普適計算技術學術報告會——上海市計算技術研究所文庫.ppt

1 YOCSEF上海無線傳感網(wǎng)絡與普適計算技術學術報告會無線傳感自組織基站網(wǎng) 上海市計算技術研究所研發(fā)三部 無線傳感器網(wǎng)絡 2008年3月15日 王漫 2 內容提綱 無線傳感器網(wǎng)絡的特征傳感器網(wǎng)絡節(jié)點硬件設計趨勢關于傳感網(wǎng)所需無線頻點關于進行中的傳感網(wǎng)標準化自主創(chuàng)新協(xié)議的重要性傳感網(wǎng)與泛在網(wǎng) 普適計算 無線傳感器網(wǎng)絡的市場節(jié)奏上海市計算技術研究所簡介上海市計算技術研究所研發(fā)三部簡介上海市計算所擁有的典型技術實證測試參展2007中國國際工業(yè)博覽會下一步的技術發(fā)展計劃 3 一 無線傳感器網(wǎng)絡的特征 本質特征 MCU RF 傳感器 電源管理 無線網(wǎng)絡協(xié)議外延特征 低功耗 自組織 多跳 泛在 協(xié)同 可信 4 MCU的選擇 選擇口碑好的著名的低功耗產(chǎn)品TIAtmel 5 RF的選擇 NordicTIchipconPA現(xiàn)在SOC技術進步太快 一般來說 留給大多數(shù)技術人員的僅剩天饋系統(tǒng)可以發(fā)揮 傳輸線設計 內置外置天線 微帶天線 6 上海市計算所擁有的主要RF測試儀器 信號源AT頻譜儀RS矢量網(wǎng)絡分析儀Agilent 7 傳感器 敏感器件 外購 傳感變送電路 外購 自主研發(fā)相結合 溫度 濕度加速度光照度PH 電化學 氣體風速 風向 8 電源 能量補給源 太陽能 風能 振動能 220V交流研制 有能量補給的傳感網(wǎng) 的重要性儲能裝置 一次性鋰電 一次性堿性電池 鎳氫可充電電池 鉛酸可充電電池 法拉電容 9 二次能量變換 從能量補給源到儲能裝置從儲能裝置到用電裝置升壓降壓芯片 LT MAXIM TPS 10 二 傳感器網(wǎng)絡節(jié)點硬件設計趨勢 衡量傳感器網(wǎng)絡硬件技術進步的特征 傳感器網(wǎng)絡硬件節(jié)點體系結構模型 11 硬件節(jié)點體系結構模型 12 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設計第一階段 13 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設計第二階段 14 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設計第三階段 RF MCU 變送電路 傳感器兩塊電路板上計所研制的溫濕度 光照度 pH傳感器節(jié)點屬于該階段 15 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設計第四階段 單一電路板 上計所研制的無線加速度傳感器節(jié)點Z205 J 16 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設計第五階段 放量后的SOC化是全部嵌入式技術的一種宿命 胎壓檢測芯片 17 三 關于傳感網(wǎng)所需無線頻點 433MHZ是黃金頻段 但是似乎存在爭議 請大家特別關注2 4GHz的應用 從409MHz對講機看 在中國應該先有自主技術還是先有頻點 18 四 關于進行中的傳感網(wǎng)標準化 不可能靠一套協(xié)議通吃天下 不可能靠一套標準通吃天下 比較通用的IEEEWPAN類標準 與行業(yè)領域相關的標準更重要 更要注重事實標準 19 五 自主創(chuàng)新協(xié)議的重要性 不斷涌現(xiàn)的新應用領域可以為有能力切換從物理層到應用層的團隊提供新機會 傳感器網(wǎng)絡傳輸?shù)膬热莅芏嘤脩舻碾[私 安全 安全還是安全 20 21 22 六 傳感網(wǎng)與泛在網(wǎng) 普適計算 主機時代個人機時代MCU的泛在化 23 日本總務省對泛在網(wǎng)絡的構想 24 幾點思考 現(xiàn)在的無線傳感網(wǎng)是泛在網(wǎng)絡的初級階段 WSN與RFID共同構成未來的泛在網(wǎng)絡的末梢終端網(wǎng) 二者將互相促進 末梢終端網(wǎng)與接入網(wǎng) 核心網(wǎng)是互補關系而不是競爭關系 要多多研究傳感網(wǎng)與3G增值業(yè)務的內在聯(lián)系 25 MCU的泛在化大趨勢給出了無線傳感器網(wǎng)絡的市場前景 將逐步向各領域滲透 地面 井下 海洋 南極 探月 26 七 無線傳感器網(wǎng)絡的市場節(jié)奏 手機行業(yè) 10年基礎研發(fā) 10年開拓市場的大哥大階段 賺5年好錢 之后就變成過度競爭的低利潤行業(yè) 國內從2001年開始算起 無線傳感器網(wǎng)絡技術目前還沒有走到大哥大階段 時間不夠 還需要有釀造的過程 類推預測 3年后 開始大哥大階段 13年后進入尋常百姓家 18年后過度競爭 在現(xiàn)階段 傳感器網(wǎng)絡方向的研究生如何找工作 27 八 上海市計算技術研究所簡介 碩士研究生培養(yǎng)和學位授予單位 編輯出版在國內外發(fā)行的中國計算學會會刊 計算機應用與軟件 我所已從科研事業(yè)單位整體轉制為應用開發(fā)型的科技企業(yè) 成為一個以技術創(chuàng)新和自主技術為主導 以信息技術應用產(chǎn)品開發(fā)和信息服務為主業(yè) 立足于市場的高新技術企業(yè) 28 所本部從事研發(fā)工作的業(yè)務部門 研發(fā)一部 嵌入式系統(tǒng)硬件和軟件的設計與開發(fā)技術研發(fā)二部 軟件技術研發(fā)三部 無線傳感器網(wǎng)絡與通信技術 所重點方向 色譜事業(yè)部 色譜分析技術 色譜工作站 氣相色譜儀 所重點方向 29 九 研發(fā)三部簡介 上海市計算技術研究所研發(fā)三部成立于2007年春天 它的前身是2005年成立的無線傳感器網(wǎng)絡課題組 團隊主要成員從2001年開始在國內較早地從事了無線傳感應用系統(tǒng)的研發(fā)工作 初步形成了由嵌入式系統(tǒng) 微網(wǎng)協(xié)議 射頻 傳感變送 電源管理 服務器軟件等多領域資深研發(fā)工程師組成的技術團隊 30 研發(fā)三部的項目及成果 上海市科委項目 基于無線傳感器網(wǎng)絡的實用監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā) 已結題 0504 0610 世博科技專項 基于RFID現(xiàn)場感應的世博信息服務關鍵技術及示范系統(tǒng)的研究開發(fā) 中的 RFID無線數(shù)據(jù)鏈技術研究 子項目 0508 0707 E 上海 科技攻關項目 無線傳感器網(wǎng)絡關鍵技術攻關及其在道路交通中的應用示范研究 中的 基于Linux的傳感網(wǎng)操作系統(tǒng)的低功耗 輕量化研究 子項目 0508 0706 上海市科委項目 面向能量不均衡型應用的無線傳感自組織基站網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā) 0610 0709 在計算所承擔的科技部與上海市 部市合作 國家科技支撐項目 世博專項 世博園區(qū)導覽綜合信息服務和宣傳展示系統(tǒng)關鍵技術研究 項目 0612 0809 中承擔 自適應選頻無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng) 和 自適應選頻無線微網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈 兩個子項目 31 十 上海市計算所擁有的典型技術 32 33 34 無線微網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈 35 突發(fā)方式自適應選頻抗干擾技術 36 自組織基站網(wǎng) 當前時刻網(wǎng)絡拓撲結構 共有47個活躍無線節(jié)點 其中2個中心基站 34個基站以及11個端機 37 自組織基站網(wǎng)的技術特色 系統(tǒng)采用了上海市計算技術研究所自主創(chuàng)新的無線傳感器網(wǎng)絡 自組織基站網(wǎng) 的數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡層及應用層WSN協(xié)議 系統(tǒng)具有自適應選頻特點 在工作頻段內 各無線節(jié)點擁有一定的對無線環(huán)境的感知能力 可以選擇相對較好的無線頻點作為自己的工作頻點 系統(tǒng)具有自組織組網(wǎng)能力 支持隨機布放 自動形成樹型無線傳感器網(wǎng)絡 并且 在某些節(jié)點失效的情況下 剩余節(jié)點可以自動改變拓撲結構形態(tài) 形成新的樹型結構 系統(tǒng)支持多匯聚節(jié)點 系統(tǒng)面向超大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡應用而設計 設計支持的最大節(jié)點數(shù) 65000 可以隨時投放新的匯聚節(jié)點以增強系統(tǒng)的接入能力 38 十一 實證測試 39 野外露天型WSN節(jié)點實證測試 40 野外露天型WSN節(jié)點實證測試 41 42 野外露天型WSN節(jié)點實證測試 43 44