīng)該是物物、物人的互聯(lián)，應(yīng)該是智能組網(wǎng)。所以這個系統(tǒng)應(yīng)該是智能的自治系統(tǒng)，另外一點就是說，傳感器網(wǎng)絡(luò)目的是為了感知，就需要有處理協(xié)同量的功能，網(wǎng)絡(luò)是基礎(chǔ)設(shè)施，是工具，我們目的是為了協(xié)同感知，再有一點就是，無人職守，實際上是一個受限系統(tǒng)，在部分的行業(yè)，某些應(yīng)用領(lǐng)域確實是受限的，能源、計算、通信、存儲都會帶來很大的問題，有可能是能源不受限其他受限。正是因為這些特點帶來的傳感網(wǎng)的這種不同，我們認為傳感器網(wǎng)絡(luò)不僅僅是傳感器加網(wǎng)絡(luò)，有人認為傳感器網(wǎng)絡(luò)沒有什么可研究的，不管是有線網(wǎng)絡(luò)還是無線網(wǎng)絡(luò)連接起來就可以了。還有一種觀點就說傳感器網(wǎng)絡(luò)太難了，我們剛才前面提到了協(xié)同的要求，這種協(xié)同的要求，雷達里面幾個點的協(xié)同都非常困難，你怎么做到？實際上在中科院也經(jīng)過七八年的努力，已經(jīng)在這個方面做了很多深入的工作，在部分行業(yè)領(lǐng)域取得了一些成功。我們這個地方主要還是講了移動通信，ITU-T對未來業(yè)務(wù)的定義，無所不在的網(wǎng)絡(luò)將原本不如果電信范疇的技術(shù)納入以無孔不入的龐大傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，構(gòu)建起一個范疇更大的網(wǎng)絡(luò)體系，泛在網(wǎng)絡(luò)社會，對于這樣一個泛在網(wǎng)絡(luò)社會，其很重要的特點就是物物通信，要感知這些物理世界，感知物理世界是一個很重要的特點。 這是ITU對于傳感器網(wǎng)絡(luò)的圖，大家看到，中間層就是我們的NGN、NGI，我們的傳感網(wǎng)底層的基礎(chǔ)設(shè)施，通過我們的接入網(wǎng)絡(luò)連入到NGN、NGI，上層是通過傳感網(wǎng)形成了各種各樣的應(yīng)用，應(yīng)用于我們?nèi)祟惿鐣姆椒矫婷妫ㄎ覀兊纳?、工作還有一些軍事，各種各樣的應(yīng)用。實際上現(xiàn)在不管ITU，我們也正在參加國際標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組織，大家都認同這樣的框架。 下面介紹一下傳感器網(wǎng)絡(luò)的需求與前景，我們認為主要分為兩大部分，一部分是民用，另外一部分是軍事，某種意義上應(yīng)該是軍事先啟動的，在美國這些發(fā)達國家，也是軍事先啟動，我們這邊實際上也是這樣，在民用的領(lǐng)域，99年美國的移動計算和網(wǎng)絡(luò)國際會議上就說，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是下一個世紀(jì)面臨的重大發(fā)展機遇，大家如果還記得的話，過去我們十多年前，當(dāng)時就在說，網(wǎng)絡(luò)就是計算機，計算機就是網(wǎng)絡(luò)，也一直這樣提。在2002年，當(dāng)時IT時代正在轉(zhuǎn)變，有這樣一個提法。到現(xiàn)在也有很多的，像美國《福布斯》雜志也說，未來傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該比現(xiàn)在的英特網(wǎng)大得多，因為它連接的是物物通信。軍事方面更是，傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的衛(wèi)星、雷達有很大的差異，它會改變未來的戰(zhàn)爭模式、樣式，在美軍各種各樣的計劃里面都列入到傳感器網(wǎng)絡(luò)，無論從民用、軍用，傳感器網(wǎng)絡(luò)都是一個非常重要的發(fā)展方向。 在這個領(lǐng)域里面，因為是一個新的領(lǐng)域，是從軍用開始牽引應(yīng)用。我們剛才提到了U社會，我們現(xiàn)在的社會應(yīng)該是E社會，E社會和未來U社會很大的區(qū)別就是增加了anything。我們還有一個理解就是信息技術(shù)關(guān)鍵可以分三個部分，信息處理、信息傳輸和信息獲取。在信息處理里面，80年代的時候，計算機所指的就是PC機，在80年代出現(xiàn)了英特爾、IBM、微軟等這些大型的企業(yè)，這是信息處理的一次浪潮，中國是后期介入的，產(chǎn)生了聯(lián)想這樣的企業(yè)，也產(chǎn)生了國內(nèi)中關(guān)村這樣的園區(qū)。另外就是信息傳輸，代表的就是互聯(lián)網(wǎng)和移動網(wǎng)，在這個領(lǐng)域里面，在第二次浪潮里面產(chǎn)生了諾基亞、思科、中興、華為這樣的企業(yè)，還有我們中國分享人口紅利，產(chǎn)生了中國移動這樣的巨型運營商。在這個領(lǐng)域，我們中國是中期介入，產(chǎn)生了像深圳那樣的園區(qū)，實際上中興、華為在整個通信里面，在整個世界上的影響已經(jīng)非常大了。除了信息處理、信息傳輸以后還有一個信息獲取，我們認為在目前這樣一個階段，實際上計算與傳輸相對來說都已經(jīng)發(fā)展了很長時間，它逐步在向天花板走了，現(xiàn)在已經(jīng)從應(yīng)用驅(qū)動變成了技術(shù)驅(qū)動。都面臨著內(nèi)容缺失的問題，內(nèi)容缺失靠什么來解決？我認為是通過信息獲取來解決。信息獲取這一塊，傳感網(wǎng)是一個主要的手段，我們認為信息獲取在中國科學(xué)院里面具有優(yōu)勢，實際上我們和國際內(nèi)是同步的，應(yīng)該是第三次信息技術(shù)的浪潮，應(yīng)該能產(chǎn)生像中興、華為這樣的傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的巨頭。實際上現(xiàn)在中科院已經(jīng)在和中興、華為、諾基亞，最近還有思科已經(jīng)在合作，這些巨頭他們已經(jīng)開始關(guān)注，實際上在電信運營商里面有中國移動，我看到的報道像法國電信、國外的運營商也開始在關(guān)注這方面的工作。運營商方面我們認為不應(yīng)該是傳統(tǒng)的通信管道，應(yīng)該是綜合信息服務(wù)提供商，包含了信息處理、傳輸、獲取三種手段這樣綜合的信息服務(wù)提供商。國內(nèi)園區(qū)在什么地方不知道，我們希望是在國內(nèi)某一個園區(qū)對世界產(chǎn)生重大的影響。 我們對國內(nèi)的中小行業(yè)做了需求調(diào)研，比如說電力安全，綜合交流都是幾百億、上千億的規(guī)模，這是一個簡單的統(tǒng)計，當(dāng)然我們自己認為，這還是一個比較保守的數(shù)字。傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該未來是無處不在，夸張一點說應(yīng)該是傳感器的全球。傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該滲透到各個行業(yè)，生活的各個方面，其市場價值應(yīng)該是難以估量的，我們認為未來的傳感器網(wǎng)絡(luò)比現(xiàn)在的英特網(wǎng)大得多。不光是這些應(yīng)用，有一個例子，我們有一個學(xué)生他是在職的學(xué)生，本來是在石油行業(yè)，采油監(jiān)測的，了解了傳感器之后，他把傳感器網(wǎng)絡(luò)和他們的監(jiān)測結(jié)合以后，連學(xué)位也不要了，自己去創(chuàng)業(yè)了，現(xiàn)在也沒有找到這個人，不知道他做得多大了，就是傳感器網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展空間會非常大。 下面匯報一下中科院研究情況，中科院99年開始提出無線傳感網(wǎng)的創(chuàng)新試點，啟動傳感網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)研究，與國際上具有同發(fā)優(yōu)勢，成立了微系統(tǒng)中心，集成了中科院研究生院，我們采用的模式是需求牽引，正式大規(guī)模啟動傳感網(wǎng)的研究。里面不光包括系統(tǒng)級、通信網(wǎng)絡(luò)、信息處理、傳感器各種各樣的學(xué)科，30多個國家的研究所。在上海聯(lián)合10多家單位，包括用戶成立傳感網(wǎng)的上海聯(lián)盟，比如說在公共安全、城軌反恐進行大規(guī)模的行業(yè)應(yīng)用。實際上現(xiàn)在傳感器網(wǎng)絡(luò)在我們傳統(tǒng)的認識中就是幾萬、幾十萬、百萬量級的系統(tǒng)，現(xiàn)在中科院在我們一些大型的應(yīng)用已經(jīng)到了六七千萬的量級了，就是整個大型的傳感網(wǎng)系統(tǒng)是六七千萬的量級。我們在重大專項、優(yōu)先主題、前沿領(lǐng)域三個層面都接入了傳感網(wǎng)相關(guān)內(nèi)容的主題。標(biāo)準(zhǔn)化也是非常重要的領(lǐng)域，SOIEC現(xiàn)在已經(jīng)成立了傳感網(wǎng)的研究所，ITU已經(jīng)明確表示和SOIEC合作，推動傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。 在標(biāo)準(zhǔn)的領(lǐng)域，中科院微系統(tǒng)所是國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的秘書處單位，實際上我們現(xiàn)在也在主導(dǎo)著國際標(biāo)準(zhǔn)的制定，在SOIEC傳感網(wǎng)的體系架構(gòu)，這個標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)，還有一些關(guān)鍵的技術(shù)，比如說信息處理體系架構(gòu)的方面，我們所提出的提案被國際上已經(jīng)完全接受，在11月份瑞士的會議上，科學(xué)院的代表向上一級部門進行了匯報。在這里我們提出核心的東西，已經(jīng)被國際上所接受。運營商方面我們在與中國移動緊密合作，推進傳感網(wǎng)的泛在化，走向大規(guī)模的運營。 我覺得中科院在傳感網(wǎng)方面，目前的狀態(tài)是同發(fā)優(yōu)勢、同等水平，我們?yōu)槭裁吹竭@樣的水平呢？是這樣的原因，因為在國際上國際國內(nèi)的研究實際上99年就開始了，他們是以學(xué)院派為主，先從四大受限到大規(guī)模的仿真，小規(guī)模的應(yīng)用示范為特色，這些因為都可能是小規(guī)模的示范，從這樣一條路走過來，目前也正在轉(zhuǎn)向需求牽引，中科院是以國防、公共安全、需求牽引集中力量辦大事的系統(tǒng)，國防和公共安全牽引，再到關(guān)鍵技術(shù)公關(guān)，研究出一個體系框架應(yīng)用推廣，然后到標(biāo)準(zhǔn)化，到現(xiàn)在和運營商一些大的企業(yè)，像諾基亞企業(yè)合作，走企業(yè)運營產(chǎn)業(yè)化這條路。這邊的主線是以網(wǎng)絡(luò)為特色，這邊的主線是以協(xié)同感知、感知世界為主線，我們現(xiàn)在所做的工作，像重大專項國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)運營商都在逐步的合作，或深或淺的逐步滲透。在創(chuàng)新點上，我們提出了傳感網(wǎng)的體系架構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)的一些體系架構(gòu)，比如說公共基礎(chǔ)平臺，加上應(yīng)用的特點，協(xié)同處理方面的架構(gòu)，都已經(jīng)采納了國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)主導(dǎo)了國際標(biāo)準(zhǔn)，擁有核心自主知識產(chǎn)權(quán)。 下面介紹一下典型的傳感網(wǎng)的應(yīng)用，我們傳感網(wǎng)方面，這是在浦東機場的傳感網(wǎng)，這是一個傳感網(wǎng)典型的高級形式，傳感器網(wǎng)絡(luò)不僅僅是傳感器加網(wǎng)絡(luò)，我們有中級形式有高級形式，高級形式一個是感知是為特色的，在浦東機場的周邊30多公里，把各種各樣的傳感器連起來，去感知各種震動、聲響、主要氣象，因為實際上在真正使用的時候，氣象條件影響非常大，還有一些阻隔氣象各種各樣的傳感器去連成這樣一個網(wǎng)絡(luò)，像這樣一個大型項目現(xiàn)在目前已經(jīng)到了千萬的量級了，現(xiàn)在已經(jīng)做了兩期的示范，到明年四五月份工程實施完成，而且不光是浦東機場，實際上在傳統(tǒng)的領(lǐng)域里面，以色列是比較領(lǐng)先的，他們通常用單一類型的傳感器進行防護，現(xiàn)在傳感網(wǎng)的發(fā)展有多種多樣的傳感器形成一個系統(tǒng)，更好的解決問題。其實在很早以前，像白云機場就用過這樣的系統(tǒng)，一大了刮風(fēng)下雨就不準(zhǔn)確，現(xiàn)在利用新的傳感器技術(shù)就可以解決這個問題。目前上海浦東工程已經(jīng)明確了，正在實施中，虹橋機場設(shè)計已經(jīng)完成，正在進行中。像大連、西安正在接洽當(dāng)中，都表示對這種系統(tǒng)非常感興趣。這種傳感器網(wǎng)絡(luò)，它的應(yīng)用前景是非常廣闊的，不光是這個領(lǐng)域，還有一些要地、邊海防都可以用到，甚至可以達到上千億的規(guī)模。 我們實際上現(xiàn)在還在做一個工作，就是世博的防入侵系統(tǒng)，在2010年的世博會里面，世博園區(qū)里面每天有40到70萬人次在里面活動，這個環(huán)境是異常復(fù)雜的，另外這個園區(qū)周邊就是人行道，就是馬路，這種城市復(fù)雜環(huán)境下的立體傳感網(wǎng)的應(yīng)用，而且還要防止低空飛行物的入侵，這個我們正在做相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)公關(guān)。我們也在做一些城市交通方面的業(yè)務(wù)，我們以磁敏傳感器為切入點，它具有感知和傳輸功能，這個傳感器已經(jīng)在上海、安徽等省市進行測試驗證，目前已經(jīng)到小批量的生產(chǎn)過程中，在進行示范了。我們會以這樣的傳感器節(jié)點為牽引，在ITS里面形成人、車、路合一的大的傳感器體系。 這是和上海移動在做智能停車場的管理系統(tǒng)，通過傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)智能停車場的停車位監(jiān)測、誘導(dǎo)，和我們移動網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，加上一些新的技術(shù)，實現(xiàn)車位的查詢、預(yù)訂、支付一體的服務(wù)。這是我們做的多媒體傳感網(wǎng)，它已經(jīng)在上海建了大概十幾個基站了，帶車載、艦船上也已經(jīng)使用了，目前正在測試機載的項目。像六國峰會，特奧會，奧運火炬?zhèn)鬟f也使用了。 前面介紹了一些行業(yè)應(yīng)用，下面我們介紹一下希望從行業(yè)應(yīng)用最終能推廣到公眾應(yīng)用，行業(yè)應(yīng)用我認為應(yīng)該幾千億的市場，就是M2M這樣的行業(yè)應(yīng)用，但是如果推廣到公眾應(yīng)用，像中國移動這樣的運營商介入以后應(yīng)該是上萬億的市場。我們也是和中國移動討論過這樣的業(yè)務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈和商業(yè)模式，這應(yīng)該和我們ICP的模式差不多，但是里面有一個特殊的地方，就是相關(guān)部門因為在物物通信里面涉及到交通、環(huán)保一系列的部門，他們在里面會起到相當(dāng)大的作用。他們所下屬的這些事業(yè)單位，會有它的這些利益訴求，在這個里面他們是需要重點考慮的一點。 我們也和中國移動在探索傳感網(wǎng)怎么樣走向泛在與運營，提出了三個階段，實際上和趙所長前面從M2M的角度是不謀而合的，就是融合階段一，實際上移動網(wǎng)絡(luò)是作為一種管道接入，融合階段二，運營商逐步掌握傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、部署、建設(shè)、維護、運營、支撐的能力。到了第三階段，泛在網(wǎng)階段也是這樣的方式。我們自己認為，和M2M的有機集合，應(yīng)該處于融合階段一和融合階段二，比較超前的應(yīng)用會在融合階段二。 下面簡單介紹一下傳感器網(wǎng)絡(luò)，我們有一個構(gòu)想，希望移動終端成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)很重要的組成部分，因為按照節(jié)點移動性來說，可以分為固定傳感器網(wǎng)絡(luò)和移動傳感器網(wǎng)絡(luò)，在固定傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，都可以使得這一區(qū)域常常成為整個網(wǎng)絡(luò)的性能瓶頸，在移動傳感器網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點隨機會有移動行為，從而均衡化網(wǎng)絡(luò)負載的分布，消除固定傳感器網(wǎng)絡(luò)帶來的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題，也克服了傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點自定位的問題。我們自己認為，未來傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是和移動網(wǎng)絡(luò)成為一個有機組成部分，都成為泛在網(wǎng)絡(luò)的一部分。而且移動終端實際上本身就是傳感器節(jié)點，比方說播放的功能，語音的功能，我們正在和諾基亞做相關(guān)的合作。 我們認為傳感器網(wǎng)絡(luò)是通信網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)末梢，傳感器網(wǎng)絡(luò)可以產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，是未來移動通信網(wǎng)絡(luò)承載信息的主要來源之一，對于我們移動運營網(wǎng)絡(luò)來說，人人通信和語音通信，我們的短信通信逐漸會走向飽和，以人為中心的信息發(fā)布共享，P2P這樣的業(yè)務(wù)會成為新的增長點，因為它面臨著法律問題、道德問題，一系列的問題，有它的局限性。物物通信和以個人為中心的新的通信模式，P2P這樣的通信模式一道會支撐移動通信網(wǎng)絡(luò)進一步的發(fā)展。傳感器網(wǎng)絡(luò)側(cè)重于物物通信，物物通信尚處于成長期，存在巨大的發(fā)展空間。移動終端為紐帶，將移動通信網(wǎng)絡(luò)和傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來，對于提高傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能和降低成本都是具有非常重要的價值的，雙方都有好處。傳感器網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在處于產(chǎn)業(yè)化的前期，其發(fā)展將必然改變?nèi)藗兊纳罘绞?，改變?zhàn)爭的樣式，對于人類社會的方方面面產(chǎn)生巨大的影響。我們甚至認為，未來隨著若干年的發(fā)展，也許十年、二十年，我們可能會演變成一個傳感星球，就是傳感器無處不在。