泛在計算:少談些概念 多做些實事

  作者: 馬文方 日期:2010-05-10

  記者第一次見到東京大學教授坂村健還是2004年5月13日在中科院計算所,當時坂村健手拿帶有RFID的白蘿卜,正在演示泛在計算的應用。他面前的桌上擺放的用來盛酒、飲料、藥品的瓶瓶罐罐都貼著RFID標簽。當時,與會者深知RFID技術的價值,卻無人知曉物聯(lián)網(wǎng),因為國際電聯(lián)在一年多后才創(chuàng)造了物聯(lián)網(wǎng)這個詞。

  2010年,坂村健與富士通等多家日本企業(yè)亮相4月27日召開的中日物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式技術應用研討會,與中國同行一道切磋物聯(lián)網(wǎng)技術。與此同時,由中國家用電器研究院、中科院計算所和日本T-Engine協(xié)會共同發(fā)起成立的中國輕工業(yè)聯(lián)合會嵌入式系統(tǒng)應用委員會正式成立。這表明在輕工產(chǎn)業(yè)和家用電器行業(yè),嵌入式系統(tǒng)將在3C融合和產(chǎn)業(yè)結構升級過程中發(fā)揮重要作用。

  物聯(lián)網(wǎng)是干出來的

  “如今,歐盟說物聯(lián)網(wǎng),美國談無線傳感器網(wǎng)絡,日本講泛在計算,請您給物聯(lián)網(wǎng)下個定義!庇浾甙褑栴}拋給坂村健。

  “我們主要關心三點:一是與安全相關的問題,如食品安全、施工安全等;二是如何更加有效地提高能源的利用率;三是對人更友好,因為人不用的技術一定是沒有用的技術!臂啻褰〔]有直接回答記者的提問。但從他的回答中不難看出,坂村健關心的是如何解決實際問題。

  早在1984年,坂村健便將電腦無處不在的理念付諸實施,創(chuàng)立了包括實時操作系統(tǒng)、中間件、通信協(xié)議、人機界面等在內的TRON系統(tǒng)架構。TRON是實時操作系統(tǒng)核心的英文首字母縮寫。坂村健表示,隨著時間的推移,TRON又被人們稱為泛在計算、泛在網(wǎng)絡或普適計算。最近,有人將它稱為物聯(lián)網(wǎng)。

  “現(xiàn)在,全球每年生產(chǎn)100億臺微電腦,其中95%采用嵌入式系統(tǒng)。全球30%的嵌入式系統(tǒng)采用TRON,在日本這一比例為60%。TRON未來的發(fā)展重點是把電腦植入到藥品、服裝、食品、交通等領域的相關設備中!臂啻褰”硎,“不久的將來,物與物、物與場所、物與人、場所與人等之間的通信將成為現(xiàn)實,米粒大小的RFID標簽將被植入所有的物品中!

  開放和標準化是TRON一直努力的方向!叭魏螄液偷貐^(qū)都可以免費使用 TRON。技術開放使得更多人可以貢獻力量,從而使TRON發(fā)展得更快。通信協(xié)議與控制技術的標準化非常重要。TRON不應該被任何個人或企業(yè)所壟斷! 坂村健強調說,“在物聯(lián)網(wǎng)時代,通信基礎設施領域不應該出現(xiàn)壟斷。在開放和標準化的基礎上,任何人都能平等地使用技術。”

  務實的日本企業(yè)

  如今,網(wǎng)民如何感激溫·瑟夫和伯納斯·李都不為過。由于他們無私地放棄了互聯(lián)網(wǎng)和萬維網(wǎng)協(xié)議的專利權,互聯(lián)網(wǎng)才能有如此強大的生命力。日本企業(yè)把精力放在RFID等核心技術和基于TRON架構的應用開發(fā)上,而不是放在物聯(lián)網(wǎng)的定義和標準的制定上。

  與互聯(lián)網(wǎng)普遍采用的通用硬件平臺有很大差別,泛在計算通常是基于嵌入式系統(tǒng)平臺的。因此,嵌入式系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)平臺顯得非常重要。TRON的開發(fā)平臺是由標準化的硬件仿真開發(fā)板和實時操作系統(tǒng)T-Kernel構成的開放式開發(fā)平臺T-Enging。企業(yè)可以在T-Engine上開發(fā)各種中間件和應用。

  TRON支持ARM和MIPS等多種嵌入式體系架構。中科院計算所研發(fā)的龍芯處理器與MIPS是兼容的。中國工程院院士李國杰透露,中科院計算所十分注重嵌入式技術的研究。未來,TRON移植到龍芯平臺會很容易。

  坂村健創(chuàng)立的T-Engine協(xié)會專注于TRON架構的技術發(fā)展,而各種開發(fā)工具和平臺的商品化則交給日本Personal Media公司去完成。如今,能做RFID的中外企業(yè)很多,但有誰能像富士通那樣為服裝行業(yè)研發(fā)經(jīng)得起200℃的熨燙并且能在洗衣機里洗200次的 RFID標簽?日立的RFID標簽的長、寬、高都只有0.05mm。人們可以輕易地將其嵌入到紙張中。當然,RFID的天線尺寸無法縮到這么小。日立展出的RFID金屬標簽像一個銘牌,可以被牢牢固定在集裝箱等物品上,從而提高RFID在露天和惡劣環(huán)境中的應用可靠性。

  在研討會上,日企展示的最大規(guī)模的RFID應用是富士通為好萊塢提供的基于RFID的演員服裝管理系統(tǒng)。盡管從技術上看,此應用十分簡單,但效果很好。

  李國杰的三個忠告

  李國杰的第一個忠告是:物聯(lián)網(wǎng)是由許多小而窄的應用構成的,過分強調統(tǒng)一的跨領域的物聯(lián)網(wǎng)平臺,或者過分強調行業(yè)標準,不利于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

  “發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式系統(tǒng)的關鍵是看系統(tǒng)的智能體現(xiàn)在什么地方。物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式系統(tǒng)有兩個基本模式,即云計算模式和物計算模式!崩顕苷J為。

  云計算模式是通過分布式的架構采集數(shù)據(jù),然后集中進行信息處理。此模式一般用于宏觀決策等信息處理的過程中,如智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流、智能醫(yī)療等。系統(tǒng)的智能主要體現(xiàn)在處理中心,即需要較強的集中計算能力和高帶寬,但終端設備比較簡單。

  物計算模式強調實時控制,對終端設備的性能要求較高,如智能化的汽車電子、數(shù)控機床、安全監(jiān)控系統(tǒng)、智能家居等。系統(tǒng)的智能主要體現(xiàn)在終端設備上,對集中處理能力和系統(tǒng)帶寬要求比較低。

  李國杰的第二個忠告是:物聯(lián)網(wǎng)的云計算模式和物計算模式對技術的要求是不一樣的,不要試圖創(chuàng)造一種終端和處理中心的性能都非常高、帶寬也很高的應用模式。這將導致RFID的應用成本居高不下。

  “據(jù)我了解,沒有哪個國家擁有兩三百個節(jié)點以上的無線傳感網(wǎng),也沒有壽命超過兩年的無線傳感網(wǎng)。無線傳感網(wǎng)有應用的局限性,比如涉及敏感信息的應用等。物聯(lián)網(wǎng)是個十分復雜的問題!崩顕鼙硎。

  李國杰的第三個忠告是:智能電網(wǎng)、智能物流、智能交通等應用涉及到十分復雜的動態(tài)環(huán)境優(yōu)化問題。這是一個十分困難的系統(tǒng)科學問題,不是裝幾個傳感器就能輕松解決的。因此,我們要加強有關的基礎研究,既不能把物聯(lián)網(wǎng)大題小做,也不能把需要時間去解決的未來的問題放到現(xiàn)在來解決。


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