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Monday, July 23, 2007

美国科学基金委员会发布《环境观测传感器》报告

美国科学基金委员会发布《环境观测传感器》报告
发表日期:2006年3月28日 作者:贾朋群

湿度传感器能够监测边远地区火灾,硝酸盐传感器能够探测进入江河的农业径流,而地震传感器能够发出地震警报。美国国家科学基金委员会(NSF)在最近发表的《环境观测传感器》报告中指出,传感器能够加深和扩大人类对环境的认识,而大量的实地和遥感传感器编织的探测网,也是人类社会与自然环境和谐共处的有利保障。

近年来,NSF资助科学家和研究机构,设计开发了一些新的环境观测系统,例如EarthScope,国家生态观测网(NEON)和海洋观测项目(OOI)等。但是,NSF地球科学部的专家认为,目前的传感器技术给这些观测网带来很多局限。要跟踪沙漠、森林、海洋和大气变化着的状态,环境传感器应该能够象邮递员那样,风雨无阻,全天候地传送信息。为了实现这一目标,美国科学界和其他国家的专家共同召开了一次主题为“环境观测传感器——未来进展框架”研讨会,会议对提高已有传感器的性能和填补传感器技术空白进行了讨论。会议的组织者认为,环境科学是交叉学科,目前处在依赖于传感器和传感器网络的新时代。在基于此次会议完成的这分报告中,NSF回顾了关键的环境观测和发现,并就今后的发展提出建议。报告认为需要建立国家委员会,以利于传感器的开发和传感器网的研究、设计等协调工作。

http://edu.cma.gov.cn/info_unit/ReadNews.asp?NewsID=252
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畅想未来无线网络的应用

畅想未来无线网络的应用

2005年7 月,美国国家自然科学基金会NSF资助了一个项目。这个项目的目标是:整合大学、公司和政府中无线移动和传感器网络研究者的研究成果,创新网络结构,并且整理这些成果成为一个连贯的议程。这个计划极大地促进了无线网络的研究发展。这些研究者汇聚在一起,被称为NSF无线移动计划编制组WMPG。不久前,工作组发表了该项目的报告。从本期起,本刊将选择报告中的重点内容进行连续登载。

NSF无线移动计划编制组WMPG成员的第一个任务是去分析无线需求在未来网络中的应用。为了说明一些需求定义过程中的结构,小组成员遵循了一个严格的方法。在这个方法中,典型设想和应用首先被鉴别,并且要求他们的设想可以通过网络反映出来,小组成员提出了三个应用。


无线设备与互联网的接入

这个简单的应用中含有一个无线设备,它与互联网连接。这个设备可能是一个移动电话,一个PDA,一个媒体播放器,一个数码相机。移动计算设备可能连接通过一个无线本地网络,一个mesh结构无线网络,或者是一个无线广域网技术(例如3G或者WiMax)。考虑过的服务模块包括移动服务,限制移动性的热点服务,还有经由随机(opportunistic)无线链路的隐藏节点发送。应用的主要特征是高移动性,潜在间歇的连通性,和不同类型无线电的接入。

关于这种模式应用的一个典型的例子,一个移动的用户利用便携式媒体播放器从互联网上下载一个实时的视频流(例如,一场比赛的实况)。当用户从一个超市(由 WiFi 覆盖)走到外边的街道上(2.5G/3G蜂窝覆盖)时,要维持无缝的连通性。在每一步,无线媒体播放器需要知道可用的无缝选择并且可以选择最好的服务。这种多媒体的服务必须考虑到当前连通性的约束,使得它可以传送数据流,通过设置参数的(数据速率,格式等)一致性。当两个用户离的非常近时,同一个移动用户应该可以有效的连接到网络并且可以获得VoIP调用。位置或者是上下文感知查询(例如,最近的药店在哪?)和延时容忍服务需要被支持(例如,无缝的延时和当用户行走或驾车经过无覆盖区域后大量文件传输的快速恢复)。在热点地区为了支持快速下载,文件的高速缓存在应用中可能是有用的。


无线设备的群组织模式

第二种类型无线应用的提出,是通过在多radio设备中不同的设定,可能使它们在物理上更加接近并且可以用ad hoc网络的形式进行合作。例如,在家庭环境或者是办公环境中的无线设备,可以把它们设置成一个ad hoc网络来增加覆盖和通信能力。另一种流行的应用包括聚类,是通过屋顶的无线电装置来形成一个mesh网络单元,目的是共享带宽的接入。作为一种重要的自动化远程信息处理应用的表现,在高速公路上的汽车可以组成一个ad hoc网络,这样可以用来进行碰撞的避免,以及进行流量的管理。一个群里面可能包括不同种类的radio和具有不同能力和资源水平的处理设备。无线电感知技术的表现也提供了一个高水平的适应能力,无线ad hoc网络通过物理层的流通在不同节点之间,特别是清除从不使用的频段在一个低的成本去支持一个私有的ad hoc网络。随机的结合,网络拓扑的变化,改变链路的质量和潜在的巨大的数值(巨大的节点数目)是这种应用的一些特征。

一个简单的例子,在一个会议室内,几个使用笔记本电脑的用户通过一个有限的互联网接入组成一个ad hoc网络。这个ad hoc网络,在会议中可以为参与者提供很高的通信带宽,而且允许他们使用一个位置更好的节点(例如,拥有一个较高的网络吞吐量)作为连入互联网的中继。另外一个例子是通过设备从互联网上联合高速下载文件。假设WiFi 服务的热点每隔几英里分布在高速公路上,一辆汽车以每小时60英里的速度行驶,当与每一个站点连接时仅仅能以低于1MB的速度下载。如果有几辆汽车在下载同一个文件,那就可以让这几辆车像使用Bit Torrent一样,通过P2P的网络来交换下载的数据。通过这种方式,下载就可以完成,并且不用需要汽车停在一个热点处,可以节约终端用户的时间并且可以解决通信拥塞问题。

Ad hoc 无线网络也可以用于民用灾难防御和军用环境中。这种应用通常包括在一些响应器之间的通信,或者是一群相邻士兵之间的通信。这种响应组需要交换文本信息,流媒体(声音或视频),并且使用协作处理去完成任务,例如目标识别或者鉴别一台发射器。个别的节点也有可能需要接入互联网,以便可以对其进行命令和控制,或者是对数据进行提取。这种应用和以前提出的在郊区或者是乡下地区使用ad hoc mesh网络接入相似。


普式系统(Pervasive Systems)和传感器网络

传感器网络涉及到一个广泛的系统,包括嵌入式无线设备连接到互联网。第一代传感器网络包括从在指定地理位置区域内的大量传感器中收集和整理标准数据。在不远的将来,传感器网络应用将会包括使用closed-loop传感器/响应系统对物理世界事物进行实时控制。当前传感器网络应用在科学领域(生态学,地震学,海洋和大气研究)和工程领域(水质监测,精确的农业,牲畜的追踪,建筑的监控),以及为使用者提供导向的应用(家庭的安全和能源管理,老人的照顾,宠物的监控等)。传感器网络和ad hoc网络有共性,但又有所不同。事实上,很少有传感器设备可以获得足够的处理能力和内存,以及它能量限制。这些约束暗示了对于一种分层次的ad hoc网络结构的需求,在这种结构中低层的传感器节点可以通过一层或多层的反复的无线网关连接到互联网中。这种应用场景的另外一个重要特征是以数据为中心的应用,潜在的大量的数据(一组中大量的节点)和地理位置。

传统上,大规模的传感器网络构造例如那些建立环境监控网络已经被设计成一个垂直的优化系统,通过一种ad hoc网络有计划的去适应特殊的能量和处理约束,将它优化使其通过应用的手动设置支持特定的查询指令。与互联网的接口是经由边缘节点,它可以将互联网的攻击从传感器网络结构中隔离开来。尽管如此,最近更多的趋势显示,对于传感器网络的需要的增长,是要求传感器网络经由互联网提供一个开放的接口,这样一个更大的毛细血管状的通路可以同过边缘节点被支持。举个例子,科学家对不同数据基础产生的数据相关性感兴趣(土壤的特征,本地水源中携带的污染物,当地葡萄园的生产力,当地葡萄酒的生产和销售),可以同过允许接入特定的区域,通过一个传感器结构直接从互联网上获得提取的所需数据,这样就不必加重接入网关的负担。此外,另外一种基于移动传感器平台的新型传感器网络开始变得有可能实现。例如,在城市的交通工具或交火的防御地区装备上不同的传感器(视频,化学,放射,声音等)。这些传感器实际上拥有无限制的存储,能量和处理资源。城市的交通工具变为一个传感器网络,可以接入互联网去监控城市交通,并且可以对事故进行调查,监控化学品的泄漏以及可能的恐怖袭击。同样的,战场上的照相机和其他传感器,可以让指挥官清楚地了解战场上的情况,并且可以直接操纵,最大化的使用力量,从而可以保存他的有生力量。后面的例子也表现出在传感器网络和ad hoc网络之间的缺陷,导致减少移动传感器系统。在一个更长时期内,普遍分布式(pervasive)系统包含个人的移动设备,轻巧的办公/家庭和密集的部署多模传感器/响应系统,它可以作为一个平台来发展新的不同的应用,这些应用的范围比较广,包括对个人生产的总量控制,公共安全和资源的管理等。

这些应用并没有完全包含无线的所有应用,但是可以作为未来无线网络的规范例子。他们获得的许多需求表明,无线网络会在未来网络结构中起重要作用。基于这些应用和锁定主要的应用目标,这个小组对于未来互联网的结构体系设计进行了更多详细的讨论。

ref:
http://www.media.edu.cn

美NeTS计划资助下一代互联网研究

美NeTS计划资助下一代互联网研究

NeTS计划由美国国家自然科学基金会NSF于2004年推出,任务是资助新的网络技术研究,以推动一个新的下一代网络基础设施体系的尽早出现。

NeTS的出现得益于NSF计算机信息科学与工程理事会(Computer & Information Science & Engineering,简称CISE)的重组。2004年CISE借鉴NSF信息技术研究计划(Information Technology Research,简称ITR)的成功经验,对NeTS进行重组,重新排列了相关的部门,集中相似的项目,并对教育和研究项目进行整合。2005年6月,NeTS又再次进行了结构调整。目前的CISE拥有三个部门,分别是计算与通信基金(Computing and Communication Foundations,简称CCF)、计算机与网络系统(Computer & Network Systems,简称CNS)、信息与智能系统(Information and Intelligent Systems ,简称IIS)。在这些部门下,又可以分为若干类别,其中CNS部门下面划分为网络系统、计算机系统和计算研究基础设施等多个大类,NeTS计划隶属于CNS下的网络系统类。

NeTS的基本情况

NeTS计划倡导下一代网络必须克服现有网络的局限性,并具有新的服务和性能,能够无时不在、无处不在地延伸到人们生活的方方面面。网络还应当使任意的通信设备可以轻松接入,具有较强的错误处理能力和抵御攻击及自然灾害的能力,可以应对各种通信状况。

NeTS计划将致力于建立一个新型的网络和通信基础设施,在下一代网络和通信基础设施相关的领域取得突破性进展,它具有以下特征:

安全:保护用户信息、计算机及其他设备免受各种攻击和自然灾害的影响;使用户对其网络行为负责;安全可信从而可以用来管理社会的其他重要基础设施,如电力、银行系统等;

结合虚拟与真实环境:利用各种设备和传感器等,更好地连接虚拟与真实世界,为科学研究和工程应用提供新的方法,并改善人们的生活方式;

支持普适计算:我们的生活中出现了越来越多的计算与通信设备,在这些设备上实现普适计算;

促进科学研究和工程开发:通过网格、超级计算机、大规模数据库和数据挖掘等技术,为科研和开发提供更好的支持;

促进各个领域的创新:如新的服务的开发、新的商业模型等。

NeTS的资助涵盖网络技术研究的各个方面,包括新的点到点Internet架构、应用可编程无线技术、无线传感器和光纤网络等技术的子网结构以及基于目前Internet网络的复杂网络测量、建模的研究。除此之外,还有一部分资金将用于资助下一代网络教育资源的建设。

2004年,NeTS支持大约40到50个项目,经费为4000万美元,主要关注的领域为可编程无线网络(rogrammable Wireless Networks,简称ProWiN)和传感器网络(Networking of Sensor Systems,简称NOSS)。2005年时,NeTS增加了对广义网络技术(Networking Broadly Defined ,简称NBD)研究的支持,支持项目的数量增加为60到80个。到2006年,NeTS将关注的热点研究领域增加到四个,最后加入的研究领域是未来Internet设计(Future Internet Design,简称FIND)。


关注的研究领域

ProWiN

研究采用可编程无线信号发射装置的无线网络,使频谱得到更好的利用,并提高无线网络的连接能力。

NOSS

研究传感器网络,包括该领域研究的所有方面,如体系结构、工具、算法和系统等。

NBD

研究大规模、复杂和异构的网络,资助的项目必须在理论、实验和教育应用方面都取得成果。

FIND

资助下一代Internet网络研究,研究下一代网络的安全、健壮、易于管理、可用等特征,基于新的网络体系结构,从满足新的社会应用和新计算范型的要求,就如何整合新的网络技术,搭建具有高层次的服务体系构架,进行理论研究。

NeTs计划项目之一
传感器网络系统NOSS

一个独立的传感器系统能够感知其所在的环境,并通过无线网络交换感知信息,从而对可能情况采取相应措施。传感器系统由数字传感器、数字激励器、低耗无线电接收装置、以及处理单元组成。由于单个传感器系统在应用中的限制性,传感器网络可以被用于监测和管理大规模的环境和系统。

NeTS计划在传感器网络(Network of Sensor Systems,简称NOSS)领域的研究主要目标是在未来几年里建立传感器网络,正如80年代利用加州大学伯克利分校的UNIX协议栈、socket接口及以太网线路卡将工作站组建成局域网一样。

NOSS的主要研究内容包括:本着易于管理、发展、安全并保证服务质量的原则,为传感器网络系统的设计和实现提供理论基础和系统知识;开发有效的、实用的传感器网络系统平台和工具;提供传感器网络系统体系结构框架及其实现;提供网络编程系统及其实现;提供面向传感器系统的网络试验床,提供多种应用和平台,从而获取有意义的实验结果和经验。

NOSS未来的研究重点将着重在传感器网络体系结构框架、网络编程系统及其相关应用。其资助的项目将着眼于以下几个研究点:

体系结构框架

研究已有的体系结构框架,或者提出一个新的具有竞争力的体系结构框架。详细描绘这个传感器网络系统各个部分如何协同。

体系结构模块

研究现有体系结构框架中各模块。

传感器网络编程系统

研究传感器网络集中式宏编程模式(比如声明性式、数据集中式、数据流式等等)以及完整的工具链。

相关实现

在已有的体系结构框架,以及最近支持的体系结构框架中开发相关实现和统一的网络结构框架。

硬件和软件平台

开发可被网络连接并可被其它系统作为原型的传感器系统平台,这个平台必须能够满足传感器网络的研究需要,并且不可用于商业用途。

试验床和应用

建立试验床并和应用研究者合作部署相关的应用。

NeTs计划项目之二
ProWiN技术提高无线网络连接能力

可编程无线网络技术(Programmable Wireless Networking,简称ProWiN),研究可编程无线通信设备如何提高频谱利用效率和无线网络连接能力。NeTS在该研究领域主要资助基于无线可编程通信设备的无线网络系统的研发,在无线网络系统中应用具有多通道或捷频特征的数据交换设备,并拥有丰富的监控接口的无线可编程通信设备。

ProWiN的研究目标是应用无线通信技术的最新成果,采用新的频段策略;提高无线网络的连接能力和灵活性,提高频段资源的共享效率;并通过融合网络技术、无线通信技术和策略社区,加强无线网络的能力。此外,通过不同的项目和各种类型人员的参与,整合可编程无线网络领域的教育和研究。

可编程无线网络不但需要实现本网络内消息的路由,还要实现与其他网络间的互操作,动态管理频段资源,具备简单配置后的网络自组织能力和一定程度上的移动性,支持服务质量和丰富的网络服务,支持多用户和多域。预期在不远的将来,该领域的研究将可以建立多个可编程无线网络平台,并建立起动态频段管理系统原型和无线网络实验床。总的来说,ProWiN的研究内容有两点,分别是:


拓朴形成与域间管理

研究可编程无线网络的算法和协议,包括拓朴发现和最优化算法、网络配置协议(尤其是跨不同网络的配置)等。提出的算法必须能够确定可能的拓朴,并在这些拓朴中做出选择;协议则必须根据拓朴的变化,能自动对网络进行配置。另外,资助的项目还提出评估网络结构和协议的方法,采用创新的方法解决拓朴形成、路由和协议层间交互等问题。


可编程无线网络实验床

这些实验床可以访问采用新体系结构的无线网络,该网络采用新的无线网络拓朴优化技术及路由技术。当今,大多数无线网络实验及实验床主要关注性能指数,有时也关注资源的使用,如功率(power),但很少有对算法、协议及底层资源间相互关系的思考和研究。实验床研究频段的使用和其他因素如路由算法、拓朴结构、协议、策略机制及服务等之间的关系。NeTS要求其资助的实验床除了研发新的体系结构和应用工具外,还应当定义指标和建立通用的框架,用来评估频段的使用情况。

ref:
http://www.edu.cn/20060320/3179484.shtml

Friday, July 13, 2007

推荐一个适合大规模WSN网络研究的仿真软件JiST/SWAN

推荐一个适合大规模WSN网络研究的仿真软件

JiST/SWAN
Java in Simulation Time / Scalable Wireless Ad hoc Network Simulator
http://jist.ece.cornell.edu/

对仿真软件原理有兴趣的同学可以参考
http://jist.ece.cornell.edu/related.html

最大的缺点是作者从Cornell博士毕业后, 不知这个软件的后续维护怎么处理的.

Event throughput Memory footprint
5 million events
time (sec)
vs. baseline
vs. JiST

baseline
0.738
1.00x
0.76x
JiST
0.970
1.31x
1.00x
Parsec
1.907
2.59x
1.97x
ns2-C
3.260
4.42x
3.36x
GloMoSim
9.539
12.93x
9.84x
ns2-Tcl
76.558
103.81x
78.97x
memory
per entity
per event
10K node sim.

JiST
36B
36B
21MB
GloMoSim
36B
64B
35MB
ns2
544B
40B *
74MB
Parsec
28536B
64B
2885MB

SWANS performance
nodes
simulator
time
memory

500
SWANS (hier)
43 s
1,101 KB


GloMoSim
82 s
5,759 KB


ns2
7136 s
5,8761 KB

5,000
SWANS (hier)
430 s
5,284 KB


GloMoSim
6191 s
27,570 KB

50,000
SWANS (hier)
4377 s
49,262 KB



1,000,000
SWANS (hier)
--
933 MB
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网络资源: 倪老师的BLOG -- WSNs专题 *

网络资源: 倪老师的BLOG -- WSNs专题(着重推荐)
http://sunny.space.univs.cn

试试这个链接行不行
花之幽雅
花之幽雅
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网络资源: 上海市计算技术研究所研发三部

上海市计算技术研究所研发三部,前身是上海计算所无线传感器网络课题组
http://211.144.96.153/

发布了一个露天型WSN节点测试
http://211.144.96.153/dltn/dltn.html

网络资源:中国科学院嘉兴无线传感网工程中心

中国科学院嘉兴无线传感网工程中心
http://www.wsn.cn/Index.html
不过,没有为研究提供更多的开放资源.

其所提出的WSN协议栈架构:
http://www.wsn.cn/duiwaixiaoshou/wanglxyi/200702/duiwaixiaoshou_20070206172001.html

我的建议:
- 休眠事实上是全节点的问题,MAC要支持休眠,但休眠的管理应该由更上层介入,不仅仅是MAC自己的事情
- 任务管理和资源分配模块的位置是否合适?

再议WSN仿真工具的选择

再议WSN仿真工具的选择

如果把仿真当作做实验的话,我们首先要定好我们实验的目标,明了自己为什么么作这个实验。尽管我们无法准确预测实验的结果,但我们必须明白为什么要做这个实验。

因此,仿真就像做实验一样,是一种基本的技能,是我们都应该掌握的。
如何做仿真,是自己开发一个还是用现成的,如果用现成的,选用哪一个,应取决于你的研究目的,而不是人云亦云。
如果现有的工具不能满足你要求的话,不妨就自己写一个。这样对问题的认识有时更深刻,可能更容易抓住本质。

比如说,我们偏重network behavior, 所以我会很看重这个wsn仿真工具JiST/SWAN,但是这个用的人很少。不过这并不影响我认为它仍是一个相当优秀的工具,事实上它是公开发布的能够免费获得的极少的几个能够顺畅仿真百万节点网络的工具。

其他常见网络仿真工具的对比可以参考这里
http://space.univs.cn/?7554/viewspace-45169.html
http://space.univs.cn/?7554/viewspace-40945.html
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973计划之WSN课题:WSNs的基础理论及关键技术研究

973计划之WSN课题:WSNs的基础理论及关键技术研究

项目名称:无线传感网络的基础理论及关键技术研究
项目编号:2006CB303000
项目领域:信息
第一承担单位:上海交通大学
开始日期:2006-09-01
预计完成日期:2011-08-31
概述:  

无线传感网络在新一代网络中具有关键性的角色,作为一种新的计算模式,推动科技发展和社会进步,已成为国际竞争的焦点和制高点,关系到国家政治、经济、社会安全。发展我国具有自主知识产权的无线传感网络技术,推动我国新型无线传感网络产业的跨越式发展,对于我国在21世纪确立国际战略地位具有至关重要的意义。

无线传感网络发展趋势呈现出以低耗自组、异构互连、泛在协同为基本特征的全新形态。传统理论与模型难以描述无线传感网络的传感、异构、无线、移动、泛在和互连、以及单个传感器的能量、存储和计算能力有限的基本特性。本项目将运用系统科学的相关理论,探索无线传感网络内在的基本规律,面向无线传感网络这样一个新的研究对象,以能量、通信、时间和空间复杂性最小化为目标,创建一套新型的理论、方法和技术体系。

为适应新一代网络的发展需求,针对国内外网络技术的发展现状和传感器件制造的发展趋势,本项目以建设大规模、实用化、高可靠的新一代无线传感网络系统所急需的关键技术为突破口,围绕低耗自组、异构互连和泛在协同三个关键科学问题展开研究。

本项目的总体目标是:面向煤矿监测、水环境检测、上海世博会安全监控等重大应用需求,从发展新型无线传感网络产业的角度,以解决“低耗自组、异构互联和泛在协同的复杂系统及资源优化的自组织网络”问题为核心,研究新一代无线传感网络的基础理论与关键技术。在实现从传统网络到新一代网络的转变,从系统实体单元的单一同构性到泛在异构性的转变,以能量、时间和空间复杂性最小化为目标,提出一整套无线传感网络基础理论与关键技术的突破,使我国在相关领域的研究成果进入国际领先行列,并在基础研究成果与无线传感网络产业发展的结合方面形成研究特色,形成若干具有特色的技术标准和技术专利,为我国在未来5-10年内建立新型无线传感网络产业打下坚实的基础,为我国无线传感网络产业的发展提供核心技术的支持。

Wireless Sensor Networks (WSNs) play an important role in next generation networks. As an emerging technology with great potential to drive the development of science and technology, promote the advancement of society, and impact national politics and security, WSNs have become a primary focus of international competitors. It is of significant importance to develop WSN technology based on our own originality and creativity in order to advance the WSN industry and to help China establish its international strategic position.

WSNs differ from conventional network systems in many aspects; they involve a large number of ad hoc pervasive and distributed sensor nodes which are energy-constrained, self-organizing, and self-configuring. WSNs bring new challenges, including its heterogeneity, mobility, ubiquity, etc., which go well beyond the issues addressed by existing networking theories and algorithms.

In order to lead the way into the next generation of networks, we are going to establish a new series of theories, methodologies and technologies for WSNs. We will accomplish this by exploring the fundamentals of WSNs, focusing on the three key issues of constructing large-scale, practical and reliable WSN systems: (1) energy efficiency and ad hoc, (2) heterogeneous interconnection and (3) ubiquitous collaboration.

Our objective is as follows. Based on three novel applications of WSNs: coal mine surveillance, water resource detection, and security surveillance of the Shanghai World Expo, we will conduct fundamental research by solving the problems of energy-efficiency, heterogeneous interconnection, ubiquitous collaborative complexity and resource-optimizing ad-hoc networks. In order to realize the transition from conventional networks to the next generation of networks – the individual and homogeneous to the ubiquitous and heterogeneous – we will propose a series of fundamental theories and study the critical technologies of WSNs. Such efforts will help China to establish a leading position in this research field and form the Chinese characteristics when transferring the research results to the WSN industry. By defining corresponding standards and filing patents, we will provide a solid foundation for the WSN industry of China in the next five to ten years and provide core technological support for the national development of WSNs.



该课题共有七个子课题:

课题名称:无线传感网络节点系统的体系结构研究
课题编号:2006CB303001
英文名称:Architecture of Node System in Wireless Sensor Network
承担单位:浙江大学

主要内容和目标:

研究内容:(1)以灵活、高效、可扩展和兼容性为目标的节点新型软硬件体系结构;(2)以安全性、实时性和低能耗特征为目标微型操作系统的设计理论与实现方法;(3)以保证协议及算法的安全存储、运行速度及管理效率为目标的软硬件协同设计理论和实现方法;(4)无线传感网络分布式环境下协同瘦信号处理的数据特征提取理论模型和对等网络虚拟测量方法。研究目标:掌握新一代无线传感节点系统的设计理论与方法。包括新型软硬件体系结构、有效的低耗节能及实时并发模型、可靠的安全机制,信号感知和片上系统的设计理论与方法,协同瘦信号处理的数据特征提取理论模型和对等网络虚拟测量方法。

课题负责人: 陈纯
主要学术骨干:崔莉 郑扣根 卜佳俊 李石坚 王雪
一般参加人员:蔡亮 苗勇 徐海燕




课题名称:无线传感网络的自主组网模型与方法研究
课题编号:2006CB303002

英文名称:Research on Self-organizing Models and Methods of Wireless Sensor Network

承担单位:上海交通大学

主要内容和目标:

研究内容:(1)节点定位模型:估计节点位置的方法,提高定位准确度;定位算法的评价体系和量化模型的研究;实时定位管理问题的研究;无线传感网络锚节点的配置及其相关研究;三维空间定位。(2)节点时间同步:研究在符合工程实践的假定条件下,以低功耗为优化目标,设计和综合出一套精度能够依赖应用要求自适应调节的,适合无线传感网络自组织、多跳,节点密集、易失效等特性的时间同步机制及其实现算法。(3)自组织型节点的标识问题:平面标识分配;基于物理位置的标识分配。(4)拓扑控制与覆盖:节点唤醒和睡眠机制研究;考虑地形的影响情况下引入移动传感器提高网络覆盖效率问题研究;低能耗、分布式、高效的对于大规模无线传感网络的分簇算法研究;无线传感网络对智能目标监控的拓扑结构控制以及隐藏无线传感网络问题的研究。研究目标:在无线传感网络自主组网基础模型,包括定位模型、时间同步算法、标识分配、拓扑控制与覆盖等方面,取得突破性基础研究成果,并在应用示范系统中得到应用。

课题负责人 伍民友
课题第二负责人 薛广涛

主要学术骨干 吴松

一般参加人员 赵文耘 蒋文斌 邓倩妮 黄林鹏 饶若楠 唐飞龙





课题名称:无线传感网络的通信协议研究
课题编号:2006CB303003
英文名称:Communication Protocols for Wireless Sensor Network

承担单位:上海交通大学

主要内容和目标:

研究内容: (1)设计新的MAC协议:满足低能耗开销;有效避免碰撞;实现简洁,代码小,可动态配置,易管理维护等特性;(2)建模分析IEEE 802.15.4的MAC协议的性能;(3)研究适用于无线传感网络的数据安全传输协议,以实现数据的加密传输、数据源认证等;(4)研究网络层的包冲突预防机制;(5)传输协议研究:结合传感器网络流量的间歇突发特性和多对一汇聚特点,针对不同业务的不同需求,以低能耗,可靠性,公平性和有效吞吐量为性能指标,为传感器网络设计理想的传输控制子系统,并研究其中的核心机制与关键算法;(6)长期网络连通性的研究:我们拟通过智能化的网络层包聚合算法来减少临近网关节点的通信量,提高其工作效率,以此来减少因缺乏中间节点而导致的网络中断;另外,我们也拟进行网络后期维护问题,使用某些自动控制机器人等设备,通过路由算法引导其对网络进行维护以大幅度提高网络寿命及可用性。研究目标:为无线传感网络设计高可靠性,高吞吐量,低能耗,低传输延时的安全的可信的传输通信协议栈;设计并实施相关原型系统,为无线传感网络的工程实际应用提供有效的研究成果和借鉴作用。

课题负责人 倪明选

课题第二负责人 刘云浩

主要学术骨干 李波 罗琼

一般参加人员 张成志 李明禄 陈双幸 陈雷 顾宗华 张黔 杨强 贾维佳 吴其彦 高福祥 许斌 赵泽 邓庆绪





课题名称:无线传感网络接入互联网的模型与机制研究
课题编号:2006CB303004
英文名称:Internet Access Model and Mechanism for Wireless Sensor Network

承担单位:南京大学

主要内容和目标:

研究内容:为实现无线传感网络接入互联网,具有接入安全性、系统可用性和可扩展性,我们将研究多网关技术和无线网状网相关技术,内容涵盖了无线传感网络接入互联网的各个主要方面。具体内容包括:(1)复合型无线传感网络接入互联网模型。分析基于代理、DTN网络和网状网结构的接入方式优缺点,研究一种复合型接入模型;(2)网关数目和无线传感网络规模关系模型。建立数学模型,研究在具体性能要求下,网关节点数目和无线传感网络规模之间的关系;(3)多网关动态部署、移动策略、负载均衡、容错机制。研究网关位置的动态部署理论;研究移动网关的移动策略,提高接入性能。研究数据请求的分发策略和迁移策略,实现网关负载均衡;研究多网关容错机制,保证部分网关失效时接入的可用性;(4)轻量级网关访问控制、数据验证和高效抗DoS攻击机制。研究网关的访问控制机制,保证数据机密性;研究网关的数据验证机制,保证数据真实性。研究检测和抵抗DoS攻击的机制,应对来自互联网和无线传感网络内部的双重DoS攻击。特别地,由于网关资源仍然受限,我们需要研究轻量级的安全机制;(5)适用于无线网状传感网络的通信协议。研究节点到无线路由器间的短距离数据传输;研究节点和路由器之间的信道分配问题;研究节点到路由器的路由建立机制;研究路由层和链路层的跨层优化问题;(6)基于无线网状网的传感节点的移动性支持。研究维护动态的节点拓扑及路由器切换问题;研究轻量级的分布式节点移动性管理机制。研究目标:研究无线传感网络多网关和无线网状网理论和方法,根据实际应用,解决大规模传感网络接入互联网的关键理论问题,提出面向新一代网络技术的传感网络接入互联网解决方法。

课题负责人 陈贵海

主要学术骨干 陈力军 窦万春 陆桑璐 陶先平 王晓东

一般参加人 任浩 宋方敏





课题名称:无线传感网络数据管理理论与算法研究
课题编号:2006CB303005
英文名称:Theory and Algorithm of Data Management in Wireless Sensor Networks

承担单位:哈尔滨工业大学

主要内容和目标:

本课题主要研究无线传感器网络数据管理的理论和算法,包括传感器网络数据的模型、能源有效的传感器网络数据操作算法、数据查询(包括即时查询、连续查询、近似查询)优化与处理的理论和算法、数据挖掘的理论和算法、数据联机分析的理论和算法、支持数据管理的能源有效的路由理论和算法,发现和解决重要的科学技术问题,取得突破性进展。在上述理论和算法研究的基础上,本课题还将研制一个传感器网络数据管理系统原型,包括数据查询处理子系统、数据挖掘子系统、数据联机分析子系统,在实践中验证基础理论研究成果的正确性。

课题负责人 李建中
主要学术骨干 高宏 李金宝 石胜飞 孙星明
一般参加人员 骆吉洲 张炜





课题名称:无线传感网络应用示范系统
课题编号:2006CB303006
英文名称:Demonstration Systems of Wireless Sensor Network
承担单位:中国科学技术大学

主要内容和目标:

研究内容(1)结合井下实际测量结果确定无线通信方法、无线信道分配和通信协议以及数据传输方法等研究优化适用于煤矿井下特殊环境要求的无线传感网络系统结构;(2)煤矿瓦斯灾害研究系统的关键应用模块研究。包括动态人员定位模块、分布式人员注册模块、拓扑生成模块,针对异构数据传输的数据编解码、压缩和数据融合模块;(3)研究无线传感网络在水资源环境监测系统中的关键技术,包括有效的结点配置技术,由于传感网络在特定的应用中(如河流监测),结点拓扑结构是很特殊的,因此有必要研究传感网络有效结点配置技术,能实现低能耗有效的数据收集;数据融合和聚集技术,以保证水污染等报警的正确率;不同类型消息的调度,因为在环境监测系统中存在多种消息,需要调度这些信息来满足实时性的限制与要求;(4)研究世博会中基于无线传感网络的快速部署和数据集成系统,以及无线传感网为基础的世博Web展示技术;(5)完成相关系统的原型并在此系统上验证和实现总体项目其它课题的研究成果,以此典型应用证明无线网的实用价值和技术上的可行性。研究目标围绕在煤矿安全,水资源监测和世博重大活动的特定条件,结合无线传感网络的应用特性,以低耗自组、异构互连为目标。完成相关系统的原型并在此系统上验证和实现总体项目其它课题的研究成果,以此典型应用证明无线网的实用价值和技术上的可行性。

课题负责人 陈国良
课题第二负责人 黄刘生
主要学术骨干 吴俊敏 余敏 曹健 张信明 张俊霞
一般参加人员 徐云 许胤龙





课题名称:无线传感网络测试平台与监控工具
课题编号:2006CB303007
英文名称:Test-bed and Monitor Tools for Wireless Sensor Network
承担单位:中国科学院软件研究所
主要内容和目标:

研究内容:(1)面向测试的无线传感网络系统结构和节点系统软硬件框架;(2)无线传感网络的状态信息收集策略;(3)无线传感网络的性能测试方法和误差评估理论;(4)无线传感网络的仿真技术;(5)无线传感网络的状态/行为模型;(6)测试平台和工具的实现技术。研究目标:本课题的研究目标是研究无线传感网络测试平台和工具,提出一整套面向无线传感网络的仿真、测试、监控的理论,形成无线传感网络的测试和监控的理论框架,并应用到实际的网络性能测试和网络管理中。建立一个异构的可远程监控的无线传感网络测试平台系统,开发一套具有我国自主知识产权的无线传感网络的调试、测试、监控和仿真工具。

课题负责人 孙利民
主要学术骨干 陈小武 刘卫东 方贵明
一般参加人员 王莉莉 皇甫伟 张维 梁阿磊 刘海涛 徐玉峥 王晟 陈震

Ref:
http://space.univs.cn/?7554/viewspace-40801.html

Thursday, July 12, 2007

国内的嵌入式系统小组活动

SkyEye Project by Dr. ChenYu
http://www.skyeye.org/index.shtml

AKA
http://www.aka.org.cn AKA 主站
http://www.akaembed.org AKA 小组嵌入式资源站
http://www.akae.cn AKA 嵌入式开放实验室 (AKAE嵌入式研究中心)

FTP:aka.org.cn  Mirror1:263.aka.org.cn

EEPW热点专题

EEPW无线传感器网络专题
http://www.eepw.com.cn/topic/wsns/

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http://www.eepw.com.cn/hotsp.aspx
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