社會基礎設施老化、老齡人口增加,未來各個國家需要應對的社會公共服務問題很多。在世界互聯(lián)網新形勢下,未來社會基礎設施的核心是傳感器與執(zhí)行器。目前,各國在各自的“萬億個傳感器”發(fā)展目標下,正在不斷擴擴大傳感器在社會多個應用層面的覆蓋率,特別是在一些社會基礎設施上,表現的尤為典型。
廣義上的社會基礎設施具體包括:
(1)大樓、住宅、橋梁、水壩等建筑的管理及安全保障;
(2)鐵路、船舶、飛機及汽車等交通工具的安全保障;
(3)人類健康管理及老齡人口護理;
(4)提高農業(yè)及畜牧等第一產業(yè)的效率;
(5)能源相關基礎設施的維護等。
圖中的藍色物體為日本富士電機的振動傳感器,左下是安裝這一傳感器的該公司大樓;中間的社會公共服務元件是日本豐橋技術科學大學的土壤養(yǎng)分傳感器,箭頭對應的是安裝這一傳感器的農田;右邊的社會公共服務元件為德國不來梅大學(UniversityofBremen)可對人體神經等產生作用的電極,箭頭對應的為日本羅姆公司用近紅外線圖像傳感器拍攝的人的手指。
不管是哪個領域,未來的系統(tǒng)構成大體上相同(如圖)。首先,要在作為對象的基礎設施上安裝用網絡聯(lián)接起來的無數個傳感器,用來收集關于基礎設施狀態(tài)的數據。然后根據采集到的數據,評估基礎設施的使用狀態(tài),并在必要的情況下發(fā)出警報,或是進行恰當的調控。比如,監(jiān)控橋梁及建筑時,利用光纖傳感器及加速度傳感器來采集建筑的數據,并運用數理統(tǒng)計方法來解析是否存在異常,如果有問題就發(fā)出警報。
技術環(huán)境的不斷完善,也將加速傳感器的使用。智能手機因配置了加速度傳感器及無線通信模塊,而變得非常易于使用。通信技術方面,除了WLAN、藍牙之外,還有一些國家規(guī)劃出920MHz波段等,無線通信方式的選擇越來越多。數據分析技術也因為大數據的用途增加而快速發(fā)展。
同時,隨著“開放數據”管理辦法上的成熟,開放數據與傳感器數據想結合分析,將賦予解析結果更多附加值。開放數據是指氣象數據、城市基礎數據、人口動態(tài)等。云計算匯集傳感器采集的數據,與開放數據進行結合比照,經過大數據技術進行解析之后,可提升各項分析的精準度。