无处不在的网络将如何运作

作者:Kevin Bonsor
此图表显示了用户和物体将如何拥有区域,当用户靠近它们时激活这些物体。
图片由 AT&T 剑桥实验室提供

移动计算设备改变了我们看待计算的方式。笔记本电脑和个人数字助理 (PDA) 将我们从台式电脑中解放出来。AT&T 剑桥实验室的一组研究人员正准备为移动计算带来新意。除了随身携带硬件,他们还设计了一个无处不在的网络系统,让您的程序应用程序随您移动。

通过使用小型无线电发射器和一栋装满特殊传感器的建筑,您的桌面可以随处可见,而不仅仅是在您的工作站。只需按一下按钮,您在任何房间里离您最近的电脑就会变成您的电脑,只要您需要它。除了电脑,剑桥研究人员还将该系统设计用于其他设备,包括电话数码相机

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随着我们向智能计算机迈进,它们可能会开始跟踪我们的一举一动。在本期How Stuff WILL Work中,我们将探讨这种系统的各个组成部分,以及它们如何让我们的数据和信息随我们移动。

发出蝙蝠信号

蝙蝠超声波发射器内部显示有两个铜线圈天线、一个无线电发射模块、电池和两个超声波发射器。
图片由 AT&T 剑桥实验室提供

为了让计算机程序跟踪其用户,研究人员必须开发一个能够定位人员和设备的系统。AT&T 研究人员提出了超声波定位系统。这个定位跟踪系统有三个基本部分:

  • 蝙蝠——用户佩戴的小型超声波发射器
  • 接收器——嵌入在天花板中的超声波信号探测器
  • 中央控制器——协调蝙蝠和接收器链

系统内的用户将佩戴一个蝙蝠,这是一种小型设备,可向天花板上的接收器传输一个 48 位代码。蝙蝠还内置了一个发射器,允许它通过双向 433 MHz 无线电链路与中央控制器通信。

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蝙蝠长 3 英寸(7.5 厘米),宽 1.4 英寸(3.5 厘米),厚 0.6 英寸(1.5 厘米),大约相当于寻呼机的大小。这些小型设备由一块 3.6 伏锂-亚硫酰氯电池供电,电池寿命为六个月。这些设备还包含两个按钮、两个发光二极管(LED)和一个压电扬声器,使其可以用作无处不在的输入和输出设备,以及一个电压监测器来检查电池状态。

蝙蝠将发射一个超声波信号,该信号将被位于天花板上大约相隔 4 英尺(1.2 米)的正方形网格中的接收器检测到。在 AT&T 剑桥实验室的 10,000 平方英尺(929 平方米)的建筑中,大约有 720 个这样的接收器。物体的位置通过三边测量法(一种测量物体相对于三个参考点距离的位置查找技术)找到。

三边测量法通过测量用户佩戴的蝙蝠到天花板上三个传感器的距离来工作。研究人员可以将用户的位置精确到 1.18 英寸(3 厘米)以内。
图片由 AT&T 剑桥实验室提供

如果需要定位蝙蝠,中央控制器通过无线电链路将蝙蝠的 ID 发送给蝙蝠。蝙蝠会检测到它的 ID 并发出超声波脉冲。中央控制器测量该脉冲到达接收器所需的时间。由于声音在空气中的传播速度是已知的,通过测量超声波脉冲到达其他三个传感器的速度来计算蝙蝠的位置。该系统在剑桥大楼内提供 1.18 英寸(3 厘米)的定位精度。

通过找到两个或更多蝙蝠的位置,系统可以确定蝙蝠的方位。中央控制器还可以通过分析检测到超声波信号的接收器模式和信号强度来确定人面朝哪个方向。

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在区域内

此屏幕截图显示了用户区域和对象区域将如何重叠。用户现在拥有该设备。
图片由 AT&T 剑桥实验室提供

有了超声波定位系统,任何配备有“蝙蝠”的设备只需按一下按钮就可以成为您的。假设用户离开了他的工作站,进入另一个房间。这个房间里有一部电话放在一张无人使用的桌子上。那部电话现在就是用户的电话,用户所有的电话都会立即重定向到那部电话。如果已经有人在使用那部电话,中央控制器会识别出来,并且正在使用电话的人会保持对电话的占有。

中央控制器在定位系统中的每个人和物体周围创建一个区域。例如,如果在房间里放置了几台用于视频会议的摄像头,定位系统将激活适当的摄像头,以便用户可以被看到并在房间里自由移动。

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当所有传感器和蝙蝠就位后,它们被包含在建筑物的虚拟地图中。计算机使用空间监视器来检测用户区域是否与设备区域重叠。如果区域重叠,则用户可以成为该设备的临时所有者。

如果超声波定位系统与虚拟网络计算 (VNC) 软件一起工作,则有一些额外的功能。可以创建的计算机桌面实际上可以随其所有者在系统内的任何地方移动。只需靠近建筑物中的任何计算机显示器,蝙蝠就可以使 VNC 桌面出现在该显示器上。如果您想离开自己的电脑,向同事展示您一直在做的工作,这非常方便。您的桌面会简单地从您的电脑“传送”到您同事的电脑上。

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信息跳跃器和智能海报

智能海报上会印有按钮,可以通过“蝙蝠”触发。
图片由 AT&T 剑桥实验室提供

一旦这些区域设置完毕,网络上的计算机将具备一些有趣的功能。该系统将帮助我们以“信息料斗”的形式存储和检索数据。这是一种信息时间线,用于记录数据创建的时间。料斗知道是谁创建了它,他们在哪里以及和谁在一起。

把料斗想象成一个无处不在的档案管理员。它将改变我们对电脑文件系统的看法。通过使用连接到网络的数码相机,用户的照片会立即存储在他的时间线中。录音机也可以将音频备忘录发送到信息料斗。

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同时创建的两条信息将在时间线上相同的位置找到。系统知道用户在创建数据时与谁在一起,以及协同工作的用户的各种时间线。这样就可以创建另一个时间线来跟踪特定的项目。

该超声波定位系统将带来的另一个应用是智能海报。传统的计算机界面要求我们点击计算机屏幕上的按钮。在这个新系统中,按钮可以放置在您工作场所的任何地方,而不仅仅是计算机显示器上。智能海报背后的想法是,按钮可以是一张打印出来并贴在墙上的纸。

智能海报将用于控制任何连接到网络的设备。海报会知道将文件发送到何处以及用户的偏好。智能海报也可以用于广告新服务。要按下智能海报上的按钮,用户只需将他或她的“蝙蝠”放在智能海报按钮上并点击“蝙蝠”。系统会自动知道是谁按下了海报的按钮。海报可以创建多个按钮。

超声波定位系统将要求我们跳出固有思维模式。传统上,我们使用工作中的一台电脑来存储所有文件,并且我们可能会在网络服务器上备份这些文件。这种新的无处不在的网络将使建筑物中的所有电脑能够转移所有权,并将我们所有的文件存储在中央时间线上。

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常见问题

无处不在的计算有哪些例子?
无处不在的计算的一些例子是:-亚马逊 Alexa 和谷歌助手等语音助手 -智能手机 -智能手表和健身追踪器等可穿戴设备 -恒温器和安全摄像头等智能家居设备 -车载信息娱乐系统 -Slack 和 Zoom 等办公生产力工具
什么是无处不在系统?
无处不在系统是指无处不在的系统。
为什么互联网被称为无处不在的网络?
互联网被称为无处不在,因为它始终随处可用。它是一个始终在线且始终可访问的网络。

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