近兩年，一些城市的空氣質(zhì)量每況愈下，頻繁出現(xiàn)的霧霾天氣使人們心有余悸。大家除了減少開窗、盡量少出門、安裝空氣凈化器，以及出門帶上各種各樣的口罩外，許多人還在手機(jī)上下載了不同的應(yīng)用，實(shí)時(shí)關(guān)注相關(guān)環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)發(fā)布的空氣質(zhì)量信息，包括PM2.5、PM10的數(shù)據(jù)等。

我們吸進(jìn)去的到底是什么

上班的路上，英特爾中國研究院首席架構(gòu)師姜小凡望著見不到一絲藍(lán)色、混混沌沌的天空，掏出手機(jī)看了一眼北京市環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)公布的空氣污染指數(shù)：235，這是一個(gè)“中度污染”的早晨。

污濁的空氣使姜小凡跟路上匆忙行走的人一樣，感覺很不舒服。走進(jìn)辦公室后，他終于松了一口氣，這里的空氣應(yīng)該比外面好些吧？他很想知道，辦公室里的空氣污染指數(shù)是多少？他在上班的路上，或坐在車?yán)?，真正呼吸到的空氣到底是什么樣的?/p>

正是在這種好奇心驅(qū)使下，姜小凡萌生了做一個(gè)能隨時(shí)監(jiān)測(cè)周圍空氣質(zhì)量的系統(tǒng)的想法。他說，大家通常得到的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)基本上都是通過網(wǎng)上或手機(jī)上的應(yīng)用，而這些數(shù)據(jù)是環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)根據(jù)極有限的一些監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)綜合得到的，它代表的是一個(gè)區(qū)域的大環(huán)境。而具體到你所通過的道路、你所工作的大廈，可能離最近的監(jiān)測(cè)點(diǎn)也有相當(dāng)?shù)木嚯x，更不用說汽車?yán)锘蚍块g里的真實(shí)情況了。

于是，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域有豐富經(jīng)驗(yàn)的姜小凡和他的同事們開始對(duì)市場(chǎng)上現(xiàn)有的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行了調(diào)研。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，目前市場(chǎng)上的相關(guān)產(chǎn)品主要有三類：一是利用振蕩天平技術(shù)的，價(jià)格在50萬元左右，最昂貴；另兩類是采用光散射技術(shù)，其中可以測(cè)量微粒子的是3萬多元，而最便宜的采用粒子計(jì)數(shù)技術(shù)的也需要3000元。

在姜小凡的家里，有一臺(tái)空氣凈化器，他發(fā)現(xiàn)，這臺(tái)機(jī)器會(huì)根據(jù)房間內(nèi)空氣質(zhì)量來決定是工作還是休眠，于是，他和同事們將其拆開，一探究竟，發(fā)現(xiàn)機(jī)器里面其實(shí)有一個(gè)灰塵傳感器，機(jī)器就是靠這個(gè)器件來決定是否啟動(dòng)工作。這啟發(fā)了姜小凡和他的同事們，他們迅速制定出研發(fā)戰(zhàn)略：用廉價(jià)的前端硬件+云端的空氣質(zhì)量模型，通過收集前端灰塵傳感器以及其他可能改變空氣質(zhì)量的多維度數(shù)據(jù)，如溫度、濕度數(shù)據(jù)等，通過構(gòu)建的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)模型，精確計(jì)算出所收集的小區(qū)域的空氣的質(zhì)量，并反饋給用戶。

PAM告訴你

在這一思想指導(dǎo)下，姜小凡與他在中國英特爾物聯(lián)技術(shù)研究院的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出兩種不同的前端系統(tǒng)。一種是體積相對(duì)稍大些的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器（PAM），大小如兩個(gè)易拉罐，可以直接連接網(wǎng)線；用戶通過登錄系統(tǒng)，注冊(cè)自己的具體地址，系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡(luò)將采集到的數(shù)據(jù)上傳至云端；然后系統(tǒng)根據(jù)所采集到的數(shù)據(jù)，計(jì)算出空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)；而用戶則可通過登錄網(wǎng)頁查看本采集點(diǎn)的空氣質(zhì)量情況。

另一種是體積相對(duì)稍小的便攜式空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)器（MiniPAM），它可通過藍(lán)牙與手機(jī)連接，利用手機(jī)上安裝的應(yīng)用，將采集到的數(shù)據(jù)上傳到云端；系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)，通過計(jì)算，最后得到空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)反饋到手機(jī)上，用戶通過手機(jī)就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自己周圍的空氣質(zhì)量。

在MiniPAM中，除了用戶可以方便地得到想要的數(shù)據(jù)外，用戶上傳空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)的同時(shí)，還上傳了手機(jī)中其他傳感器的信息，這些信息能幫助系統(tǒng)更準(zhǔn)確地計(jì)算出空氣質(zhì)量，如GPS位置信息，系統(tǒng)一是得到了用戶的位置信息，二是可以計(jì)算出用戶是在室內(nèi)還是室外。手機(jī)充當(dāng)了另一個(gè)維度的數(shù)據(jù)源。

姜小凡介紹說，PAM適用于放置在辦公室、家庭等固定的場(chǎng)所中，而MiniPAM更適合人們隨身攜帶，如晨練去公園，或上班的路上，或在汽車?yán)?，你都可以隨時(shí)關(guān)注你周圍的空氣。今后，還會(huì)開發(fā)出更多的應(yīng)用，如智能路徑規(guī)劃，在計(jì)劃早晨跑步鍛煉的路線或上班路線時(shí)，通過系統(tǒng)找到對(duì)身體危害最少的路徑；還可以通過系統(tǒng)分析，找到空氣質(zhì)量的污染源；另外還能通過某人所處的環(huán)境的空氣質(zhì)量和他當(dāng)前的行為，分析身體可能受到的危害。

目前，在中國英特爾物聯(lián)技術(shù)研究院，產(chǎn)品原型的研發(fā)基本完成，正在試用階段。系統(tǒng)前端設(shè)備的成本只有幾百塊錢，而系統(tǒng)的精確度卻能與市面上3000元左右的產(chǎn)品媲美。在姜小凡看來，他希望用廉價(jià)的大多數(shù)用戶都用得起的設(shè)備，吸引更多的人使用，因?yàn)榍岸嗽O(shè)備的大量部署，意味著計(jì)算精確度的整體提升。

姜小凡說，在后臺(tái)的計(jì)算模型中，某個(gè)點(diǎn)的最終結(jié)果實(shí)際上與其周圍點(diǎn)的數(shù)據(jù)密切相關(guān)。北京現(xiàn)有20多個(gè)公共測(cè)試點(diǎn)，他們首先用這些被視為可信度最高的數(shù)據(jù)構(gòu)建一個(gè)二維空間圖。當(dāng)計(jì)算用戶的某個(gè)點(diǎn)時(shí)，則會(huì)根據(jù)距離該點(diǎn)最近的數(shù)據(jù)來進(jìn)行糾正，同時(shí)完善這個(gè)二維空間圖，當(dāng)然其中要考慮該點(diǎn)周圍數(shù)據(jù)的可信度等因素。

人人物聯(lián)

姜小凡介紹說，研發(fā)PAM系統(tǒng)有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。一是系統(tǒng)的理念，一個(gè)可實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)的分布式系統(tǒng)，可方便地采集到大量的數(shù)據(jù)，并隨著使用人數(shù)的增加，也就是采集點(diǎn)的增加，其計(jì)算結(jié)果就會(huì)越精確。因此，對(duì)于每個(gè)采集點(diǎn)的監(jiān)測(cè)儀不要求精確度有多高，而是要做到足夠便宜。首先部署一個(gè)基礎(chǔ)密度的節(jié)點(diǎn)，然后隨著用戶的增加，就能采集到更多的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)之間互相幫助，以此提高系統(tǒng)的精確度。二是數(shù)據(jù)模型的確定，這恐怕是姜小凡他們的秘密了。

對(duì)于這樣一個(gè)需要大家廣泛參與的系統(tǒng)，可以想像，將它應(yīng)用于一個(gè)城市、一個(gè)區(qū)縣的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)真是再合適不過了，先由城市的環(huán)保部門投資不多的資金部署一些基礎(chǔ)點(diǎn)，然后吸引更多的人參與，大家在關(guān)注自己小環(huán)境空氣質(zhì)量的同時(shí)，也為整個(gè)系統(tǒng)貢獻(xiàn)了一份力量，逐漸提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，甚至能夠幫助環(huán)保部門找到污染源。

這是一種理念，也是一種模式。由此我們想到，按照這種模式，我們似乎還可以做更多的事情。不錯(cuò)，其實(shí)姜小凡所在的英特爾中國研究院已經(jīng)開始了這方面的工作，據(jù)介紹，英特爾與北京市政府以及中國科學(xué)院自動(dòng)化所共同成立了中國英特爾物聯(lián)技術(shù)研究院，希望應(yīng)用云計(jì)算概念，基于云平臺(tái)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采集各種基于物理平臺(tái)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，比如，家庭用電的數(shù)據(jù)、人的健康數(shù)據(jù)等，從而開發(fā)出更多的應(yīng)用。