数字建筑与增强打印技术：实现智慧地球的特征和优势

2009年1月28日，奥巴马与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”（ smart Earth） 这一概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。这一理念的主要内容是把新一代的 IT 技术充分运用到各行各业中，即要把传感器装备到人们生活中的各种物体当中，并且联结起来，形成“物联网”，并通过超级计算机和云计算将“物联网”整合起来，实 现网上数字地球与人类社会和物理系统的整合。在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，从而达到“智慧”状态。在智慧地球上，人们将看到智慧的医疗、智慧的电网、智慧的油田、智慧的城市、智慧的企业等。物联网概念的问世打破了传统的思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT 基础设施分开，一方面是机场、公路、建筑物，而另一方面是数据中心、个人电脑、宽带等。物联网将与水、电、气、路一样，成为地球上的一类新的基础设施。把数字地球与物联网结合起来所形成的“智慧地球”将具备以下一些特征。

①“智慧地球”包含物联网

物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网应该具备三个特征：全面感知，即利用 RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；可靠传递，通过各种电信网络 与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；智能处理，利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。

②“智慧地球”面向应用和服务

无线传感器网络是无线网络和数据网络的结合，与以往的计算机网络相比，它更多的是以数据为中心。由微型传感器节点构成的无线传感器网络则一般是为了某个特定的需要设计的，与传统网络适应广泛的应用程序不同的是，无线传感器网络通常是针对某一特定的应用，是一种基于应用的无线网络，各个节点能够协作地实时监测、 感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些数据进行处理，从而获得详尽而准确的信息，将其传送到需要这些信息的用户。(www.xing528.com)

③智慧地球与物理世界融为一体

在无线传感器网络当中，各节点内置有不同形式的传感器，用以测量热、红外、声纳、雷达和地震波信号等，从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等众多人们感兴趣的物质现象。传统计算机网络以人为中心，而无线传感器网络则是以数据为中心。

④智慧地球能实现自主组网、自维护一个无线传感器网络当中可能包括成百上千或者更多的传感器节点，这些节点通过随机散播等方式进行安置。对于由大量节点构成的传感网络而言，手工配置是不可行的。因此，网络需要具有自组织和自动重新配置能力。同时，单个节点或者局部几个节点由于环境改变等原因而失效时，网络拓扑应能随时间动态变化。因此，要求网络应具备维护动态路由的功能，才能保证网络不会因为节点出现故障而瘫痪。

智慧地球可从以下四个层次来架构 ： ①物联网设备层，该层是智慧地球的神经末梢，包括传感器节点、射频标签、手机、个人电脑、PDA、家电、监控探头。②基础网络支撑层：包括无线传感网、P2P网络、网格计算 网、云计算网络，是泛在的融合的网络通信技术保障，体现出信息化和工业化的融合。③基础设施网络层， Internet网、无线局域网、3G 等移动通信网络。④应用层，包括各类面向视频、音频、集群调度、数据采集的应用。智慧地球的目标是让世界的运转更加智能化，涉及个人、企业、组织、政府、自然和社会之间的互动，而它们之间的任何互动都将是提高性能、 效率和生产力的机会。随着地球体系智能化的不断发展，也为人们提供了更有意义的、崭新的发展契机。智慧地球可以更有效地实现城市网格化管理和服务。提升交通系统的信息化、智能化、集成化和网络化，智能采集交通信息、流量、噪音、路面、交通事故、天气、温度等，从而保障人、车 、路与环境之间的相互交流，进而提高交通系统的效率、机动性、安全性、可达性、经济性，达到保护环境、降低能耗的作用。人们不论是在室内 还是在户外，通过物联网和各种接入终端，可以让每个家庭都能感受到智慧地球的信息化成果，实现智能家居。