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Sunday, August 05, 2018

test

Sunday, January 10, 2010

openwsn-1.0 released today! (20091231)

After two release in Aug 2007 and Nov 2009, and In the midnight of the last day in 2009, I'm pleased to announce the 1.0 release of OpenWSN, the fundamental sensor networks developing platform!

Currently, the 1.0 formal release is running on ICT's GAINz hardware. Compare to the 1.0 release candidate version, the formal release:

- fix bugs found;

- add binary hex files so you can directly download them into the gainz hardware and see openwsn's running;

- add experimental video( search tjopenwsn in www.youku.com)

专辑: 同济大学OpenWSN平台测试视频

http://www.youku.com/playlist_show/id_4052007.html


Currently, the OpenWSN 1.0 includes the following components


hal

- adc component (hal_adc)
- assertion (hal_assert)
- transceiver (hal_cc2420)
- cpu (hal_cpu)
- debug input/output (hal_debugio)
- interrupt (hal_interrupt and hal_foundation)
- led output (hal_led)
- luminance sensor (hal_luminance)
- rtc (hal_rtc)
- humidity sensor (hal_shtxx)
- spi (hal_spi)
- hardware timer (hal_timer)
- uart (hal_uart)
- watchdog (hal_wdt)
- target board (hal_target)
- startup (hal_startup)

osx

- event scheduling and dispatching kernel (osx_kernel)
- an ultra light os kernel inherited from old systems (osx_nano)
- event queue for communication between ISR and None-ISR programs (osx_queue)
- timer to generate tick to drive osx (osx_timer)
- debug agent (osx_dba)

rtl

this layer provides some general data structures to help embedded developing
- binary spliter of continuous data stream, will be provided in the next version) (rtl_binspliter)
- base64 codec (rtl_base64)
- crc checksum (rtc_crc)
- debugio support (rtl_debugio)
- event dispatcher (rtl_dispatcher)
- byte based iobuf (rtl_iobuf)
- event notifier (rtl_notifier)
- an lightweight collection data structure (rtl_lightcollection)
- an lightweight queue data structure (rtl_lightqueue)
- an lightweight vector data structure (rtl_lightvector)
- math functions (rtl_math)
- event notifier (rtl_notifier)
- open frame /802.15.4 frame (rtl_openframe)
- random generator (rtl_random)
- serial communication based on uart (rtl_siocomm) => replaced by svc_siocomm
- standard c library replacement. generally, you needn't this module. (rtl_stdc)
- high level stochastic generators (rtl_stochastic, not published and test yet)
- string utility functions (rtl_string)
- text codec which is similar to binary codec of continuous data streams (rtl_codec)
- time structure shared (rtl_time)
- version management macros (rtl_version)


svc / service

- svc_acceptor (next release)
- aloha medium access control (svc_aloha)
- tree based data collection protocol (svc_datatree, test failed. will be fixed in 2010 in the next release)
- debug input/output (svc_debugio)
- flood protocol (svc_flood)
- interpreter (svc_interpreter, formal release in the next version)
- gradient routing protocol (svc_gradient, formal release in the next version)
- input/output filter architecture (svc_iofilter, formal release in the next version)
- led tuning service to help experiments (svc_ledtune)
- one to many data collection (svc_one2many)
- power management service (svc_power. formal release in the next version)
- svc_sinknode, (refer to gatwsink demostration)
- serial input/output communication using uart (svc_siocomm)
- timer multiplexing of basic timer hardware (svc_timer)
- timer synchronization (svc_timesync, formal release in the next version)

Attention
Different from the release candidate version, the "datatree" service (data collection tree) will be upgraded as "gradient" in the next release.

Sunday, December 06, 2009

OpenWSN 1.0 RC for GAINZ Released! (20091128 )

OpenWSN 1.0 RC for GAINZ Released! (20091128 )

各位朋友:
OpenWSN传感器网络操作系统1.0RC版现在已经可以到 googlecode 上免费下载了!下载地址:
http://code.google.com/p/openwsn/

这一版本是在2007年openwsn-0.5版本(下载超过4300次)的基础上经过较大调整、扩充和改进之后形成的最新版本,运行平台缺省为中科院宁 波所的GAINZ硬件平台(基于Atmega128和cc2420 transceiver),并提供了超过20个示例演示如何使用(以后仍会继续增加),包括网络化数据收集的演示。openwsn完全基于ANSI C开发,可方便的移植到各个硬件平台并与现有各种操作系统相融合,避免了TinyOS的nesC与宿主操作系统和遗留C代码的相互调用问题,可最大限度地 利用工业界广泛存在的C资源(大量成熟的C代码和技术支持、熟练的C程序员资源等),并以ANSI C的语法支持了事件驱动模型和基于服务的组件架构。

按照我们的预测,在未来世界中,以大量微型无线传感器为代表的末端无线感知网(或称之传感网)、以智能手机为代表的高速移动通信网、以Internet2 为代表的高速骨干通信网将构成未来社会的基础信息设施,而其它各种网络将走向消亡或与上述三个层次的网络相融合。我们希望,OpenWSN能在这一趋势中 占据感知网这1/3,驱动各种无线传感器使之更好的为社会服务,并成为事实上的主流传感器网络操作系统和基础平台。

OpenWSN的代码完全自主开发,前后断断续续共历时4年,吸取了许多在工程实践中被验证过的成果和模式,尽管本次发布仍然被定位为正式发布前的 Release Candidate(RC)版,但是其中的许多代码已经完全可以实用。即使是对普通的微控制器类嵌入式系统开发,也极具参考和复用价值。正式版本将在进一 步收集反馈意见并修正bug后再行发布。我们欢迎大家下载并广泛试用,并通过google code提交您的反馈意见,或直接反馈给openwsn # gmail.com。

张伟 博士
同济大学电信学院控制科学与工程系
2009.11.28


Dear All:

I'm pleased to announce the new version release of OpenWSN! You can download openwsn-1.0rc at:

http://code.google.com/p/openwsn/

OpenWSN means Open Wireless Sensor Networks. It's an open source platform for both academic research and real industry applications. It
was expected to be widely accepted in the society and to powers the smart sensor to make us live better. According to our prediction, the huge number of smart sensors will become an important infrastructure like 3G and Internet 2 in the future. While, while, OpenWSN was hoped to powers 1/3 of them :)

OpenWSN is designed to be an event based and service-oriented WSN OS. It has a event dispatching kernel "osx" and a lot of service objects which can accept events input. Thanks for its highly flexible architecture, you can kick off the components which are not useful in your application, even the "osx" kernel service itself. Please refer to http://code.google.com/p/openwsn/ for more detail.

Attention this is still a release candidate version, but it's ready for work and demonstrate. The formal release 1.0 without "rc" will be probably released in March 2010.

The designer and organizer of OpenWSN project is Dr. Wei Zhang. He's with Dept. of Control Science and Engineering, TongJi University, which is a hundred year university in China since 1907. His interests include the fundamental techniques in wireless sensor networks, complex networks behaviors, and intelligent data analysis. Currently, he focus on sensor network platforms & applications. You can contact him through openwsn#gmail$com.

Sincerely
- Wei

Link: http://code.google.com/p/openwsn

Tuesday, May 05, 2009

短距离无线技术热门方案推介

短距离无线技术热门方案推介

link: EDN China, 20090501

 
Gonzalo Delgado Huitrón是飞思卡尔墨西哥无线连通性运营中心软件工程师,他在下文中介绍了有关“利用无线控制器减少家庭电力消耗”的信息,并建议采用飞思卡尔MC1321X系列ZigBee IC来设计方案。

  短距离无线传输技术包括ZigBee、Wi-Fi、NFC、Bluetooth、RFID、UWB等,可以说,这些技术影响并改变了个人及家庭单元的生活体验,它们同时也是个人及家庭单元同远距离无线技术共同实现无线内容连接的基础,是一个正在高速增长的前景辉煌的领域。

  人们对摆脱线缆束缚的需求将不断推动短距离无线传输技术的发展,为了更多地介绍目前市场中新鲜热门的相关芯片产品和设计方案,本期专题我们将为大家介绍几款短距离无线传输技术热门方案,帮助读者和那些关注短距离无线传输技术的公司推介并收集最新的产品和方案信息。

  ZigBee网络方案

  无线技术的进步使得众多使用无线通信方式来获取传感数据的应用成为可能,无线传感网络从各式各样移动的

传感器上 获取数据,其优点是安装费用低,改变结构快,操作灵活。目前,无线传感网络的主要应用包括:商业楼宇自动化、家庭自动化、资产跟踪、能源传输、冷藏库监 控、工业自动化、市政工程维护、铁路监控和公共设施监测,此外,一些军事应用也可由无线传感器网络实现,主要是提供复杂环境的准确信息。

  您知道当电视机关机时, 它每小时最多可消耗1 6W吗? 您的热水器是否在凌晨4点钟运行,而当时并没有人在洗澡?有很多方法可以减少家庭的能源消耗,借助无线网络标准,可以轻松、有效地完成这一目标。

   每一天, 我们都能听到能源储备越来越少的消息,能源短缺和断电现象不时出现,人们开始寻找新的能源节省方法。因此,除了这些不便和能源使用成本的不断提高外,为什 么我们还应关注能源保护呢?答案非常简单,因为有数字显示,全球近87%的能源(见图1)都是使用碳化物燃料生产的,当它们燃烧时,会把大量的污染物排放 到我们的环境中。

图1世界能源供应


  针对我们的非生态友好的能源生产方式,一种解决办法是使用绿色技术,例如风力、地热、太阳能和水电。坏消息是这种变化不可能一朝一夕完 成(需要几年时间,且新技术层出不穷)。这就是为什么说能源保护目前如此重要的原因。需要考虑的另外一个因素是,过去三十年,美国的能源成本上涨了16 倍,而据预测,随着能源短缺的继续,这一上涨将更为剧烈。
住宅的大部分电力消耗是采暖和制冷,然后是照明和家用电器(见表1),而这正是我们的能效工作应关注的地方。

表1住宅能源消耗统计

  看起来不那么显眼的另外一个问题是待机模式。在该模式中,设备不是完全打开或关闭,但它们确实要消耗一些电力(见表2),这样才能在需要时随时启动。美国每年的待机功耗总量占到每年总消耗的5%-26%。

表2家用电子设备的待机功耗

  现在有很多把每天的待机功耗降到1W的计划,但断开每台不使用的设备(然后在需要时重新连接)不但费力而且耗时。我们需要其他解决方案,而这正是技术可以帮助我们的地方。

   IEEE 802.15.4/ZigBee联网标准就是我们正在寻找的解决方案。以监视和控制能源使用为中心的应用是IEEE 802.15.4/ZigBee的主要市场, 这一市场也是飞思卡尔(Freescale)一直处于领先的市场。一些关键功能使它成为理想选择:
电池寿命(设备可以持续运行几年)、复杂程度、覆盖范围(最远300m)、安全(128AES)和成本(见表3)。
想象一下, 每个房间拥有自己的远程控制器,不仅打开/关闭设备,而且记录设备是否正在使用及它们使用电力的多少。由于家里使用的设备少了,室内热量可能减少,空调的温度也可以调高一些。

表3三种短距离无线技术特性的比较

点击看原图

  此外, 使用多插座电集棒使一次关闭几台家电设备更容易。通过增加一个无线控制器,您就能够很方便地远程关闭您家中某些区域(起居室、厨房、休闲室)内的所有设备。

  水加热消耗大量能源,无论是采用天然气还是使用电,但使用飞思卡尔的MC1321X系列ZigBee IC,可以实施天然气/电加热器远程控制器。人们洗澡的时间大多是在早晨或晚上,在所有其他时间,都可以远程关闭热水器,以节省能源。

  自动抄表(AMR)是最有前途的一种ZigBee应用(ZigBee联盟还在制定说明文件)。结合“智能家居”,AMR能立即显示出其优势。如果正在消耗大量电能,通过无线链路发出的指令就可以引导房子进入低功率模式,自动关闭没有使用的设备。

   使用飞思卡尔的IEEE 802.15.4/ZigBee产品,如MC1321X系列(带有8位MCU)和MC1322X系列(带有32位MCU),这些硬件实施可以轻松完成。从 软件方面, 飞思卡尔为软件实施(SMAC、IEEE802.15.4 MAC和BeeStack)提供几种堆栈。使用我们的BeeKit配置工具,可以轻松创建新项目。只需点击几下鼠标,就可以创建一个通过ZigBee控制 的开关开/关灯,而不需要写入一行代码。

  ZigBee RF4CE 规范基于IEEE 802.15.4.MAC/PHY无线电广播技术,该规范可支持多向及高度可靠的双向无线通信、能与其它 2.4 GHz 无线技术更好共存的频率捷变以及简单的安全性设置及配置。ZigBee联盟将于下个季度针对各种规范与公共应用配置文件开发与现有策略相符合的测试程序。 TI随即推出了配套的软硬件方案。

  TI即将推出的适用于最新标准化ZigBee RF4CE规范的软硬件解决方案RF4CE 片上系统,主要用以满足RF 遥控应用的需求。TI ZigBeeRF4CE 片上系统产品系列集成了符合 IEEE 802.15.4 标准的无线电广播、MCU 与闪存,以及外设集。TI参与制定了ZigBee RF4CE规范 1.0版,该规范将于本季度向 ZigBee 联盟成员推出。

  ZigBee RF4CE 适用于诸如电视与机顶盒等各种遥控型音频/视频消费类电子产品,是近期 ZigBee 联盟与 RF4CE 集团协会达成协议的结果。TI 将在 ZigBee RF4CE 协议发布之际推出可立即实施的软硬件解决方案,并将继续针对新兴的 RF 遥控市场开发IEEE 802.15.4 片上系统解决方案(2009 年第二季度推出)。

  ZigBee RF4CE规范基于采用2.4 GHz无许可限制频带的IEEE802.15.4. MAC/PHY无线电广播技术之上,具有低功耗与瞬时响应时间等特性,并可在全球范围内实现良好运行。该规范特性包括: 可支持多向(omni-directional) 及高度可靠的双向无线通信、能与其它 2.4 GHz 无线技术更好共存的频率捷变以及简单的安全性设置及配置。ZigBee联盟将于下个季度针对各种规范与公共应用配置文件开发与现有策略相符合的测试程序。 开发完成后,使用公共应用配置文件、并基于 ZigBee RF4CE 规范的产品将被提交至授权测试机构进行认证。

  RF系统方案

   遥控门禁(RKE)系统已经备受用户的青睐, 北美80%以上、欧洲70%以上的新车均安装了RKE系统。下一步RKE系统的发展将会涉及双向(半双工)通信,目前它已经以“无源RKE”的形式应用在 某些高端车辆中。当驾驶人员靠近汽车时,汽车发射装置不断轮询,以确定驾驶人员的接近。在一定范围内(1m~2m),控制器和车辆建立双向通信,并打开车 门。目前的双向系统除了包含确认功能(确认车门已锁)之外,还包含遥控启动功能,它使驾驶者在一段距离之外可以启动发动机。

  
Zigbee/IEEE 802.15.4IEEE 802.15.4是一种简单, 低速物理层/ 媒体接入控制标准,适用于传感器和其他低能耗设备。数据速率可以是20,40和250kps,带宽为900MHz和2.4GHz。Zigbee联盟企业提供一系列基于802.15.4的操作系统软件供网络应用,包括ad hoc自组织mesh网络。很多公司都生产Zigbee芯片集和平台。

   RKE系统包括钥匙扣(或钥匙)中的一个无线发射器,它向安装在车内的接收器发出一串短脉冲数字信号,信号经过解码,通过接收器控制传动机构,打开或关 闭车门或行李箱。在美国和日本该无线载波频率为315MHz,欧洲则使用4 3 3 . 9 2MHz( I SM频段) 。日本的RKE系统采用频移键控FSK调制,其他绝大部分国家则采用幅移键控ASK调制,它的载波幅度调制在两个电平。为了减小功耗,通常取低电平接近于 0,于是产生了开关键控(OOK)调制。

  第一代RKE电路使用了声表面波(SAW)器件产生发射器的RF载波和接收器的本振 (LO)。不幸的是,SAW器件初始频率的不确定性至少为±100kHz,并且随温度变化其频率稳定性相对较差。在接收端,如果IF通带过宽,则在接收载 波时会收到过多的噪声,从而限制了汽车响应钥匙控制信号的距离。目前可以代替SAW器件的方案是选择基于晶体的锁相环(PLL)。PLL的使用主要源自日 益严格的RF辐射规则,尤其是在欧洲和日本。使用晶振PLL的发射器比使用SAW谐振器的发射器价格略微贵一点,但精度一般提高十倍。因此接收器具有较窄 的IF带宽,由于提高了SNR,可以提高发射距离。目前,发送和接收芯片均内置锁相环,只需要一个外接晶振,以产生有效的RKE信号。例如,Maxim的 MAX1470 PLL包含64分频电路和低端注入的10.7MHz中频电路。

  
RKE系统在汽车用户中越来越受欢迎。下文以Maxim的方案为例介绍了RKE系统并讨论系统设计如何满足发射距离、电池寿命、可靠性、成本等各项要求,给出了实际电路和设计方法。

   由于电池的使用寿命非常重要,RKE系统采用了各种技术降低工作电流和"开机时间"。接收器PLL的压控振荡器(VCO)是这一设计细节的范例,接收器 需要保持几乎不间断的检测状态,以免漏过打开车辆的命令;而为了省电需要尽可能地将其置于关机状态,甚至在检查之间的短暂间隔内。控制器的发射装置通常连 续发送4组10ms的数据流(共计40ms左右),以确保接收器至少捕捉到它们中的一组。接收器可以每隔20ms执行一次查询操作,力图至少捕获两组数 据,以便有足够的余量消除时序误差和噪声。译码时间大约需要0.75ms (足够接收7或8位数据),用来判断是否为有效数据。除了译码时间外,轮询操作必须首先具备接收器"唤醒"和稳定时间。大多数放大电路可以快速唤醒,但 VCO晶体是机电元件,它需要一定的启振时间,当然,它还需要更长的时间才能稳定在所要求的频率。对于传统的超外差接收机, 该时间通常需要2ms~5ms。而MAX1470的VCO从上电到晶体稳定振荡只需0.25ms。

  严格来讲,RKE是近距离通信技术,有源系统的传输距离可以达到20m,无源RKE系统的通信距离是1m~2m,即使是近距离传输,保证低功耗和低成 本设计对于RF电路也是一个挑战。为简单起见,发射器和接收器的天线由PCB上的环形或矩形印制导线组成,并用一个简单的LC网络,以达到天线与发射器或 接收器芯片的阻抗匹配。由于FCC规定必须使用低发射功率,小的电池容量以及发射天线朝向的不确定性等因素,要求RKE接收芯片具有极高的灵敏度。提高接 收灵敏度的一个方法是增加一个低噪声放大器(图2),但这种方法会降低动态范围,在具体应用中可能无法接受。可以考虑一下对MAX1470超外差接收器的 分析。

图2添加一个外部LNA提高接收灵敏度但降低了三阶交调截点

  接收灵敏度取决于它的噪声系数、载波调制检波所要求的最低信噪比S/N和系统的热噪声:

  S = NF + n0 + S/N,……式1

  其中,S为所要求的最小信号电平,以dBm为单位;NF为接收器的噪声系数,以dBm为单位;n0为接收器的热噪声功率,以dBm为单位;S/N为满足信号检波的输出信噪比,以dBm为单位(通常基于可接受的误码率)。

  为简化起见,对基于曼彻斯特编码的数据,估计其S/N为5dB,根据定义,可以得到:

  n0 = 10log10 (kTB/1E-3),

  其中, k 为玻尔兹曼常数(1.38E-23),T为温度,以开氏度为单位;B为系统噪声带宽,在室温(T = 290°K)下,1Hz带宽时, n0 =-174dbm/Hz。相对300kHz IF带宽,n0 = -119dbm。

   假定系统灵敏度( S )是-109dBm,用式1可以算出噪声系数NF = 5dB。噪声系数(NF)与噪声因数(F)之间的关系为:(NF)dB =10logF,其中F = 10(NFdB/10)。所以,F = 3.162。对于多个双端口部件级联的情况,噪声系数为:

  FTotal = F1 + (F2-1)/G1 + (F3-1)/(G1*G2) + . . .……式2

   利用式2可以对系统增加了外部LNA时的新噪声因数进行计算。对于Maxim的MAX2640 LNA,NF= 1dB、增益 = 15dB (也就是,F1 = 1.26,G1 = 31.62)。原系统的噪声因数是3.162,所以,FTotal =1.327,即1.23dB,代入式1得到:

  S = 1 . 2 3 - 1 1 9 + 5 =-112.77dB。

   假定原灵敏度是-109dB,加上LNA后仅仅获得了3.77dB的提高。考虑三阶交调截点(IIP3)对动态范围的影响,MAX1470有16dB的 内部LNA增益和-18dBm的内部混频器IIP3,而总的IIP3为-34dBm。加上具有15dB增益的外部LNA,将这个数字降低到-49dBm。 因此外部LNA的加入对灵敏度大约有4dB的改善,但系统动态范围降低了15dB!对于指定的应用场合,必须考虑这种折衷。

  Ma x im是为数不多的可以提供RKE产品的厂商之一, 可生产特定功能的用于RKE市场的集成电路。例如:MAX7057能够在较宽的频率范围内发送OOK/ASK/FSK数据。基于晶体的架构具有较高的调制 深度, 可快速建立频率,发送频率更为精确,其特性基本不受温度的影响,避免了SAW发送器中的常见问题。低功耗超外差接收器MAX7034,用于接收 300MHz~450MHz频率范围内的ASK数据。器件集成了LNA、镜频抑制混频器、内置PLL模块、带有接收信号强度指示(RSSI)的 10.7MHz IF滤波器以及

模拟基带数据恢复电路,仅需少量的外部器件即可实现完整的接收机方案。

  RFID系统方案

   基于RFID的智能纸质票证技术已经成熟,现在是针对现有系统和新安装系统评估这种技术及其优势的最佳时机。许多第一批非接触式系统现已达到其使用寿命 的终点,需要进行大规模更新,智能纸质票证以较低的成本提供更加安全、更加灵活的解决方案,是将这些系统转换为完全非接触式系统的理想选择。

 恩智浦半导体的Denis Scheller在下文中介绍了该公司在今年2月推出的低成本非接触式票证方案Ultralight C,该芯片是世界首款采用标准化开放加密技术的低成本非接触式票证 IC。Ultralight C 与经济高效的 UltralightIC 平台互为补充,主要用于一次性票证解决方案,如公共交通和大型活动所用的智能纸质票证等。

  创新技术使 Ultralight C 既能用于忠诚卡和预付卡应用,也能用于NFC Forum Tag Type 2 应用。恩智浦通过 Ultralight C 使低成本 IC 也能使用开放式标准加密认证,从而加强了它在非接触式智能卡 IC 领域的技术领先地位。

  Ultralight C 创新特性包括:1536 比特(192 字节)E2PROM 存储器、3DES认证确保安全数据访问、防范伪卡、16位计数器、功能向后兼容Ultralight。

   对于公共交通运营商和大型活动组织者,Ultralight C 意味着票务系统将更加安全、更加灵活。利用Ultralight C 可以在全系统内实施伪卡防范措施,减少票证欺诈或伪造情况,获得更多收入。新增加的计数器使解决方案提供商能根据需要定制限次使用部分:根据各种系统的设 置,解决方案提供商可以将该16 位计数器实施为交易计数器、预付费环境中的金额计数器或简单的旅程计数器。

  RFID

  RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签, 操作快捷方便。

  Ultralight C 提高了用户统计数据的透明度,从而改善了不同系统的可靠性与效率。例如,这些数据可以用来优化某些时间(如高峰时间等)的营运路线和所需运力。最终,所收集到的数据将有助于降低维护成本和营运支出。

  Ultralight C 支持新的支付方式,并能扩展运营商的服务,从而增强用户体验,使相关应用更加便利。除票证应用外,预付费应用、积分计划和因特网交易等也在越来越多地使用非接触式低成本解决方案。

   Ultralight C 兼容 NFC ForumTag Type 2 规范,以方便采用低成本IC 的各种应用。此外,Ultralight C平台具有更大的存储空间,使解决方案提供商和公共交通运营商能向客户提供更丰富的服务。Ultralight C支持联合应用,例如“停车换乘”应用,它将低价交通与交通相关的不同服务结合在一起。因此,与新应用及相关的解决方案提供商收入流相比,服务集成与扩展 的成本将更低。此外,Ultralight C 兼容 NFCForum Tag Type 2,因此解决方案提供商将能在成熟且可靠的 IC 系列基础上,将多种新技术(如 NFC 电话等)融合在一个系统中。可能的使用案例包括蓝牙数据交换或智能海报应用。

  
美国能源部证实,仅商业楼宇就占了全美电力消耗的32%,十八年来全美总能源已经翻倍,如果增长率不缩减,到2030年将再增长25%。楼宇自动化系统可以减少能量消耗,平均减少5%~15%,对比较旧或者疏于维护的楼宇来说减少的更多。有了一个拥有足够传感器数目的传感网络,楼宇自动化系统就可以提供对环境而言更合适的数据解决方案,实现设备的嵌入式智能化,提供更好的设备集成方案,更好的决策系统。下文介绍了GainSpan的无线传感网络方案。

   无线传感网络需要具备感应力和行动力(I/O)、处理能力、储存能力和通信能力。GainSpan传感器节点系统属于高度集成的GS1010片上系统 (SoC),GS1010芯片包括一个片上802.11无线收发器和基带调制解调器/MAC(媒体接入控制器)和两个ARM7控制器,一个用于无线及系统 管理,另一个用于响应应用需求。与典型的传感器节点相同,芯片上还为不同功能的感应和行动设备配有各种不同的接口。(见图3)

图3GainSpanGS1010SoC结构示意图

  超长寿命

电池的 关键技术特点在于集成了一个实时时钟(RTC)单元,提供时间驱动和事件驱动的系统激活,而在备用状态保持很低的能耗。在最低能耗状态只给RTC模块和与 之相连的RAM供能。计数器(一般为32kHz)保持计数直到到达预定的界限,此时系统被激活。另有一个或多个预备时钟输入来发起连续的激活步骤。这些简 单的,低速率行为只要最低能耗就可以满足需求:在备用状态时芯片使用电流小于5μA。计数器界限被合理设定时,可以同时使用多个计时器来实现包括数据转 换,链路保持和系统配置管理在内的多种功能。

  高度集成的系统也使得在一般系统功能中最小化能耗成为可能。时钟信号,不管送往处理器还 是送往功能模块,都能被拒绝(如处理器休眠),这样处理器状态就能保持,处理器可以以最小延时零耗能重启。处理器处于休眠状态时能耗最低,即使此时还有高 频时钟振荡器(一般为44MHz)工作,以备处理器快速重启;而当高频时钟振荡器不工作时处理器处于深度休眠状态。因为所有功能都集成在一块芯片上,可以 以协议唤醒和应用唤醒的方式使能耗达到最小化。

 通过使用8 0 2 . 1 1 协议,GainSpan GS1010能够充分利用接入点资源。当数据包被AP或者另一个802.11站点阻塞时,802.11协议的NAV能够暂停传输数据点,从而使结点的能耗 达到最小化。通过将所有核心功能集成到一块芯片上,GS1010可以有效使用802.11协议降低能耗,并应用到传感器网络中。

  高集成Wi-Fi方案

  目前零售的Wi - F i 路由器大约有6 0 % 是基本型的,它们采用几种较旧的无线局域网(WLAN)技术,如802.11g、增强G和准标准MIMO(多输入/多输出)。尽管基本型路由器最便宜,但是它们的性能往往参差不齐,覆盖范围也常常不一致。
BCM5356使Wi-Fi厂商能够提供吞吐量和覆盖范围与更昂贵的802.11n路由器类似的入门级路由器。消费者可用这些路由器在约两分半钟时间内传送30分钟高清视频文件,而不是用低端802.11g路由器在一个更小的覆盖半径内用10分钟时间传送这个文件。

  
BroADCom最近推出的BCM5356号称业界集成度最高的Wi-Fi路由器芯片,比竞争对手的解决方案需要的外部器件更少,它实现了极小的路由器设计,与以前的802.11g设计相比,系统总体成本可降低33%。

   BCM5356将路由性能提高了4倍,具有更高的无线吞吐量,而且无线信号传输距离是同类路由器的两倍。该芯片集成了在单芯片上设计路由器所需的所有组 件, 包括一个802.11n的媒体访问控制器(MAC)和基带、2.4GHz无线、一颗333 MHz MIPS 74K CPU内核、一个5端口快速以太网交换机以及物理层器件和多个可选的系统存储接口。最新的Wi-Fi芯片还集成了高效CMOS功率

放大器,提供与具有外部功率放大器一样高的输出功率。

   BCM5356采用新的802.11n标准以及无线和数字架构,可通过单个天线实现1 5 0 M b p s 的数据速率。该芯片具有一个高性能处理内核, 提供超过100Mbps的无线吞吐量,并用剩余的处理能力处理其他需要占用CPU资源的应用。BCM5356还提供Broadcom独有的 Accelerange技术, 该技术利用空时分组编码(STBC)、增强的输出能力以及卓越的无线和数字架构为家中偏远角落提供更加可靠的覆盖。STBC消除了常常困扰传统产品的“ 冷点”,扩大了基于Broadcom新的BCM4329 Wi-Fi/蓝牙/调频解决方案的手机等Wi-Fi设备的覆盖范围。

   BCM5356是用65nm CMOS工艺技术设计的,所消耗功率比以前的802.11g解决方案少25%。它还具有一个独特的“环保Wi-Fi模式”,依据路由器的典型使用规律动态 调节系统参数,可降低路由器的总体功耗。除了节省功率,BCM5356还减少了用来开发Wi-Fi路由器的金属和陶瓷材料的用量。它不仅只需要更少的组件 和互连,而且还能够使用双层而不是典型的4层印刷电路板。

  Wi-Fi/IEEE 802.11

   IEEE 802.11协议体系构成最广泛使用的无线本地网络技术;Wi-Fi网络已经应用在很多工商企业和家庭中,客户群包括大多数笔记本电脑用户,台式电脑用 户,手机用户以及PDA用户。Wi-Fi是一种数字无线技术,带宽为2.4 GHz或5 GHz,使用带有冲突避免的载波侦听多路访问协议,其信号使用直接序列扩频和正交频分多址技术,数据传输速率范围为1Mbps~54Mbps,在私有域中 速率更高。

link:
EDN China, 20090501
http://article.ednchina.com/Other/Short_range_wireless_technology_popular_programs_to_promote.htm

Saturday, May 02, 2009

无线充电联盟

无线充电联盟

评:概念不错,但对sensor networks几乎失效

至少我已知的所谓无线充电都是近距离,称之为非接触充电似乎更合适一些,最多也不过几米,而且天线尺寸庞大

联盟成立于2008年12月17日,使命是为了创造和促进广泛的市场采用国际性标准的无线 电子充电设备。9个协会成员包括 ConvenientPower Limited、Fulton Innovation LLC、罗技、美国国家半导体公司、奥林巴斯、荷兰皇家飞利浦电子公司、三洋电机株式会社、深圳桑菲消费通信有限公司及德州仪器公司。

无线充电联盟欢迎所有对此感兴趣的企业加入。更多信息您可以登陆此网站查询 http://www.wirelesspowerconsortium.com

无线充电联盟

无线充电联盟


联盟成立于2008年12月17日,使命是为了创造和促进广泛的市场采用国际性标准的无线 电子充电设备。9个协会成员包括 ConvenientPower Limited、Fulton Innovation LLC、罗技、美国国家半导体公司、奥林巴斯、荷兰皇家飞利浦电子公司、三洋电机株式会社、深圳桑菲消费通信有限公司及德州仪器公司。

无线充电联盟欢迎所有对此感兴趣的企业加入。更多信息您可以登陆此网站查询 http://www.wirelesspowerconsortium.com

无线充电需求明显,相关协会助推标准化进程

无线充电需求明显,相关协会助推标准化进程

关键字: 无线电力 标准 标准

以来自 Ipsos Vantis、AcuPOLL(r) 和 Frost & Sullivan 等信息源的联合专有国际市场研究为出发点,无线充电联盟 (Wireless Power Consortium) 继续推动针对需要5瓦特电力的消费者设备的通用无线电力标准。这些在2007年和2008年期间进行的研究主要针对全球青少年、成年人和老人,并表明人们强烈需要一个能够与日渐盛行的国际无线生活方式相融合的电力解决方案。

AcuPOLL Research, Inc. 销售副总裁 George Brown 表示:“在过去的18年里,我们已经在 AcuPOLL 对35000多个概念进行了测试,而无线充电在我们向消费者展示的所有创意中名列前20%。”

研究受访的团体表示,无线电力将解决他们的实际需求,他们将这项技术视为他们当前电子设备充电选择的一个创新、通用的替代方案。该研究还表明,超过80%的受访消费者认为,他们会将无线充电用于几乎所有的电子设备,并预计每次充电都将使用无线充电。

无线充电联盟主席 Menno Treffers 表示:“我们接触的市场研究表明人们对通用无线电力解决方案有着浓厚的兴趣。正是消费者的这种明确需求促成我们为低功耗设备提供规范的目标的实现。”

标准化可以预防不兼容无线充电站的发展

消费者研究将无线充电评为各种丰富功能可能性中的一个重要的新产品功能。无线充电正超越其专门的功能和特点(如在充电牙刷和净水系统中的应用等),成为移动电话、遥控器、相机MP3 播放器、录影机、PDA、蓝牙耳机和其他消费电子产品的主流功能。这项新研究可逐步消除对多种充电器的需求,能显著减少消费者生活中的杂物,并通过为多种设备提供统一的通用电力带来更大的便利。

正如有线充电器通过微型 USB 实现标准化一样,无线电力行业标准化也是通过无线充电联盟对无线充电方案的不懈追求来实现的,而此不懈的追求正是来源于消费者对于更方便的充电解决方案的日益增长的需求。

无线充电联盟

联 盟成立于2008年12月17日,使命是为了创造和促进广泛的市场采用国际性标准的无线电子充电设备。9个协会成员包括 ConvenientPower Limited、Fulton Innovation LLC、罗技、美国国家半导体公司、奥林巴斯、荷兰皇家飞利浦电子公司、三洋电机株式会社、深圳桑菲消费通信有限公司及德州仪器公司。

无线充电联盟欢迎所有对此感兴趣的企业加入。更多信息您可以登陆此网站查询 http://www.wirelesspowerconsortium.com

link:
EETChina, 2009.04.30,
http://www.eetchina.com/ART_8800571214_617687_NT_438debcc.HTM?8800023291&8800571214&click_from=8800023291,9142337347,2009-04-30,EECOL,ARTICLE_ALERT

Friday, April 17, 2009

英特尔CTO预测未来5大技术趋势

英特尔CTO预测未来5大技术趋势
2009-02-16 PChome.net 类型: 转载 来源: csdn 责编: 杨剑锋

适逢2月11日美国的国家发明日(National Inventor’s Day),为庆祝这一特别的日子并纪念英特尔公司创始人之一罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)发明集成电路50周年,英特尔公司首席技术官贾斯汀(Justin Rattner)近日在Research@Intel博客网站发表文章,探讨可令未来世界和人类生活发生重大变革的技术创新。博文称,在诺伊斯及其他英特尔“发明家”同事们的鼓舞下,他预测了5项具备这种潜力的技术趋势,它们分别是:

1、绿色计算的最终目标。能源优化技术的进步,将使英特尔为消费类电子设备找到和利用全新的电源方式,让它们无需从电网中获取电力供应。这代表着绿色计算的终极目标。想象一下,这些设备将会从自身环境中获取“免费能源”!

2、更好地生活、工作、娱乐。利用英特尔在多核计算和传感器技术上的进步,未来的计算机也许可以辨认出人的面孔、建筑物和其它物体。你的电视遥控器将知道是谁在握着它,并可以根据其偏好自动选择节目。由于未来英特尔的处理器芯片将从集成几个内核发展到拥有许多内核,装备它们的主流超级计算机将提供可让用户实时体验、具备电影画质的视觉计算效果,例如栩栩如生的3D环境。

3、智能微型机器人。想象一下,未来的家庭机器人不光会用吸尘器打扫房间或者模拟宠物恐龙取悦你,它们可能还会用洗碗机帮你洗碗、给你叠袜子。最重要的是,它们或许还能自主学习移动和使用任意物体、感觉并辨认出周围物体的移动,并学会适应新的环境。

未来还将出现一些人们用肉眼都看不见的微型机器人。想象一下,数以百万的、被称为“Catom”的微型机器人可以被拼装成任意形状的物体,并自主移动、变换颜色和形状!它们可以做成一个掌上电脑在口袋中被折叠成微小的形状,也可以让自己重组变成手机的形状帮你打电话、发短信;而当你要浏览互联网时,它们还能变得更大、更平整,并变出键盘和大屏幕显示器方便你使用。

4、一切无线化:轻装上阵,畅想生活。未来无处不在的无线技术,可以让你利用小巧的个人设备享受到原本在大型设备上才能实现的应用体验。你的手机或移动互联网设备(MID)将自动搜寻并连接到附近的显示屏,然后就近进行数据计算和存储。视频内容将自动地从你的手持设备中传输到汽车里的显示屏、或家里的平板显示器上。

5、互联计算改进医疗保健。想象一下,家中遍布着成百上千个由电池供电的微型计算机,它们构成一个传感器网络,负责收集你的健康数据并发送到指定地点进行处理和进一步分析!通过这种数据收集和处理方式,老人们就可以待在家里,而无需奔波于医疗机构,生活质量因此得以提高。这些数据还有助于预防和发现早期疾病,从而达到改进卫生保健、降低医疗成本、缓解家人和其他护理人员负担的目的。

在列举了上述5大未来技术趋势后,贾斯汀还勉励发明家们积极行动,用发明创造未来,并以诺伊斯的名言作为结尾:“行动起来,去创造精彩!”(go off and do something wonderful)

关于英特尔公司首席技术官贾斯汀这篇博客的原文,请参见:http://blogs.intel.com/research/2009/02/5_predictions_from_the_cto.php

Monday, March 23, 2009

爱特梅尔收购MeshNetics ZigBee知识产权

爱特梅尔收购MeshNetics ZigBee知识产权
上网日期: 2009年03月23日

爱特梅尔公司(Atmel Corporation)现已收购LuxLabs BVI所有MeshNetics ZigBee的知识产权,收购金额未有透露。MeshNetics ZigBee IP的收购包括BitCloud TM ZigBee PRO软件和ZigBit TM无线模块。通过此次收购,爱特梅尔现可为面向呈爆炸性增长的ZigBee无线市场的电子设备制造商提供业界最全面的无线解决方案。这些制造商提供自我 修复(self-healing) 无线网络等解决方案,在智能功率、建筑自动化、电信业务和个人卫生保健等应用领域实现系统解决方案。这一完整的解决方案覆盖700/800/900Mhz 到2.4Ghz的宽泛频率范围,为现今的系统工程师提供业界最佳的RF性能,提升链路预算超过120dB。

BitCloud ZigBee PRO软件堆栈是功能齐全的第二代嵌入式ZigBee认证堆栈,用于实现可靠又可升级的安全无线应用,在爱特梅尔的无线平台上运行。这些堆栈产品支持包含 数百个设备的大型无线 ZigBee 网络,专为实现超低功耗而优化,并带有应用编程接口 (API),便于OEM厂商和系统集成商进行定制。BitCloud 软件堆栈已获得ZigBee兼容性平台认证,可用于 AVR和ARM微控制器系列,并作为该解决方案的一部分而免除权益金。此外,用于爱特梅尔Raven 2.4GHz 评测工具包和入门级开发工具包的BitCloud ZigBee PRO软件现已可从爱特梅尔网站下载和评测。Raven工具包基于megaAVR picoPowerTM 技术,是开发低功耗无线应用的理想平台。

爱特梅尔无线微控制器产品市场总监Magnus Pedersen表示:“利用爱特梅尔完整的ZigBee无线技术系统解决方案,制造商和设计公司能够缩短开发时间,并大幅降低开发成本。我们的产品组合 现包括微控制器系列、RF收发器、ZigBit模块、BitCloud ZigBee PRO软件堆栈、基于IPv6 的 6LoWPAN软件堆栈,以及各式各样的工具,可帮助客户从原型构建阶段轻易转向大批量认证产品生产。”

ZigBee 技术发展蓝图包括支持爱特梅尔新推AVR XMEGA和AVR32 微控制器系列的ZigBee PRO及ZigBee Public Profiles。

技术支持

AVR支持中心为爱特梅尔的ZigBee 和 6LoWPAN等无线解决方案提供全球范围的技术支持。

供货和价格

爱特梅尔于2009年第一季开始提供ZigBitTM 无线模块,订购1000片,单价为15至20美元。

用户现已可在爱特梅尔网站免费下载和评测用于Atmel Raven评测工具包的BitCloudTM ZigBee PRO堆栈。

http://www.eetchina.com/ART_8800567399_617687_NT_7919cb53.HTM?8800021035&8800567399&click_from=8800021035,9142337347,2009-03-23,EECOL,ARTICLE_ALERT

CSR与太阳诱电合作推出针对小型设备的Wi-Fi、GPS和蓝牙模块

CSR与太阳诱电合作推出针对小型设备的Wi-Fi、GPS和蓝牙模块
上网日期: 2009年03月23日

全球领先的蓝牙连接及无线技术提供商CSR公司日前宣布,正在与太阳诱电株式会社(Taiyo Yuden)合作,生产一系列专门针对小型设备的连接模块。太阳诱电独特的EOMIN™模块技术结合CSR突破性连接产品CSR9000——行业最小的蓝牙、Wi-Fi和GPS模块。

作为CSR的紧密合作伙伴,太阳诱电与CSR在其领先的“连接中心”产品 ─ CSR9000展开合作。2009年移动世界大会上发布的CSR9000是世界上最小的蓝牙与Wi-Fi解决方案,并且支持多种连接技术,包括蓝牙、Wi-Fi(IEEE 802.11a/b/g/n)、GPS、蓝牙低功耗以及FM收发。CSR9000是世界上最小的连接模块,并提供同类最佳的无线性能与共存性。

CSR公司选择与太阳诱电合作,是因为其制造能力以及生产高空间利用率模块的能力。其EOMIN™技术带来坚固、抗震和高可靠性模块,与其他竞争性解决方案相比,其模块尺寸更小。而且其热阻更低,比低温共烧陶瓷(LTCC)电阻低20%。

CSR公司手机业务部高级副总裁Matthew Phillips表示:“随着便携式消费设备变得越来越小,模块的PCB尺寸也随之变得更加重要。太阳诱电的EOMIN™ 处理技术可以显著的缩小模块尺寸,这意味着更多的便携式设备将开始采用CSR的多重无线技术。”

太 阳诱电株式会社集成模块业务部门总经理Mitsuo Takagi表示:“CSR是全球无线技术的领导者,相比市场上的其他产品,其最近发布的CSR9000能够在一个更小的空间内整合更多的功能。对于消费 者来说,便携式设备的大小是他们关注的主要因素,没有人愿意携带一个很大手机或者相机。我们的EOMIN™技术允许在最小的便携式模型上嵌入多重无线功 能,从而尽可能减小设备的整体尺寸。”

CSR9000即将上市。太阳诱电的模块也将于2009年第三季度上市。

http://www.eetchina.com/ART_8800567271_617687_NP_3ea96a66.HTM?8800021035&8800567271&click_from=8800021035,9142337347,2009-03-23,EECOL,ARTICLE_ALERT
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