说到上网,人们首先会想到电脑、手机、邮件、微信、手机支付、手机银行、信息查询、网络购物、视频会议、电脑办公等。但这只是信息网的应用,传递的只是信息。
由于信息网在传递信息时,可实现点对点双向直达,互联互通,所以被称作互联网,又称国际互联网或信息互联网。
除信息网外,还有传递乘客或货物的交通网,包括铁路网、公路网、水路网、航空网等。还有传递电能的供电网,包括特高压电网、超高压电网、高压电网、低压电网等。还有传递淡水的供水网,包括跨区调水管道、跨区调水渠道、城市自来水网等。由于它们覆盖范围较小,自动化程度较低,所以还不被称作互联网。
随着新技术、新材料的不断涌现,未来的城市将建在空中平台之上,空中平台将建在陆地和海洋之上。人口不仅分布于陆地,还分布于海洋。人口总量将大幅度增加。
未来的信息网、交通网、供电网、供水网必须适应这一变化,成为覆盖全球的四大互联网。
一、信息互联网
信息互联网在传递信息时,之所以能实现点对点双向直达,互联互通,是因为以下四大要素的存在。
1、客户端
客户端是信息的发送端或接收端,包括电脑、手机、显示屏、摄像头等。每个客户端都有一地址,通过地址接收或发送信息。
2、数据包
发送端可将信息分段发送,每段信息就是一个数据包,每个数据包都含有接收端的地址。接收端将收到的数据包自动组合,恢复成原来的信息。
3、线路
线路是传递信息的介质,包括光纤、电缆、电磁波。用线路将若干客户端连到一个节点,组成局域网;将若干局域网连到一个节点,组成广域网......最终组成信息互联网。
4、路由器
路由器位于上述各节点,通过出、入接口与节点处的各条线路连接,用于选择路径。
路由器可从接收的数据包中提取地址,并根据地址将数据包转发到下一个节点,也就是下一个路由器......最终抵达接收端。
二、交通互联网
未来的交通网将以管道取代铁路、公路、水路及航空线路。从出发地到目的地,不用换乘,不用转运,中间不停。可点对点双向直达,互联互通。所以又称交通互联网,由以下四个要素组成。
1、车站(相当于信息互联网的客户端)
车站是交通始发地和目标地,每个工厂、公司、机关、学校、医院、宾馆、饭店、商场、公园、住宅等,凡是需要交通的地方都设有一个或多个车站,每个车站都有一编号,作为该站的地址。每个车站都有车厢随时待命,只需设置目标车站地址即可直达。
2、车厢(相当于信息互联网的数据包)
车厢是乘客或货物的载体,有统一的外形和尺寸,可在磁场中悬浮,可受磁场驱动,可在管道内的磁场中运行,还可通过键盘或语音设置目标车站的地址。
3、管道(相当于信息互联网的线路)
管道内有磁场,可驱动车厢悬浮运行,是传递乘客或货物的通道。
先用管道将若干个车站分别与一个一级变道环双向互联;再用管道将若干个一级变道环分别与一个二级变道环双向互联;再将若干个二级变道环分别与一个三级变道环双向互联......最终组成交通互联网。
4、变道环(相当于信息互联网的路由器)
变道环是一段管道首尾相接构成的圆环,有若干出口和入口,通过出口和入口实现双向互联。变道环不仅可以控制行车路线,还是网络中的主干道。一级变道环直径约为数百米,二极变道环直径约为数千米,随着级数的增加,直径逐级变大,车速逐级升高。
车厢入环时:自动调整车速,以免碰撞。车厢入环后:按本级车速运行,自动保持车距。车厢靠近与目标站关联的出口时:出口自动打开,通过后自动关闭。车厢出环后:驶向目标车站或下一变道环。驶向目标车站时车速逐渐下降为零,驶向下一变道环时车速逐渐过渡为下一级车速。车速的调整,车距的保持,出口的打开和关闭,均靠磁场自动完成。
入环管道位于切线方向,入口始终处于开启状态,车厢入环时只需调整车速,避免碰撞即可。
出环管道位于切线方向,出口通常处于关闭状态,车厢出环时只需适时打开相关出口即可。
出口的打开取决于车厢的地址,只需给车厢设置地址,即可直达目标站,所以不用司机,不用驾驶。
从始发站到目标站,前半程车速逐级上升,后半程车速逐级下降,中间不停,可以充分节省时间。
三、供电互联网
由于煤炭、石油、天然气等终将耗尽,由于新材料的光电转换率日益提高,未来的供电网将以光伏发电为主。
未来的供电网可将强光区与弱光区互联,可对所有区域持续稳定供电,所以又称供电互联网,有以下几个特征。
1、每个单位和住宅既是用电方,又是发电方
为充分利用阳光发电,每个单位和住宅都装有光伏发电设备,既是用电方,又是发电方。白天发出的电除部分自己使用外,大部分通过电网对外供电,夜间则通过电网获取电能。
2、采用直流模式
未来的供电互联网将采用直流模式。即发电、输电、用电,都采用直流电标准。
光伏发电设备发出的是直流电,不用转换即可入网,可为千家万户省去大量转换设备。
输电线路采用直流输电,直流输电没有容抗、感抗的困扰,输电距离没有上限,可以覆盖全球。
用电设备直接使用直流电,可省去整流、滤波的麻烦。
3、采用低压模式
未来的供电互联网将采用低压模式。即发电电压、输电电压、用电电压都为直流110V或220V。
由于每个单位和住宅,既是用电方,又是发电方,不仅要与供电互联网连接,还要经常在用电状态和发电状态间转换。采用统一的低压模式,便于上述连接和转换。
4、降低输电损耗
输电损耗与输电线路的电流和电阻相关。由于未来的供电互联网采用了低压模式,所以不能通过提高电压降低电流来降低输电损耗,只能通过降低电阻来降低输电损耗。降低电阻一是靠提高材料的电导率,二是靠增加输电线路的截面积。
供电互联网不仅需要光电转换率高的新材料,还需要电导率高,成本低的新材料。随着新材料、新技术的不断涌现,供电互联网必将由梦想变为现实,彻底解决能源短缺和环境污染问题。
四、供水互联网
由于对淡水的需求大幅度增加,地下水和地表水已不能满足需要,未来的供水网将以云层为水源,可将多云区与少云区互联,可对所有区域稳定供水,所以又称供水互联网,有以下特征。
1、云中取水
未来的供水互联网将直接从云中取水,因为云层是地球上最大的淡水库,不仅有最多最纯的淡水,而且取之不尽。只有直接从云中取水,才能满足对淡水的需求。
2、取水平台
要直接从云中取水,需要利用千米构件在云层里搭建取水平台。平台上设集水池,集水池上设凝水器。凝水器由正、负电极组成。电极垂直安装,正负相间,均匀分布,如下所示:
云层是漂浮在空中的小水珠,通过电极之间时,会在电场的作用下凝聚于电极表面,然后流向集水池。小水珠的凝聚过程是放热过程,释放的热量把空气加热,被加热的空气上升,周边的云层就进来补充,云变水就可连续进行。一个半径1公里的取水平台,可把半径10公里的云层不断吸入并转化成水。
**3、**取水源头
地球上有许多地方阴雨天特别多,例如:哥伦比亚的图图嫩多,年均降雨量高达11770毫米;印度的梅加拉亚帮,日降雨量曾高达1563毫米;中国的贵阳就是因为阴天多,晴天少,阳光珍贵而得名。这些地方具备生成云层的天然条件,可作为取水的源头。
4、供水互联网
利用千米构件组装全球供水管网,将所有云中取水平台和所有需要供水的地方连接起来,组成供水互联网。平时,每个云中取水平台向其周边的城市供水,必要时,可向更远的地方供水。
供水互联网不仅解决了人类对淡水的需求,还减少了降雨过多,洪水泛滥等自然灾害。
五、未来的四大互联网
目前的有线电话网、有线电视网已经或正在并入信息互联网。因为它们传递的也是信息。
目前的汽车、火车、轮船、飞机等将被交通互联网所取代。因为交通互联网不用加油,不用充电,不用换乘,不用转运,不用驾驶,方便快捷,节省时间。
目前的供电网、供暖网、供热网、燃气网将被供电互联网所取代。因为供电互联网可提供充足的电能,可方便地转换成热能。
目前的深井取水、江河取水、跨区调水、海水淡化等将被供水互联网所取代。因为供水互联网可提供充足的,最纯净的淡水。
信息互联网、交通互联网、供电互联网、供水互联网是未来的四大互联网。由于四大互联网的存在,原来不宜居住的区域也建起了繁华都市,环境不但没因人口增加而破坏,反而变得更加美好。
来源: 科普65beff4a4f556