方家熊:氣象與環境傳感網
[方家熊]今天給大家介紹的是氣象與環境。我這里還是堅持用了傳感網兩個字,但不一定恰當。早期的傳感網、物聯網,目前是向感知地球的方向交叉發展。原來傳感網是軍事上發展,它就不存在什么標記,把敵人搞一個標記,不可能的。而物聯網卻是在加劇力量,要標記。在國內是叫做物聯網了,但將來怎么叫就不清楚了。
[方家熊]傳感網一般講地面無線傳感器網絡。大量的傳感器都用了傳感網絡的節點,互相之間形成一個網絡。動態的是人的系統感知一個區域。氣象與環境跟人的生活、經濟安全息息相關的。就長三角來講,臺風、熱島這些影響人的生活生態安全。還有地面上水的富營養化、海洋赤潮等等,這些東西都是氣象與環境兩邊的事情。現在怎么辦呢?
[方家熊]現在國內專用的地面監控系統,非常龐大。比如上海市氣象就有一百多個點測量,但這一百多個點整個上海市的話,一個小區里面你不可能有一個氣象站。但你從市中心進去,坐公共車,過了一段時間溫度降低了一點,那上海的溫度比那邊要低10度。所以不能滿足要求的,他這個分辨率,地面上自動氣象分辨率是5到6公里可以分辨,一個小區大不了是一公里。地面上上海也有的,要專家現場取樣的或者是定點的,一個氣象站這么大,10萬塊錢。
[方家熊]另外一個我們國家也非常完善,空間檢測,20多年來,氣象衛星系列、海洋衛星、環境衛星實施了大范圍的遙感測量。目前你們看的氣象預報,就是在空間軌道運行傳遞信號下來。但是一個小區的情況就不知道了,所以需要重要的實時監控輔助手段,是什么呢?我想現在還沒有完全實現,專用的監控系統,空間檢測不能滿足要求,就要想辦法,那就是想著從物聯網上考慮。有沒有可能性,下面我來介紹一下。
[方家熊]這里面就有一點,生活小康了以后要微小范圍,私秘居室的情況怎么樣,小區的情況怎么樣,要實時監控。現在我們就要錦上添花了,不僅要整個城市,而且要小區和家里面。所以氣象與環境傳感網可以對上面的專用地面監控系統和空間遙感起重要的輔助作用。而且有一些事情是不可能的,像環境衛星測量不可能把大廳的環境測量出來。
[方家熊]氣象傳感網尤其是在高速公路,高鐵沿線實時檢測。還有前幾年的高壓電線的檢測,這個衛星測不到的,但是靠功能巡邏。如果有一個實時的監控,馬上知道哪里出問題了,還有郊縣的微氣象,小氣象,就是地方比較小。
[方家熊]環境傳感網就是我剛才說的,城市區域里面,居室里面的空氣,水、煙霧等等這些東西。所[FS:PAGE]以這兩方面綜合起來,叫做氣象環境傳感網。那氣象環境傳感網究竟是什么東西?動態的監控城市內微環境,在所有人存在的地方都要監控起來,智慧城市無非就是為了更美好的城市生活,城市生活是什么呢?人,就是怎么把人的生活更美好。
[方家熊]這個還有很重要的一點,智慧養老,這個很重要,這個問題就是大城市人口老化的挑戰,由微電子技術的發展,輕便低功耗,微型傳感器使人體微環境傳感。人的手腳也是一個環境,把人身上布滿傳感器,當然年紀輕的沒必要。
[方家熊]現在也在探索這個事情,南京鼓樓,是全國第一個智慧養老的試點,當然現在用的設備都是比較大的。現有的比較成熟的東西,當然很貴。但它就為人體微循環傳感網的發展提供了有益的思路,究竟哪些是滯后的,哪些是沒有用的。建立這一個人體微環境的傳感網是非常重要的探索。
[方家熊]氣象與環境傳感網在智慧城市中的定位是什么呢?就是錦上添花。剛才講的很基礎的很重要的方面,政府服務、城市管理、身份感知、狀態感知、位置感知,還有一個成份感知沒有。這個東西是什么成份?現在傳感網缺乏物的成份感知。全世界沒有,不是說技術上不行。有一些還沒有做到那么小,達到那個節點的程度。
[方家熊]智慧城市剛才電信的講了,這個中國移動、中國電信都在講,詳細的我就不說了。物聯網三個層面,一般都強調當中一個網絡層,因為三個公司實力大,他們就搞網絡。但是最重要的起步的東西,第一步感知層。這個我們也在不斷的宣傳,我們國家跟全世界最薄弱的環節就是感知層,沒有感知層一切的智慧都是等于零。你傳出什么東西呢?沒有什么東西。應用層很重要,感知、網絡、應用,云計算就是應用層里面的。
[方家熊]這個是國外介紹的,感知層,感知層你仔細的看看,成份感知層里面沒有。能不能我們自己跳過去,他們沒有我們先搞出成份感知放到物聯網里面去?
[方家熊]下面就談一下,氣象傳感網有沒有可能性微型MEMS職能氣象站,多大呢?大拇指這么大。剛才說了一個氣象站十萬塊錢,這個大拇指這么大,就幾百塊錢。
[方家熊]它全部的功能是安全中國氣象局的要求設計的。芯片里也可以看到,做成的氣象站手機大小。這個里面芯片是大拇指這么大。一個領域是非常廣泛的,對于微氣象學的研究,在學術部門是非常有講究,軍事、農業倉儲,參數就不談了。
[方家熊]環境傳感網,嘉定新城今年開始了,他搞的很大,一個節點那么大,花的錢也是不得了的事情。他是說明了他們[FS:PAGE]在這里探索這個事情。大學里面也在探索,智能家居還有很多很多方面。智能里面現在有很多現存的技術他先用上去了。但是他也缺了一點,物的成份感知沒有,因為沒有技術基礎。
[方家熊]下面介紹物的成份感知有很多手段,光譜是感知物特性的有效手段。光譜傳感用途就不說了。從光譜里面提取出物的成份,一些性質。首先是用到配合航天遙感在地面上也做這個試驗,衛星上的云、氣侯的影響,在地面校正,這個是非常辛苦的事情。有很多事情是衛星出毛病了,地面校正。這個人力不得了,20天才得到一點點的數據,如果物聯網做到全國的就可以看到了。
[方家熊]這個檢測設備要多少?光譜的短波地物光譜議、熱紅外的激光觀測等等。這是國外的,我們國家海沒有生產,大概50萬到100萬一臺,我們自己做的話成本也就是3萬到5萬。光譜傳感網,首先發展了比較成熟的短波紅外光譜,這個我就不解釋了。
[方家熊]這個技術要我們自己探索就要分階段進行,第一階段就是初級的光譜節點技術,從現有光譜傳感器組建入手的可能性,可能做成地面上的光譜傳感網。現在初級光譜節點技術就是這樣的。難點就是低頻超低噪聲。光譜節點技術是我們想發展的事情。
[方家熊]下一步就是智能發展,要發展國內核心芯片、多芯片封裝,光譜PiP光譜組建系統、光譜節點技術,有可能實現一個光譜傳感網的核心節點。最后一句話就是目前傳感網、物聯網缺乏物的成份感知。我今天要說的重要一句話就是這句話,光譜是感知物特征的有效手段。
[方家熊]另外這是一個感想。氣象與環境傳感網是培育中的一種新型物聯網系統,在智慧城市中可以補充現在的物聯網缺失的功能。使得人的,以人為本更加體現。謝謝!
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