普適計(jì)算技術(shù)學(xué)術(shù)報(bào)告會——上海市計(jì)算技術(shù)研究所文庫.ppt

1 YOCSEF上海無線傳感網(wǎng)絡(luò)與普適計(jì)算技術(shù)學(xué)術(shù)報(bào)告會無線傳感自組織基站網(wǎng) 上海市計(jì)算技術(shù)研究所研發(fā)三部 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 2008年3月15日 王漫 2 內(nèi)容提綱 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)趨勢關(guān)于傳感網(wǎng)所需無線頻點(diǎn)關(guān)于進(jìn)行中的傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的市場節(jié)奏上海市計(jì)算技術(shù)研究所簡介上海市計(jì)算技術(shù)研究所研發(fā)三部簡介上海市計(jì)算所擁有的典型技術(shù)實(shí)證測試參展2007中國國際工業(yè)博覽會下一步的技術(shù)發(fā)展計(jì)劃 3 一 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征 本質(zhì)特征 MCU RF 傳感器 電源管理 無線網(wǎng)絡(luò)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(shù)進(jìn)步太快 一般來說 留給大多數(shù)技術(shù)人員的僅剩天饋系統(tǒng)可以發(fā)揮 傳輸線設(shè)計(jì) 內(nèi)置外置天線 微帶天線 6 上海市計(jì)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(luò)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(jié)合 溫度 濕度加速度光照度PH 電化學(xué) 氣體風(fēng)速 風(fēng)向 8 電源 能量補(bǔ)給源 太陽能 風(fēng)能 振動能 220V交流研制 有能量補(bǔ)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(bǔ)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(luò)節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)趨勢 衡量傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件技術(shù)進(jìn)步的特征 傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件節(jié)點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)模型 11 硬件節(jié)點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)模型 12 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)第一階段 13 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)第二階段 14 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)第三階段 RF MCU 變送電路 傳感器兩塊電路板上計(jì)所研制的溫濕度 光照度 pH傳感器節(jié)點(diǎn)屬于該階段 15 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)第四階段 單一電路板 上計(jì)所研制的無線加速度傳感器節(jié)點(diǎn)Z205 J 16 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)第五階段 放量后的SOC化是全部嵌入式技術(shù)的一種宿命 胎壓檢測芯片 17 三 關(guān)于傳感網(wǎng)所需無線頻點(diǎn) 433MHZ是黃金頻段 但是似乎存在爭議 請大家特別關(guān)注2 4GHz的應(yīng)用 從409MHz對講機(jī)看 在中國應(yīng)該先有自主技術(shù)還是先有頻點(diǎn) 18 四 關(guān)于進(jìn)行中的傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化 不可能靠一套協(xié)議通吃天下 不可能靠一套標(biāo)準(zhǔn)通吃天下 比較通用的IEEEWPAN類標(biāo)準(zhǔn) 與行業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)更重要 更要注重事實(shí)標(biāo)準(zhǔn) 19 五 自主創(chuàng)新協(xié)議的重要性 不斷涌現(xiàn)的新應(yīng)用領(lǐng)域可以為有能力切換從物理層到應(yīng)用層的團(tuán)隊(duì)提供新機(jī)會 傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膬?nèi)容包含很多用戶的隱私 安全 安全還是安全 20 21 22 六 傳感網(wǎng)與泛在網(wǎng) 普適計(jì)算 主機(jī)時(shí)代個(gè)人機(jī)時(shí)代MCU的泛在化 23 日本總務(wù)省對泛在網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)想 24 幾點(diǎn)思考 現(xiàn)在的無線傳感網(wǎng)是泛在網(wǎng)絡(luò)的初級階段 WSN與RFID共同構(gòu)成未來的泛在網(wǎng)絡(luò)的末梢終端網(wǎng) 二者將互相促進(jìn) 末梢終端網(wǎng)與接入網(wǎng) 核心網(wǎng)是互補(bǔ)關(guān)系而不是競爭關(guān)系 要多多研究傳感網(wǎng)與3G增值業(yè)務(wù)的內(nèi)在聯(lián)系 25 MCU的泛在化大趨勢給出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的市場前景 將逐步向各領(lǐng)域滲透 地面 井下 海洋 南極 探月 26 七 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的市場節(jié)奏 手機(jī)行業(yè) 10年基礎(chǔ)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(nèi)從2001年開始算起 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目前還沒有走到大哥大階段 時(shí)間不夠 還需要有釀造的過程 類推預(yù)測 3年后 開始大哥大階段 13年后進(jìn)入尋常百姓家 18年后過度競爭 在現(xiàn)階段 傳感器網(wǎng)絡(luò)方向的研究生如何找工作 27 八 上海市計(jì)算技術(shù)研究所簡介 碩士研究生培養(yǎng)和學(xué)位授予單位 編輯出版在國內(nèi)外發(fā)行的中國計(jì)算學(xué)會會刊 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件 我所已從科研事業(yè)單位整體轉(zhuǎn)制為應(yīng)用開發(fā)型的科技企業(yè) 成為一個(gè)以技術(shù)創(chuàng)新和自主技術(shù)為主導(dǎo) 以信息技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)和信息服務(wù)為主業(yè) 立足于市場的高新技術(shù)企業(yè) 28 所本部從事研發(fā)工作的業(yè)務(wù)部門 研發(fā)一部 嵌入式系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)技術(shù)研發(fā)二部 軟件技術(shù)研發(fā)三部 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 所重點(diǎn)方向 色譜事業(yè)部 色譜分析技術(shù) 色譜工作站 氣相色譜儀 所重點(diǎn)方向 29 九 研發(fā)三部簡介 上海市計(jì)算技術(shù)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(luò)課題組 團(tuán)隊(duì)主要成員從2001年開始在國內(nèi)較早地從事了無線傳感應(yīng)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(wù)器軟件等多領(lǐng)域資深研發(fā)工程師組成的技術(shù)團(tuán)隊(duì) 30 研發(fā)三部的項(xiàng)目及成果 上海市科委項(xiàng)目 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā) 已結(jié)題 0504 0610 世博科技專項(xiàng) 基于RFID現(xiàn)場感應(yīng)的世博信息服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)及示范系統(tǒng)的研究開發(fā) 中的 RFID無線數(shù)據(jù)鏈技術(shù)研究 子項(xiàng)目 0508 0707 E 上海 科技攻關(guān)項(xiàng)目 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及其在道路交通中的應(yīng)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(xiàng)目 0508 0706 上海市科委項(xiàng)目 面向能量不均衡型應(yīng)用的無線傳感自組織基站網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā) 0610 0709 在計(jì)算所承擔(dān)的科技部與上海市 部市合作 國家科技支撐項(xiàng)目 世博專項(xiàng) 世博園區(qū)導(dǎo)覽綜合信息服務(wù)和宣傳展示系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究 項(xiàng)目 0612 0809 中承擔(dān) 自適應(yīng)選頻無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 和 自適應(yīng)選頻無線微網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈 兩個(gè)子項(xiàng)目 31 十 上海市計(jì)算所擁有的典型技術(shù) 32 33 34 無線微網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈 35 突發(fā)方式自適應(yīng)選頻抗干擾技術(shù) 36 自組織基站網(wǎng) 當(dāng)前時(shí)刻網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 共有47個(gè)活躍無線節(jié)點(diǎn) 其中2個(gè)中心基站 34個(gè)基站以及11個(gè)端機(jī) 37 自組織基站網(wǎng)的技術(shù)特色 系統(tǒng)采用了上海市計(jì)算技術(shù)研究所自主創(chuàng)新的無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 自組織基站網(wǎng) 的數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層WSN協(xié)議 系統(tǒng)具有自適應(yīng)選頻特點(diǎn) 在工作頻段內(nèi) 各無線節(jié)點(diǎn)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(diǎn)作為自己的工作頻點(diǎn) 系統(tǒng)具有自組織組網(wǎng)能力 支持隨機(jī)布放 自動形成樹型無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 并且 在某些節(jié)點(diǎn)失效的情況下 剩余節(jié)點(diǎn)可以自動改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形態(tài) 形成新的樹型結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)支持多匯聚節(jié)點(diǎn) 系統(tǒng)面向超大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)支持的最大節(jié)點(diǎn)數(shù) 65000 可以隨時(shí)投放新的匯聚節(jié)點(diǎn)以增強(qiáng)系統(tǒng)的接入能力 38 十一 實(shí)證測試 39 野外露天型WSN節(jié)點(diǎn)實(shí)證測試 40 野外露天型WSN節(jié)點(diǎn)實(shí)證測試 41 42 野外露天型WSN節(jié)點(diǎn)實(shí)證測試 43 44