主题：【原创】互联网的继续革命【1】 -- 邓侃

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。

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。

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。