物聯(lián)網(wǎng)的終極，是人類將絕大多數(shù)甚至是一切物理世界的實體，進行數(shù)據(jù)化，然后采集、研究，甚至是控制。所以物聯(lián)網(wǎng)的終極，是實現(xiàn)物理世界的谷歌搜索，以及基于這種模式上進行其他方向創(chuàng)新的模式。

　　如果你上網(wǎng)搜一下物聯(lián)網(wǎng)的定義，各種百科會給出物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，可實現(xiàn)物體與物體之間的信息交換和通訊等答案。這樣說肯定是沒有錯，但這屬于偏技術(shù)上的一個回答，而物聯(lián)網(wǎng)對于人類的實際意義是什么呢？

　　物聯(lián)網(wǎng)實際上是將物理世界進行數(shù)據(jù)化，人類可以與物理世界的那些物體進行溝通和數(shù)據(jù)采集。當(dāng)然這不是說你對著石頭說：“石頭我叫你一聲你敢答應(yīng)嗎？”然后石頭回答一句“敢！”當(dāng)然不是這個意思，而是人類可以通過第三方軟件、系統(tǒng)、人工智能等等來獲取這方面的信息，甚至是物體“主動”來提供這方面信息。

　　所以物聯(lián)網(wǎng)的終極，就是人類將絕大多數(shù)甚至是一切物理世界的實體，進行數(shù)據(jù)化，然后采集、研究，甚至是控制。

　　所以物聯(lián)網(wǎng)的終極，是實現(xiàn)物理世界的谷歌搜索，以及基于這種模式上進行其他方向創(chuàng)新的模式。

　　而談到這，就不得不提智能微塵，這個與物聯(lián)網(wǎng)幾乎同于上世紀末提出的概念。

　　一粒微塵大小1立方毫米，最低1美元

　　智能微塵是一種能夠以無線傳輸方式傳遞信息的微型電子機械傳感器。擁有電源、傳感器、嵌入式處理器、存儲器、通信部件和軟件等一系列我們今天在電腦里才會看到的功能模塊。那它的大小是多大呢？目前的技術(shù)，可以做到1立方毫米，也就是差不多一粒沙子的大小。而成本，目前最低可做到一個智能微塵1美元。

　　未來的智能微塵可以在數(shù)小時內(nèi)懸浮在空中，進行搜集、處理、發(fā)射信息等。它將可以用于天氣監(jiān)測和各種各樣我們今天無法想象的工作。

　　它用途很廣，可探測周圍諸多環(huán)境參數(shù)，從光線強度變化到振動能量大小，幾乎無所不能，能夠收集到大量數(shù)據(jù)進行計算處理，然后利用雙向無線通信裝置將這些綜合信息在微塵器件間往來傳送。

　　數(shù)以百計的微型微塵還能組成智能微塵監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，可以自我組織、自我維持、協(xié)同工作，用以檢測四周環(huán)境（如溫度和濕度等）參數(shù)變量。智能微塵網(wǎng)絡(luò)所有二級節(jié)點的數(shù)據(jù)不直接傳給中央的聚合節(jié)點，而是通過點到點的方式傳給一個主節(jié)點，不同智能微塵的數(shù)據(jù)通過整個智能微塵監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)進行共享。

　　每個智能微塵中德收發(fā)器和嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成了基于本地分析、分布控制的智能微塵網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)的特點是任意兩個智能微塵物理上不相聯(lián)，但能共享智能微塵上的數(shù)據(jù)。信息共享可導(dǎo)致特殊類型的智能微塵協(xié)作，這種協(xié)作可產(chǎn)生比單個微塵更多的信息。

　　智能微塵有四大模塊四大特點

　　1）傳感器模塊：傳感器作為整個智能微塵系統(tǒng)的核心部件，擔(dān)負著收集周圍環(huán)境信息并轉(zhuǎn)換成電信號的重任，通常收集的信息包括光線、溫度、振動、聲音、濕度、氣體、電磁場等。作為超小型化的產(chǎn)品，單個微塵通?？梢灾徊杉瘑畏N數(shù)據(jù)，而多個微塵組成傳感器網(wǎng)絡(luò)時可以協(xié)同工作，對一定范圍內(nèi)的環(huán)境情況進行綜合檢測?；?MEMS 加工技術(shù)的傳感器模塊除功耗外基本能復(fù)合智能微塵系統(tǒng)的要求。

　　2）微處理模塊：負責(zé)整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和運算的部分，包括傳感器傳輸過來的電信號的解析、收發(fā)裝臵對數(shù)據(jù)信號的發(fā)射與接收。整個模塊通常以微控制器為內(nèi)核，包括核心處理器、AD/DA 轉(zhuǎn)換器、存儲器等。目前國外研究大多采用 ARM 構(gòu)架，功耗和體積比較符合智能微塵系統(tǒng)需求。

　　3）通信模塊：當(dāng)多個微塵組成傳感器網(wǎng)絡(luò)時，節(jié)點與節(jié)點或者基站間的信息交互需要通信模塊，按照傳輸距離的要求不同通?？煞譃?RFID 通信和激光通信。RFID 傳輸距離較短，但可實現(xiàn)全方位通信，不受小體積的障礙物影響，適用于大部分的短距離應(yīng)用;而激光通信傳輸距離特別遠，功耗較低，一般只用在超遠距離的數(shù)據(jù)傳輸上，伯克利曾成功試驗了傳輸 20km 的 laser mote。

　　4）能源模塊：對于智能微塵系統(tǒng)的工作時長來說，自供給系統(tǒng)是必須的。因此能源模塊分為能源采集和能源存儲兩部分。采集部分通常采用太陽能薄膜電池板，存儲部分采用高能量密度的鋰電池或者集成度較高、可基于片上工藝的固態(tài)電池。

　　智能微塵的尺寸通常在立方毫米量級，可單獨 or 布撒工作，具備 4 個特點：

　　1）對于周遭環(huán)境的單一或者多個的探測：通常包括聲音、光線、溫度、濕度、震感、電磁場、氣體等。

　　2）尺寸在立方毫米量級、功耗極低，攜帶方便。

　　3）具備能源采集、自供給系統(tǒng) 。

　　4）組網(wǎng)，可實現(xiàn)點對點通信，具備數(shù)據(jù)傳輸實時交換功能，保證實時、快速、準確的信息傳遞。

　　工作原理：

　?、賯鞲衅髂K采集周邊的環(huán)境信號，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚砟K進行分析;

　?、诜治鲞^后的數(shù)據(jù)信息通過通信模塊與外界進行交互;

　?、鄹鶕?jù)組網(wǎng)需求，進行系統(tǒng)間的通信協(xié)作。

　　以2012 年密歇根大學(xué)的 1mm3（1.1mm×2.21mm×0.4mm）智能微塵樣機為例：180nmCMOS 技術(shù)加工的太陽能電池，ARM 的 Cortex-M0 微處理器，RF 通信系統(tǒng)，低壓 SRAM、溫度和圖像傳感器。整個系統(tǒng)的功耗控制在 100uW 以下，具備實際可操作性。但因其壽命上存在缺失，產(chǎn)品價格非常高昂，以致于推廣近乎于無，目前產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的焦點也集中在MEMS以及納米加工技術(shù)和模塊間的集成設(shè)計，“體積更小、功耗更低、集成度更高”是追求的唯一。

　　實現(xiàn)物理世界的谷歌搜索

　　研究小組指出，智能微塵可用于監(jiān)控像橋梁或摩天大樓等大型建筑物的每一個細微變化，在房屋內(nèi)裝配智能微塵，可反饋照明、溫度、一氧化碳指數(shù)和居住占有率的情況。同時，它還可以在物理世界中運行谷歌搜索，例如：尋找鑰匙時，運行程序會回答鑰匙在哪里。

　　神不神奇？

　　它甚至還能在生物體內(nèi)進行搜索。

　　在醫(yī)學(xué)植入領(lǐng)域，可將智能微塵放置在人體內(nèi)，可以監(jiān)控患者的生命體征，例如：在一項未公布的研究中，該研究小組將一個迷你微粒植入老鼠腫瘤之中，能夠反饋腫瘤的生長情況。

　　軍事領(lǐng)域最先爆發(fā) 智能家居亦成聚點

　　IDC 預(yù)計全球物聯(lián)網(wǎng)市場將以 16.9%的年復(fù)合增長率擴張，預(yù)計到 2020 年市場規(guī)模有望達到 1.7 萬億美元。未來物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展要素更多的集中在技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品的多元化。傳感技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)的核心支撐技術(shù)，創(chuàng)新型的智能微塵的出現(xiàn)將擁有更廣泛的產(chǎn)品組合，顛覆傳感應(yīng)用方式。據(jù) Yole developement 預(yù)測，到 2018 年達到 215 億美元，年復(fù)合增長率 13.4%。

　　智能微塵作為一種全新性的產(chǎn)品，將對許多應(yīng)用方式產(chǎn)生顛覆，在軍事領(lǐng)域、智能家居、建筑物安全檢測、遠程醫(yī)療監(jiān)控、防災(zāi)/大氣檢測等領(lǐng)域產(chǎn)生有別于以往的大規(guī)模應(yīng)用。

　　1）軍事領(lǐng)域應(yīng)用：作為體積在 mm3 量級、具備自供給能力的微塵系統(tǒng)，隱蔽性極強，同時又具備獲取多種數(shù)據(jù)、靜距離探測目標的能力，非常適合部署在戰(zhàn)場上（智能微塵概念起因也是美國國防部贊助的系列傳感技術(shù)的研究）。當(dāng)多個智能微塵通過各種形式布撒在目標區(qū)域并組網(wǎng)后，將形成嚴密的監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)，可探查地方的一舉一動。如果配備不同傳感功能的微塵還可以采集空氣中的化學(xué)成分來預(yù)告生化攻擊，布撒在水中則可以檢測水質(zhì)情況。

　　2）災(zāi)害監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用：當(dāng)組網(wǎng)達到一定密度時，特別適合在廣闊的區(qū)域布臵進行監(jiān)控，比如在森林中布臵檢測溫度的微塵系統(tǒng)，能及時地記錄火源位臵，有助于減少損失。同時微塵系統(tǒng)也適合監(jiān)測大氣成分，監(jiān)控氣體污染的情況。

　　3）智能家居：基于微塵系統(tǒng)的小尺寸，當(dāng)它適用于智能家居系統(tǒng)時，不會占用原本的空間，可有效地降低安裝和維護的成本。比如布置在客廳時可檢測用戶位置的變化自動控制照明裝置的開合，也可檢測大氣環(huán)境的變化，是否有害物質(zhì)超標等;當(dāng)布置在水閥中時便可以水質(zhì)情況。

　　4）智能電網(wǎng)：通過開發(fā)具備測量電流強度功能的氮化鋁壓電懸臂梁結(jié)構(gòu)的 MEMS 電流傳感器，布置在電網(wǎng)系統(tǒng)中便具備偵察電力供應(yīng)狀況的能力。

　　5）健康監(jiān)控及醫(yī)療應(yīng)用：作為便攜式的體外測量儀適用于遠程監(jiān)控，在用戶生活的環(huán)境中布置配置不同傳感內(nèi)容的微塵系統(tǒng)，可以隨時監(jiān)控用戶的生活，提高用戶的舒適程度。比如衣服里的微塵可以檢測體溫的變化、手上的微塵可以監(jiān)測血壓的變化。未來微塵系統(tǒng)甚至可以植入人體，用于監(jiān)測血糖含量變化等。

　　雖然智能微塵不是新概念，但2015年卻是首次進入了炒作周期曲線（Gartner技術(shù)成熟度曲線），并有可能成為新的創(chuàng)新觸發(fā)點。

　　目前智能微塵技術(shù)的市場滲透率尚不足 1%，只有少量實驗室和 DARA 在研究。但考慮到它有可能產(chǎn)生的深遠的技術(shù)、經(jīng)濟、社會與法律影響，未來發(fā)展值得關(guān)注。