YOCSEF上海无线传感网络与普适计算技术学术报告会：无线传感自组织基站网

1,YOCSEF上海无线传感网络与普适计算技术学术报告会无线传感自组织基站网,上海市计算技术研究所研发三部（无线传感器网络）2008年3月15日,王漫,2,内容提纲,无线传感器网络的特征传感器网络节点硬件设计趋势关于传感网所需无线频点关于进行中的传感网标准化自主创新协议的重要性传感网与泛在网（普适计算）无线传感器网络的市场节奏上海市计算技术研究所简介上海市计算技术研究所研发三部简介上海市计算所拥有的典型技术实证测试参展2007中国国际工业博览会下一步的技术发展计划,3,一、无线传感器网络的特征,本质特征：MCU、RF、传感器、电源管理、无线网络协议外延特征：低功耗、自组织、多跳、泛在、协同、可信。,4,MCU的选择,选择口碑好的著名的低功耗产品TIAtmel。,5,RF的选择,NordicTIchipconPA现在SOC技术进步太快；一般来说，留给大多数技术人员的仅剩天馈系统可以发挥。传输线设计；内置外置天线；微带天线；,6,上海市计算所拥有的主要RF测试仪器,信号源AT频谱仪RS矢量网络分析仪Agilent,7,传感器,敏感器件（外购）传感变送电路（外购、自主研发相结合）温度、湿度加速度光照度PH（电化学）气体风速、风向,8,电源,能量补给源：太阳能、风能、振动能、220V交流研制“有能量补给的传感网”的重要性储能装置：一次性锂电，一次性碱性电池、镍氢可充电电池、铅酸可充电电池、法拉电容,9,二次能量变换,从能量补给源到储能装置从储能装置到用电装置升压降压芯片：LT、MAXIM、TPS,10,二、传感器网络节点硬件设计趋势（衡量传感器网络硬件技术进步的特征）（传感器网络硬件节点体系结构模型）,11,硬件节点体系结构模型,12,无线传感器网络节点设计第一阶段,13,无线传感器网络节点设计第二阶段,14,无线传感器网络节点设计第三阶段,RF+MCU、变送电路+传感器两块电路板上计所研制的温湿度、光照度、pH传感器节点属于该阶段,15,无线传感器网络节点设计第四阶段,（单一电路板）上计所研制的无线加速度传感器节点Z205-J,16,无线传感器网络节点设计第五阶段,放量后的SOC化是全部嵌入式技术的一种宿命。胎压检测芯片,17,三、关于传感网所需无线频点,433MHZ是黄金频段；但是似乎存在争议；请大家特别关注2.4GHz的应用；从409MHz对讲机看，在中国应该先有自主技术还是先有频点？,18,四、关于进行中的传感网标准化,不可能靠一套协议通吃天下。不可能靠一套标准通吃天下。比较通用的IEEEWPAN类标准；与行业领域相关的标准更重要。更要注重事实标准。,19,五、自主创新协议的重要性,不断涌现的新应用领域可以为有能力切换从物理层到应用层的团队提供新机会；传感器网络传输的内容包含很多用户的隐私；安全、安全还是安全！,20,21,22,六、传感网与泛在网（普适计算）,主机时代个人机时代MCU的泛在化,23,日本总务省对泛在网络的构想,24,几点思考,现在的无线传感网是泛在网络的初级阶段；WSN与RFID共同构成未来的泛在网络的末梢终端网，二者将互相促进；末梢终端网与接入网、核心网是互补关系而不是竞争关系；要多多研究传感网与3G增值业务的内在联系。,25,MCU的泛在化大趋势给出了无线传感器网络的市场前景，将逐步向各领域渗透：地面、井下、海洋、南极、探月。,26,七、无线传感器网络的市场节奏,手机行业：10年基础研发，10年开拓市场的大哥大阶段，赚5年好钱，之后就变成过度竞争的低利润行业。国内从2001年开始算起，无线传感器网络技术目前还没有走到大哥大阶段；（时间不够，还需要有酿造的过程。）类推预测：3年后，开始大哥大阶段，13年后进入寻常百姓家，18年后过度竞争。在现阶段，传感器网络方向的研究生如何找工作？,27,八、上海市计算技术研究所简介,硕士研究生培养和学位授予单位。编辑出版在国内外发行的中国计算学会会刊计算机应用与软件。我所已从科研事业单位整体转制为应用开发型的科技企业。成为一个以技术创新和自主技术为主导，以信息技术应用产品开发和信息服务为主业，立足于市场的高新技术企业。,28,所本部从事研发工作的业务部门,研发一部：嵌入式系统硬件和软件的设计与开发技术研发二部：软件技术研发三部：无线传感器网络与通信技术（所重点方向）色谱事业部：色谱分析技术、色谱工作站、气相色谱仪。（所重点方向）,29,九、研发三部简介,上海市计算技术研究所研发三部成立于2007年春天，它的前身是2005年成立的无线传感器网络课题组。团队主要成员从2001年开始在国内较早地从事了无线传感应用系统的研发工作。初步形成了由嵌入式系统、微网协议、射频、传感变送、电源管理、服务器软件等多领域资深研发工程师组成的技术团队。,30,研发三部的项目及成果,上海市科委项目基于无线传感器网络的实用监控系统开发；（已结题）（0504-0610）世博科技专项基于RFID现场感应的世博信息服务关键技术及示范系统的研究开发中的RFID无线数据链技术研究子项目；（0508-0707）“E上海”科技攻关项目无线传感器网络关键技术攻关及其在道路交通中的应用示范研究中的基于Linux的传感网操作系统的低功耗、轻量化研究子项目；（0508-0706）上海市科委项目面向能量不均衡型应用的无线传感自组织基站网系统开发；（0610-0709）在计算所承担的科技部与上海市“部市合作”、“国家科技支撑项目”、世博专项世博园区导览综合信息服务和宣传展示系统关键技术研究项目（0612-0809）中承担自适应选频无线传感器网络系统和自适应选频无线微网数据链两个子项目,31,十、上海市计算所拥有的典型技术,32,33,34,无线微网数据链,35,突发方式自适应选频抗干扰技术,36,自组织基站网,当前时刻网络拓扑结构(共有47个活跃无线节点,其中2个中心基站，34个基站以及11个端机),37,自组织基站网的技术特色,系统采用了上海市计算技术研究所自主创新的无线传感器网络（自组织基站网）的数据链路层，网络层及应用层WSN协议。系统具有自适应选频特点：在工作频段内，各无线节点拥有一定的对无线环境的感知能力，可以选择相对较好的无线频点作为自己的工作频点。系统具有自组织组网能力：支持随机布放，自动形成树型无线传感器网络。并且，在某些节点失效的情况下，剩余节点可以自动改变拓扑结构形态，形成新的树型结构。系统支持多汇聚节点：系统面向超大规模传感器网络应用而设计，设计支持的最大节点数：65000，可以随时投放新的汇聚节点以增强系统的接入能力。,38,十一、实证测试,39,野外露天型WSN节点实证测试,40,野外露天型WSN节点实证测试,41,42,野外露天型WSN节点实证测试,43,44,