第二屆CNGI工程技術論壇暨移動互聯網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、以及各大設備廠商、終端制造商、內容服務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“傳感器網絡的進展”，以下為其演講實錄： 趙壯：剛才趙立君先生已經介紹了中國移動的M2M業務，實際上中國移動的M2M業務和我們中科院這邊一直推動的傳感器網絡是異曲同工，某種意義上我們傳感器網絡也希望為M2M業務提供重要的信息源。 我下面匯報一下我們關于傳感器網絡的一些進展情況。分三個部分的內容，首先傳感器網絡的定義，傳感器網絡我們理解連接的是現實的物理世界，有大量、多種類、傳感節點組成的自治網絡，實現對物理世界的協同感知，是上世界末信息領域興起的多學科交叉重大前沿熱點。我們可以做一個比較，傳統的雷達衛星是進行宏觀遠程偵查，移動通信網絡是人人互聯的，傳感網實現的是物物互聯，也可以進行人和物之間的互聯，互聯網是虛擬的信息空間，我們傳感網是現實的物理世界。 在這張圖里面可以看到，傳感器網絡可以應用于人類社會的方方面面，它與傳統的通信網絡任何時間、任何人、任何地點進行連通。我們理解傳感器網絡是自治組網，協同感知，這是傳感器網的核心，我們是自治組網，不是自組網，和傳統的說法有點差異。我們認為傳感器網絡所連接的是物物，物是非智能的，非智能的，那么它的組網是要求自治組網，而不是自組網，我們認為傳感器網絡是以感知為目的，這種感知目的需要協同感知。我們曾經和很多專家也交流過，不同的學科，比如說傳奇網絡，應該是一個網絡，實際上在我這個地方，我們認為某種意義上應該是一個分布式、傳感信息系統，它應該是由我們通信網絡，加上我們協同感知組成的。但是它的通信網絡又不能簡單的把傳統的比如說互聯網、移動網絡的技術照搬，協同感知也有它的特點，因為傳感網的特殊性，有它的特點。我們打個比方，移動通信網絡我們假設是拿交通系統對比的話，它是連接人與人之間的客流，比如說對于交通系統，我們光纖就相當于高速公路，寬帶接入就相當于快速匝道口，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。對于我們傳感器網絡連接的是物流，也同樣要用我們的通信網絡的這些基礎設施。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絡，也不能簡單的信息處理和協同感知，這里面是有差異性的。 傳感器網絡是一個全新的領域，將成為今后競爭的制高點，我們也會為M2M業務提供重要的信息源。傳感網應該是物物、物人的互聯，應該是智能組網。所以這個系統應該是智能的自治系統，另外一點就是說，傳感器網絡目的是為了感知，就需要有處理協同量的功能，網絡是基礎設施，是工具，我們目的是為了協同感知，再有一點就是，無人職守，實際上是一個受限系統，在部分的行業，某些應用領域確實是受限的，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的這種不同，我們認為傳感器網絡不僅僅是傳感器加網絡，有人認為傳感器網絡沒有什么可研究的，不管是有線網絡還是無線網絡連接起來就可以了。還有一種觀點就說傳感器網絡太難了，我們剛才前面提到了協同的要求，這種協同的要求，雷達里面幾個點的協同都非常困難，你怎么做到？實際上在中科院也經過七八年的努力，已經在這個方面做了很多深入的工作，在部分行業領域取得了一些成功。我們這個地方主要還是講了移動通信，ITU-T對未來業務的定義，無所不在的網絡將原本不如果電信范疇的技術納入以無孔不入的龐大傳感器網絡為基礎，構建起一個范疇更大的網絡體系，泛在網絡社會，對于這樣一個泛在網絡社會，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對于傳感器網絡的圖，大家看到，中間層就是我們的NGN、NGI，我們的傳感網底層的基礎設施，通過我們的接入網絡連入到NGN、NGI，上層是通過傳感網形成了各種各樣的應用，應用于我們人類社會的方方面面，包括我們的生活、工作還有一些軍事，各種各樣的應用。實際上現在不管ITU，我們也正在參加國際標準相應標準組織，大家都認同這樣的框架。 下面介紹一下傳感器網絡的需求與前景，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，某種意義上應該是軍事先啟動的，在美國這些發達國家，也是軍事先啟動，我們這邊實際上也是這樣，在民用的領域，99年美國的移動計算和網絡國際會議上就說，無線傳感器網絡是下一個世紀面臨的重大發展機遇，大家如果還記得的話，過去我們十多年前，當時就在說，網絡就是計算機，計算機就是網絡，也一直這樣提。在2002年，當時IT時代正在轉變，有這樣一個提法。到現在也有很多的，像美國《福布斯》雜志也說，未來傳感器網絡應該比現在的英特網大得多，因為它連接的是物物通信。軍事方面更是，傳感器網絡與傳統的衛星、雷達有很大的差異，它會改變未來的戰爭模式、樣式，在美軍各種各樣的計劃里面都列入到傳感器網絡，無論從民用、軍用，傳感器網絡都是一個非常重要的發展方向。 在這個領域里面，因為是一個新的領域，是從軍用開始牽引應用。我們剛才提到了U社會，我們現在的社會應該是E社會，E社會和未來U社會很大的區別就是增加了anything。我們還有一個理解就是信息技術關鍵可以分三個部分，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年代出現了英特爾、IBM、微軟等這些大型的企業，這是信息處理的一次浪潮，中國是后期介入的，產生了聯想這樣的企業，也產生了國內中關村這樣的園區。另外就是信息傳輸，代表的就是互聯網和移動網，在這個領域里面，在第二次浪潮里面產生了諾基亞、思科、中興、華為這樣的企業，還有我們中國分享人口紅利，產生了中國移動這樣的巨型運營商。在這個領域，我們中國是中期介入，產生了像深圳那樣的園區，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發展了很長時間，它逐步在向天花板走了，現在已經從應用驅動變成了技術驅動。都面臨著內容缺失的問題，內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，傳感網是一個主要的手段，我們認為信息獲取在中國科學院里面具有優勢，實際上我們和國際內是同步的，應該是第三次信息技術的浪潮，應該能產生像中興、華為這樣的傳感網產業的巨頭。實際上現在中科院已經在和中興、華為、諾基亞，最近還有思科已經在合作，這些巨頭他們已經開始關注，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注這方面的工作。運營商方面我們認為不應該是傳統的通信管道，應該是綜合信息服務提供商，包含了信息處理、傳輸、獲取三種手段這樣綜合的信息服務提供商。國內園區在什么地方不知道，我們希望是在國內某一個園區對世界產生重大的影響。 我們對國內的中小行業做了需求調研，比如說電力安全，綜合交流都是幾百億、上千億的規模，這是一個簡單的統計，當然我們自己認為，這還是一個比較保守的數字。傳感器網絡應該未來是無處不在，夸張一點說應該是傳感器的全球。傳感器網絡應該滲透到各個行業，生活的各個方面，其市場價值應該是難以估量的，我們認為未來的傳感器網絡比現在的英特網大得多。不光是這些應用，有一個例子，我們有一個學生他是在職的學生，本來是在石油行業，采油監測的，了解了傳感器之后，他把傳感器網絡和他們的監測結合以后，連學位也不要了，自己去創業了，現在也沒有找到這個人，不知道他做得多大了，就是傳感器網絡未來的發展空間會非常大。 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的創新試點，啟動傳感網的網絡研究，與國際上具有同發優勢，成立了微系統中心，集成了中科院研究生院，我們采用的模式是需求牽引，正式大規模啟動傳感網的研究。里面不光包括系統級、通信網絡、信息處理、傳感器各種各樣的學科，30多個國家的研究所。在上海聯合10多家單位，包括用戶成立傳感網的上海聯盟，比如說在公共安全、城軌反恐進行大規模的行業應用。實際上現在傳感器網絡在我們傳統的認識中就是幾萬、幾十萬、百萬量級的系統，現在中科院在我們一些大型的應用已經到了六七千萬的量級了，就是整個大型的傳感網系統是六七千萬的量級。我們在重大專項、優先主題、前沿領域三個層面都接入了傳感網相關內容的主題。標準化也是非常重要的領域，SOIEC現在已經成立了傳感網的研究所，ITU已經明確表示和SOIEC合作，推動傳感器網絡的發展。 在標準的領域，中科院微系統所是國內標準的秘書處單位，實際上我們現在也在主導著國際標準的制定，在SOIEC傳感網的體系架構，這個標準體系架構，還有一些關鍵的技術，比如說信息處理體系架構的方面，我們所提出的提案被國際上已經完全接受，在11月份瑞士的會議上，科學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，推進傳感網的泛在化，走向大規模的運營。 我覺得中科院在傳感網方面，目前的狀態是同發優勢、同等水平，我們為什么到這樣的水平呢？是這樣的原因，因為在國際上國際國內的研究實際上99年就開始了，他們是以學院派為主，先從四大受限到大規模的仿真，小規模的應用示范為特色，這些因為都可能是小規模的示范，從這樣一條路走過來，目前也正在轉向需求牽引，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，國防和公共安全牽引，再到關鍵技術公關，研究出一個體系框架應用推廣，然后到標準化，到現在和運營商一些大的企業，像諾基亞企業合作，走企業運營產業化這條路。這邊的主線是以網絡為特色，這邊的主線是以協同感知、感知世界為主線，我們現在所做的工作，像重大專項國內標準、國際標準運營商都在逐步的合作，或深或淺的逐步滲透。在創新點上，我們提出了傳感網的體系架構，標準的一些體系架構，比如說公共基礎平臺，加上應用的特點，協同處理方面的架構，都已經采納了國內標準，已經主導了國際標準，擁有核心自主知識產權。 下面介紹一下典型的傳感網的應用，我們傳感網方面，這是在浦東機場的傳感網，這是一個傳感網典型的高級形式，傳感器網絡不僅僅是傳感器加網絡，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絡，像這樣一個大型項目現在目前已經到了千萬的量級了，現在已經做了兩期的示范，到明年四五月份工程實施完成，而且不光是浦東機場，實際上在傳統的領域里面，以色列是比較領先的，他們通常用單一類型的傳感器進行防護，現在傳感網的發展有多種多樣的傳感器形成一個系統，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，一大了刮風下雨就不準確，現在利用新的傳感器技術就可以解決這個問題。目前上海浦東工程已經明確了，正在實施中，虹橋機場設計已經完成，正在進行中。像大連、西安正在接洽當中，都表示對這種系統非常感興趣。這種傳感器網絡，它的應用前景是非常廣闊的，不光是這個領域，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模。 我們實際上現在還在做一個工作，就是世博的防入侵系統，在2010年的世博會里面，世博園區里面每天有40到70萬人次在里面活動，這個環境是異常復雜的，另外這個園區周邊就是人行道，就是馬路，這種城市復雜環境下的立體傳感網的應用，而且還要防止低空飛行物的入侵，這個我們正在做相關的關鍵技術公關。我們也在做一些城市交通方面的業務，我們以磁敏傳感器為切入點，它具有感知和傳輸功能，這個傳感器已經在上海、安徽等省市進行測試驗證，目前已經到小批量的生產過程中，在進行示范了。我們會以這樣的傳感器節點為牽引，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，通過傳感器網絡實現智能停車場的停車位監測、誘導，和我們移動網絡結合，加上一些新的技術，實現車位的查詢、預訂、支付一體的服務。這是我們做的多媒體傳感網，它已經在上海建了大概十幾個基站了，帶車載、艦船上也已經使用了，目前正在測試機載的項目。像六國峰會，特奧會，奧運火炬傳遞也使用了。 前面介紹了一些行業應用，下面我們介紹一下希望從行業應用最終能推廣到公眾應用，行業應用我認為應該幾千億的市場，就是M2M這樣的行業應用，但是如果推廣到公眾應用，像中國移動這樣的運營商介入以后應該是上萬億的市場。我們也是和中國移動討論過這樣的業務產業鏈和商業模式，這應該和我們ICP的模式差不多，但是里面有一個特殊的地方，就是相關部門因為在物物通信里面涉及到交通、環保一系列的部門，他們在里面會起到相當大的作用。他們所下屬的這些事業單位，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，實際上移動網絡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絡設計、部署、建設、維護、運營、支撐的能力。到了第三階段，泛在網階段也是這樣的方式。我們自己認為，和M2M的有機集合，應該處于融合階段一和融合階段二，比較超前的應用會在融合階段二。 下面簡單介紹一下傳感器網絡，我們有一個構想，希望移動終端成為無線傳感器網絡很重要的組成部分，因為按照節點移動性來說，可以分為固定傳感器網絡和移動傳感器網絡，在固定傳感器網絡架構下，都可以使得這一區域常常成為整個網絡的性能瓶頸，在移動傳感器網絡，節點隨機會有移動行為，從而均衡化網絡負載的分布，消除固定傳感器網絡帶來的網絡瓶頸問題，也克服了傳感器網絡的特點自定位的問題。我們自己認為，未來傳感器網絡應該是和移動網絡成為一個有機組成部分，都成為泛在網絡的一部分。而且移動終端實際上本身就是傳感器節點，比方說播放的功能，語音的功能，我們正在和諾基亞做相關的合作。 我們認為傳感器網絡是通信網絡的神經末梢，傳感器網絡可以產生海量數據，是未來移動通信網絡承載信息的主要來源之一，對于我們移動運營網絡來說，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布共享，P2P這樣的業務會成為新的增長點，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絡進一步的發展。傳感器網絡側重于物物通信，物物通信尚處于成長期，存在巨大的發展空間。移動終端為紐帶，將移動通信網絡和傳感器網絡結合起來，對于提高傳感器網絡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。傳感器網絡現在處于產業化的前期，其發展將必然改變人們的生活方式，改變戰爭的樣式，對于人類社會的方方面面產生巨大的影響。我們甚至認為，未來隨著若干年的發展，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。