核心揭秘：从一台个人空气质量监测仪到智能手表

　　引子

　　“咱们的PAM终于开发出来啦！”姜小凡兴奋地在他的中关村办公室里与每位团队成员击掌庆贺着。

　　PAM是什么？姜小凡又是何许人？

　　这一切得从中国的大气污染说起。

　　为监测愈发严重的空气污染，中国政府一直执行基于PM10指数的空气质量标准，但是直到美国驻华大使骆家辉来京上任，中国公众才知道还有更可怕的PM2.5。

　　与水污染，人们可以选择喝净化水或特供水不同，PM2.5这种悬浮微粒无孔不入。因此PM2.5马上在人们心中引起了巨大恐慌，各公共场所都能见到不少捂着大口罩的人们，尤其是白领和机关聚集地。随后一场全国性的关于PM2.5监测的热议，促使政府在每日的空气质量播报中增加了PM2.5一项。

　　北京也在全市设立了20多个监测点，并购置了每套50万元左右的空气质量监测设备。

　　已有智能手机的人们也开始利用APP，从空气质量监测站公布的数据，获得有关PM2.5、PM10和空气质量指数的信息。然而，由于20个点的监测密度太小，这些数据只能代表北京的总体空气质量，并不能告诉人们周围PM2.5的具体情况，而这恰恰是每个人最关心的，也是最有价值的。

　　对于能够反映人们周围PM2.5情况的个人空气质量监测仪，虽然市场上也能买到，但基本上都是从美国进口的，价格对普通工薪族来说太贵了。例如，买一台 DustTrak II差不多得花5000美元，大约相当于普通美国人一个月的税前工资。便宜点的Dylos（见图1）也要500美元（约3000元人民币），相当于普通中国人一个月的工资。

　　PM2.5爆表触发设计灵感

　　2013年元旦过后不久的一天，包括北京在内的多地连续出现了严重雾霾天气。刚回国2年的中国英特尔物联技术研究院（简称物联院）首席架构师姜小凡博士（见图2），尽管之前对国内空气污染严重早有耳闻，来中国工作后也被迫逐步习惯了，但是PM2.5爆表的事实还是让他大为惊诧，并更加忧虑这种污染环境对公众健康的影响。

　　

　　图1 美国进口的个人空气质量监测仪Dylos

　　

　　图2 中国英特尔物联技术研究院首席架构师姜小凡博士

　　姜小凡在美国已生活了近20年，虽然冬季有些内陆地区有时也会出现灰色天气，但PM2.5数值很少有超过50的情况。偶尔有好朋友说，底特律的PM2.5达到60了，他和其他朋友都会惊呼：“真的吗？Oh my God！要注意身体呀，尽量别外出啦。”

　　这时姜小凡在北京的家里，心里感到非常纠结：“今天是周末，已经跟同事们说好了要加班的。是开车上班还是不开车呢？”犹豫再三，还是觉得开车能少吸一些 PM2.5。当坐在车里时，又想知道车内的空气质量是什么样。到了位于中关村的办公室后还在想：“外面空气质量这么差还是别开窗通风了。可是，屋里的空气质量到底糟糕到了什么程度？”在随手打开空气净化器，过了一会儿之后，他又忍不住想知道净化的效果如何？

　　这一系列的纠结使坐在办公桌前的姜小凡突然萌生了一个念头，何不自己开发一款个人空气质量监测仪呢？

　　英特尔中国研究院有个很宽松的研究氛围，每位研究员可以随时做他喜欢的研究项目，而不用先向院领导汇报。等研究一段时间，有了眉目，需要申请大量研究经费时，可再向院里打立项报告。

　　心动不如行动，说做就做。

　　考虑到目前市场上已有的空气质量监测器价格昂贵，不适合大范围推广，且代表性极其有限。于是，他先花了几天时间，初步架构了开发平台：利用低成本分布式灰尘传感器获取海量、粗糙的小数据，通过物联网系统将这些数据送至云端。在云端大数据模型的帮助下，通过云处理技术将这些众包集映射成为有代表性的空气质量信息。

　　然后，他从院里物色了几位在传感器和云处理方面的设计师，成立了专门研究团队。动手能力很强的贾冀是姜小凡在美国卡内基梅隆的朋友引荐的，负责PAM硬件和嵌入式系统设计；曾在微软亚洲研究院实习过的程云，负责数据层和网络服务层的开发；张济显、李修成和彭倩分别负责数据可视化、数据挖掘和模型及用户行为判断的开发；物联院共同发起组织之一的中科院自动化所的副研究员刘禹，负责利用所收集的数据寻找污染源，并保持与政府部门的沟通。