隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展，中國已經(jīng)逐步進(jìn)入了老齡化社會(huì )，以后我們社會(huì )面臨的現狀將是一對年輕的夫妻，在照看自己小孩的同時(shí)，還要照看2～6對老人，這就為全社會(huì )出了一個(gè)難題。每家都雇保姆，顯然不現實(shí)；那么，只能通過(guò)科技的手段來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題了，靠提高家庭的生活品質(zhì)、方便家庭與外界的信息交互、用傳感節點(diǎn)感知家里發(fā)生的情況等，這就為家庭物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現奠定了社會(huì )基礎。  

物聯(lián)網(wǎng)的概念正大行其道，也使人們看到了社會(huì )未來(lái)的發(fā)展趨勢，然而物聯(lián)網(wǎng)大部分卻停留在概念階段，真正規模應用還有待時(shí)日。家庭區域相對狹小、需求比較明確，最有可能優(yōu)先實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)的應用。它不只是現代家庭現實(shí)的需要（照看老人、孩童），更是人們日益增強的家庭安全

家庭物聯(lián)網(wǎng)應用領(lǐng)域

寒冷的冬季，供暖系統使北方城市家庭充滿(mǎn)溫暖，而當白天大部分人離家上班的時(shí)候，空空的房間仍溫暖如春。我們需要一個(gè)智能化的供暖控制系統。在生產(chǎn)安全領(lǐng)域，在食品衛生領(lǐng)域，在工程控制領(lǐng)域，在城市管理領(lǐng)域，在人們日常生活的各個(gè)方面，甚至在人們的娛樂(lè )活動(dòng)中，都需要建立隨時(shí)能與物體溝通的智能系統。通過(guò)裝置在各類(lèi)物體上的電子標簽（RFID），傳感器、二維碼等經(jīng)過(guò)接口與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )相連，從而給物體賦予智能，可以實(shí)現人與物體的溝通和對話(huà)也可以實(shí)現物體與物體相互間的溝通和對話(huà)。在電度表上裝上傳感器，供電部門(mén)隨時(shí)都可知道用戶(hù)的用電情況，實(shí)現用電檢查、電能質(zhì)量監測、負荷管理、線(xiàn)損管理、需求側管理等高效一體化管理，一年來(lái)降低電損。在電梯裝上傳感器，當電梯發(fā)生故障時(shí)，無(wú)需乘客報警、電梯管理部門(mén)會(huì )借助網(wǎng)絡(luò )在第一時(shí)間得信息，以最快的速度去現場(chǎng)處理故障。

發(fā)展歷程

1999年，物聯(lián)網(wǎng)的概念就已被提出，10年間，世界各國都在加緊研究。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展共分為四個(gè)階段：第一個(gè)階段是大型機、主機的聯(lián)網(wǎng)，第二個(gè)階段是臺式機、筆記本與互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)，第三個(gè)階段是手機等一些移動(dòng)設備的互聯(lián)，第四階段是嵌入式互聯(lián)網(wǎng)興起階段，更多與人們日常生活緊密相關(guān)的應用設備，包括洗衣機、冰箱、電視、微波爐等都將加入互聯(lián)互通的行列，最終形成全球統一的“物聯(lián)網(wǎng)”。

對于互聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)，20世紀80年代是黃金時(shí)代，這段時(shí)間出了一個(gè)知名的人物——鮑勃?卡恩（BobKahn），他被人們稱(chēng)為互聯(lián)網(wǎng)之父（被賦予同樣稱(chēng)呼的人還有好幾個(gè)）。在為互聯(lián)網(wǎng)做出卓越貢獻的同時(shí)，他也非常有遠見(jiàn)的為另一個(gè)始于上世紀80年代的項目——分布式傳感網(wǎng)（DistributedSensorNet,簡(jiǎn)稱(chēng)DSN）——做了奠基。在那個(gè)年代，傳感器遠比我手上的這個(gè)大得多，要用一輛卡車(chē)來(lái)拉。這么大的傳感器作為一個(gè)個(gè)節點(diǎn)組織在一起，通過(guò)微波彼此相連，就組成了傳感網(wǎng)。   

    龐大的傳感器在體積方面跟不上人們對其功用上的期望，于是研究者們就開(kāi)始思考能不能把它做得小一點(diǎn)、再小一點(diǎn)。于是，在上世紀90年代，“智能微塵”（SmartDust）這個(gè)很有意思的概念出現了，提出者是KrisPister，他是加州大學(xué)伯克利分校的教授。這一概念認為可以將計算和通訊集成在約1~2平方毫米的超微型傳感器中，用以對周?chē)h(huán)境的參數進(jìn)行探測。其核心的成分是微電機系統（Micro-Electro-MechanicalSystem,簡(jiǎn)稱(chēng)MEMS；這個(gè)概念在當時(shí)引起非常大的轟動(dòng)），該系統中可以集成很多和機械有關(guān)的傳感器。  

    當時(shí)KrisPister這批人有一個(gè)幻想——在蒲公英上面懸掛一個(gè)傳感芯片，蒲公英飛到哪里就探測哪里的信號，再把信號傳遞回來(lái)。雖然只是一個(gè)假想，但當時(shí)真有科學(xué)家信心百倍地投入其中，并且還把所需的數據算出來(lái)了。比如有空氣動(dòng)力學(xué)專(zhuān)家計算出了芯片應有的重量等等。在2001年，加州大學(xué)伯克利分校的實(shí)驗室真做出了這種理想中的芯片雛形，比米粒還小，可謂“細如發(fā)絲，薄如蟬翼”。他們送給了我一個(gè)，當時(shí)我還精心包裝了一下?？上ё罱也坏搅?，特別遺憾。倘若芯片里面還有電留存的話(huà)，說(shuō)不定我就能通過(guò)網(wǎng)絡(luò )定位到它的“安身之所”了。  

    在這一時(shí)期，有三所高校和研究機構在傳感器領(lǐng)域處于領(lǐng)軍地位，一是加州大學(xué)伯克利分校（以KrisPister為代表，他們提出了“智能微塵”理論），另外兩個(gè)是加州大學(xué)洛杉磯分校（他們提出了“微無(wú)線(xiàn)技術(shù)”）和施樂(lè )帕克研究中心（XeroxPARC）。施樂(lè )帕克研究中心的團隊主要由我帶領(lǐng)，我們做的是傳感信息處理和“智能物質(zhì)”（SmartMatter），希望能把計算、微電機系統放到物理世界中，與“智能微塵”也有非常緊密的聯(lián)系。  

    自本世紀初以來(lái)，對于傳感的研究越來(lái)越受到人們的重視，有很多學(xué)校和大公司的研發(fā)機構開(kāi)始進(jìn)行了類(lèi)似的研究，并有許多新興公司借此東風(fēng)異軍突起。將傳感器連接成“網(wǎng)”或“系統”，就成了傳感網(wǎng)。除了傳感網(wǎng)以外，類(lèi)似的概念也相繼提出，比如“CyberPhysicalSystem”和“InternetofThings”(簡(jiǎn)稱(chēng)IOT)。相較而言，IOT的概念在提出的初期更接近于日常生活，比如常見(jiàn)的RFID（RadioFrequencyIdentification，射頻識別）技術(shù)就是它的一部分。   

     關(guān)于傳感網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的歷史，若從大的傳感器開(kāi)始算起，傳感網(wǎng)誕生至今應有30年了；而若從微傳感網(wǎng)（MicroWirelessSensorNetwork）來(lái)說(shuō)，應該僅有15至20年：微傳感網(wǎng)始于上世紀90年代，那個(gè)時(shí)期的人們剛剛提出“微電機系統”的概念，試圖把傳感器和計算機處理和通訊全部都集成在一個(gè)芯片上，即“智慧微塵”。   

    其實(shí)傳感器的歷史，歸結起來(lái)就八個(gè)字——從大到小，以點(diǎn)到面。這八個(gè)字看似簡(jiǎn)單，但做起來(lái)卻是困難重重——要想讓傳感器真正“飛入尋常世界中”，它必需在體積、造價(jià)、能耗等方面進(jìn)行“瘦身”，這樣它才真正能夠進(jìn)入到物理世界。   

    然而，造型的縮小并不是傳感進(jìn)入生活的唯一條件，還需要互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的配合以實(shí)現從點(diǎn)到面的網(wǎng)際聯(lián)系。就IP地址而言，物聯(lián)網(wǎng)應采用IPv6（IPv4必然不夠），它有128位兩進(jìn)制的IP網(wǎng)址數，這相當于給世界上的每個(gè)沙粒都賦予了一個(gè) IP地址。唯有當所有的物體都有一個(gè)屬于自己的IP的時(shí)候，物聯(lián)網(wǎng)才能真正實(shí)現?？偠灾?，物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現需要這兩方面的相輔相成：一是利用微處理技術(shù)（micro-fabrication），提高集成度；其二是運用IP技術(shù)，以提供足夠豐富的網(wǎng)址。