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。

　　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。

　　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%。

　　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。

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。

　　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）

　　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

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

德州仪器太阳能采集套件带来永续供电的无线传感器网络

日前，德州仪器 (TI) 宣布针对工业、交通、农业以及商业等多领域应用推出一款可将环境光转换为电源的太阳能采集 (SEH) 开发套件，从而充分满足了无线网络系统设计人员对可替代能源的需求。尺寸仅为信用卡大小的 eZ430-RF2500-SHE 套件将 Cymbet 公司的 EnerChip 薄膜电池技术 (thin-film battery technology) 与 TI MSP430 微处理器 (MCU)、CC2500 射频 (RF) 收发器和 eZ430-RF2500 开发工具完美结合在一起。现在，开发人员可以构建基于太阳能的自供电无线传感器网络，从而无需采用需要定期花费时间与金钱进行更换的系统电池，这对于偏远地区尤为实用。eZ430-RF2500-SEH 套件现已开始提供样片，目前可通过 TI 电子商城或授权分销商进行订购。

在偏远或交通不便的地区，无线传感器的集成度正日益提高，体积也日趋小型化。到目前为止，设计人员通常还是采用纽扣电池或五号电池等存储组件为无线设备提供核心电力。但是，该类型存储技术无法实现充电、存储、放电以及小尺寸特性等的最佳组合，因而难以满足无线设备对永续供电的需求。现在，通过将 Cymbet 的 EnerChip 技术与 TI 的 MSP430 微处理器和 CC2500 RF 技术完美集成在一起，能量采集器无论在强光还是弱光环境中都能实现更高效的存储、处理及传输。

eZ430-RF2500-SEH 的主要特性与优势

·由EnerChip能量采集模块连接的高效太阳能电池板即便在较弱的环境光照条件下也能提供足够的电力以驱动无线应用；

·采用Cymbet的EnerChip固态薄膜锂电池技术，在使用能量采集模块存储并供电时提高能量转换效率；

·Cymbet EnerChips是可重复充电的高效环境友好型电池。单次充电后可在无环境光照条件下支持多达400次的信号传输；

·TI基于USB的eZ430-RF2500开发工具可为邮票大小的目标板上的MSP430微处理器与低功耗无线收发器提供编程所需的软硬件；

·MSP430微处理器具有超低功耗、快速唤醒以及片上系统(SoC)外设集成等优异特性，可在缩减板级空间的同时支持免维护、自供电的传感器。

·CC2500 RF 收发器可运行于 2.4GHz 频段上，非常适用于低成本的高可靠性数字无线应用。

link: http://www.industrialcontrols.eetchina.com/ART_8800562311_2500001_NP_715f3d4d.HTM

Laptops as Earthquake Sensors

ps: 有创意，但后期数据处理估计很困难，噪声影响太大了，很难提取有用信号, just a try

Laptops as Earthquake Sensors

Researchers are testing a distributed network to detect early signs of damaging quakes.

By Anna Davison

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Credit: Technology Review

Earthquake researchers in California hope to take advantage of the motion sensors in laptops to create an earthquake-sensing network. By putting computers in homes and businesses to work as seismic monitors, the researchers hope to pull together a wealth of information on major quakes, and perhaps even offer early warnings, giving a few seconds' notice of a potentially devastating quake.

The Quake Catcher Network (QCN) is in the beta testing stage, with links to several hundred laptops. It's a distributed computing network, like SETI@home, which searches for intelligent signals from space, and Folding@Home, which focuses on protein folding. Machines in the earthquake network would monitor motion and report big shakes to a central server. If a horde of reports came in from a particular area, it could indicate an earthquake. The network will initially focus on the quake-prone San Francisco Bay and the Greater Los Angeles Basin areas of California.

"Were not trying to predict earthquakes, we're trying to measure them very rapidly and get the information out before damage is done to large populations," says Jesse Lawrence, an earthquake seismologist at Stanford University. He's working on the project with Elizabeth Cochran, an assistant professor of seismology at the University of California, Riverside, who came up with the idea, and other collaborators at both universities.

Hundreds of sophisticated seismometers are already in place in California, but they're spaced relatively far apart. The new distributed network wouldn't replace those, says Paul Davis, a professor of geology at the University of California, Los Angeles, but "it would fill in the gaps."

The QCN team has developed software that turns Mac laptops into seismic sensors and displays seismic data on a screensaver. They plan to later release a Windows version. Apple laptops manufactured since 2005 are outfitted with accelerometers, as are many IBM (now Lenovo), Acer, and HP laptops. They detect sudden acceleration--as when a laptop falls from a table, for instance--and brace the hard drive for impact.

Desktop computers don't have built-in accelerometers, but they can easily be outfitted with inexpensive USB shake sensors, Lawrence says, which are already used in the automotive industry to develop and test safety devices such as airbags. Lawrence and his collaborators hope to distribute USB shake sensors to schools so students can be part of the network.

The Quake Catcher Network's software will analyze shakes sensed by a computer's accelerometer and report only big movements to the central server, ignoring the vibrations from a passing truck, a bump to a table, or even a minor earthquake. The pattern of signals received by the server should allow the network to recognize a significant earthquake, Lawrence says. The location of networked computers will be identified by their IP addresses and from reports from users.

Some scientists, including Egill Hauksson, a senior research associate in geophysics at Caltech, who oversees the Southern California Seismic Network, have doubts about the quality of that data. Nonetheless, Hauksson says, "If you have hundreds of thousands of these computers reporting, maybe you will see something interesting."

Sensors in quake-prone areas such as California are miles apart, and Davis says if there were more QCN-linked computers in an area, they could provide information on how the shaking varied across the affected area. "It's obviously a very limited seismometer," Davis says, "but it would indicate where the biggest shaking concentrated in a way we've never done before."

The devastating Northridge earthquake, which hit Los Angeles in 1994, had some unexpected effects in parts of Southern California, Davis says, so scientists deployed seismographs in backyards to try to figure out what was going on. "Had there been all those laptops measuring at the time, that could have been worked out much quicker," he says.

Lawrence's hope is that the network might even be able to give an early warning of quakes, based on the relatively gentle waves that occur before the more brutal ones. Even just a few seconds of warning may be enough time for people to take cover and automated systems could slow trains and divert traffic from vulnerable bridges. There's no such system in the United States, but in Japan, high-speed trains are stopped when a major earthquake is detected.

However, Caltech's Hauksson says he's "very skeptical about using this kind of network for warning."

Although David Oppenheimer, a seismologist with the U.S. Geological Survey, who isn't involved with the project, sees "significant problems" with the notion of using laptops as quake sensors, he's intrigued by the idea of equipping desktop computers with inexpensive seismic sensors.

"To me, that's very exciting because there are large portions of the world where we don't have adequate seismic monitoring," Oppenheimer says. If USB accelerometers were attached to internet-connected computers in those regions, they could detect a quake more quickly than more-conventional sensors located hundreds or thousands of miles away.

If something like the QCN had been in place in Indonesia in 2004, when a huge quake triggered a devastating tsunami, it could have helped in warning emergency workers. "Thousands of kilometers of laptops could have lit up in Sumatra," Davis says. "They could know within a couple of minutes that it happened," rather than waiting for the half-hour it took for the quake to be picked up on sensors farther away. That earlier notice could allow response teams to mobilize more quickly during the next quake, and tsunami warnings could be issued in time to make a difference.

link: http://www.technologyreview.com/Infotech/20658/?nlid=1031&a=f

能量收集技术潜力无限，纳米和MEMS技术成主推力

能量收集技术潜力无限，纳米和MEMS技术成主推力

专家称，在能量收集应用中采用纳米技术和MEMS技术是一项正在进行当中，然而却显示了巨大潜力的工作。

在近日举行的传感器世界博览会(Sensors Expo)上的进展显而易见，包括关于在能量收集应用中采用纳米技术和MEMS技术的会议。参与会议的人员表示，EaglePicher、Tadiran和Varta等公司正在对现有的锂技术进行投资，从而为能量收集应用提供微电池。

Roger Grace Associates总裁Roger Grace指出，能量收集仍在研究阶段，但在过去的一年里进展在加快，我们已经看到了一些好的商业成果。

微能量清道夫(micro-energy scavenger)正在考虑用于先进的轮胎压力监控器(TPM)。市场研究公司WTC预计，由于受到美国法规问题和欧洲汽车产业产品差异化的驱动，该市场将在2009年超过2亿美元，

与轮胎相连(而不是与轮缘相连)的TPM系统可以创造每年超过12亿轮胎的潜在装备翻新市场。能量清道夫(energy scavenger)将代替电池以减少重量，增加功能并降低对环境的影响。

Darnell Group的新报告发现，能量清道夫的启动正在寻求与芯片制造商的合作。根据该报告，TI、Nordic Semiconductor和STMicroelectronics等电源管理IC制造商确定将进入能量收集市场。

该报告还突出报道了EnOcean、Ubiwave、Powercast和Perpetuum等公司的启动。一些公司已经拥有商业产品，而另外一些公司则仍在原型阶段。

无线传感器网络开发商Dust Networks近日宣布，该公司正在其嵌入式网络产品中采用Kilopass XPM内存。这些设备被用于模拟调谐和安全存储。

美国国家海洋与大气总署(National Oceanic and Amospheric Administration)高级顾问Gregory Withee表示，低功率传感器和能量收集技术需要进一步的发展，从而“找出比目前昂贵的卫星更便宜的方法来观测地球活动”。他列出了针对美国地球观测计划的传感器网络、片重构传感器网络、生物传感器、无线纳米传感器和较便宜的数据管理系统。

Withee表示，“我们每年用于观测技术的费用高达10亿美元，但是我们现在并没有获得足够多的投资回报。”

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电子工程专辑 2007
http://www.eetchina.com/ART_8800469509_628868_NT_4fdd860a.HTM

无线充电技术渐近商用，900MHz频段承担传输重任

无线充电技术渐近商用，900MHz频段承担传输重任

在消费电子展(CES)上，Powercast LLC公司所设计的针对消费电子设备的无线电池技术有望今年由Philips Electronics N.V.公司发布。

Philips公司“将是我们在2007年实现批量交货的第一客户，”Powercast公司(Ligonier, Pa.)的副总裁Keith Kressin表示。该公司宣称，其Powercaster和Powerharvester模块可以利用RF广播在最多几米之外对小于蜂窝电话的消费电子设备的电池进行充电。

利用900MHz频段，Powercast把RF能量发送到一个外形大约为AAA电池一半的接收机上。在对美国匹兹堡动物园对无线传感器网络进行BETA测试的过程中，Powerharvester接收机模块被翻新到由Intellisensor公司制造的无线传感器的电池盒中，从而把电池使用时间从120天扩展到几年。这些模块“一直通过无线方式保持对动物园的温度和湿度传感器进行100%的充电，尽管与无线传感器相距30英尺的能量束时常中断，”Kressin表示。

利用该模块的神秘的Philips消费电子设备包含一个全向能量信标，通过它可以在大约1米的范围内对设备进行充电。在BETA测试中，要采用方向性天线，以便能量束能够被定位于30英尺之外的某一点。

Kressin表示，Powercast的技术不依赖于任何特殊的射频技术，可以采用几乎任何900MHz发射机或接收机。

RF能量传输通常用最大4V的电压就可以把几个毫瓦的功率传输给设备，使之成为对遥控和诸如iPod之类的小电池进行充电的理想方案。Powercast公司表示，今年医疗植入也将开始采用这种无线能量传输技术。蜂窝电话也是潜在的应用对象，但是，目前Powerharvester仅仅能够把常见蜂窝电话的电池电量充电到一半左右。

Powercaster公司表示，该技术已经获得了FCC的批准，其中，包括一系列能量信标发射机和接收机。开发工作早在2003年就开始了。Powercaster公司的技术不同于马萨诸塞州科技学院所开发的能量信标，后者采用了专用的信标和谐振天线方案。

Ref: 电子工程专辑 2007
http://www.eetchina.com/ART_8800451000_628868_NT_be319147.HTM

能量收集技术前景广阔，无线传感器网络应用首当其冲

能量收集技术前景广阔，无线传感器网络应用首当其冲
上网时间 : 2007年12月11日

到目前为止，至少有两家能量收集公司报告了急剧的销售增长，除了在无线传感器网络中广泛应用以外，其客户发现了能量收集产品的多种应用。

无线传感器网络中的能量收集使远程节点在无人照看下能够运行很多年。目前的市场还很小，但预计其增速达65%，到2010年超过2亿套。Advanced Linear Devices公司CEO Bob Chao表示，该公司的能量收集部件销售增加了78%，需求来自许多行业。

能量收集技术最红火的一个应用是使用不需要电池的无线开关来替换有线电灯开关。例如，马德里一栋57层高的大楼使用4200个无线按钮来控制4500盏电灯，这样在移动内墙时无需对电灯开关进行重新布线。建筑师们使用EnOcean公司制造的无线按钮，将按下按钮的动作转变为RF信号来打开电灯。所有的电灯连成一个网络，网络提供电源和开关电灯的控制信号。无线接收器接受无线按钮传来的编码信号，然后将信号传递到正确的电灯。

EnOcean公司市场营销副总裁Jim O'Callaghan表示，目前其最大的竞争对手是电线。可以收集的能量像海洋一样大，但是挑战在于制造像电池供电产品一样好的产品，但是不用电池。

Enocean也有一系列的其他能量收集产品，转换动作、声音、震动、温度、环境光线和其他能量来源。Enocean的按钮每次充电可用五天。O'Callaghan透露，该公司与其OEM客户正形成一个联盟，并将在明年制定标准。Enocean目前正在开发自己的系统级芯片，用于无线传感器网络市场。

Ref 电子工程专辑 Dec 2007
http://www.eetchina.com/ART_8800493026_480501_NT_8952c445.HTM

IPv6 over Low power WPAN (Active WG)

As EDN has said, Move over ZigBee, Make Room for 6LoWPan

IPv6 over Low power WPAN (Active WG)
http://tools.ietf.org/wg/6lowpan/

IPv6LoWPAN
http://6lowpan.net/

Transmission of IPv6 Packets over IEEE 802.15.4 Network
http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-6lowpan-format-13.txt
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雷声公司继续研制JLENS网络传感器系统(图)

　[英国《防务新闻》2005年11月16日报道]　　雷声公司从美国陆军获得一项价值13亿美元的、称之为"联合对地攻击巡航导弹防御用网络传感器系统 "(JLENS)的系统发展和验证阶段合同，从而得以继续进行JLENS网络传感器系统的发展工作。该系统可以提供持续时间长、探测范围广的巡航导弹防御 能力，还可为指挥官提供远距通信能力和态势感知能力。该系统可对来袭巡航导弹进行超地平探测和跟踪，并为防空系统对其攻击和摧毁提供足够的告警。每个 JLENS系统均由一台远程监视雷达和一台高性能火控雷达组成，各个JLENS系统综合并装 在一个采用系绳同地面处理站相连的、大型系留浮空器内。计划在2009年开始进行JLENS系统试验，2011年完成该系统的研制工作。(祖典 责编洪山)

http://jczs.news.sina.com.cn/2005-12-04/1628335447.html

Squidbee, An startup company and open community

Dear Sirs,
we are Libelium, a spinoff company of the University of Zaragoza (Spain),

we know your work in the field of Sensor Networks with the OpenWSN project and we thought you may have interest in a new project we have developed. It is called SquidBee : http://www.squidbee.org

It is an open *Hardware* and Software mote which tries to set a common device for the Universities and Research Centers which are developing Sensor Networks. It is also a teaching platform because students can study and change any part of it.

We have set two ways in order to create a live community on the research
of open source and hardware sensor networks:

1? A wiki where each research group can upload all the information of
their projects related with SquidBee, ZigBee, sensors,...
2? Mailing lists:
- A news mailing list to receive just the advances in the
SquidBee project
- A hacking mailing list for everybody to post all the
questions, motivations....derived from the development of a project


Regards.

David Gascón.

--
David Gascón Cabrejas
Departamento de Investigación y Desarrollo
Libelium Comunicaciones Distribuidas
http://www.libelium.com

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

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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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

EEPW热点专题

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

EEPW热点专题
http://www.eepw.com.cn/hotsp.aspx

美国打造全球首个全城无线传感网 4年后面世

评注：是个点子,但其用途依然不明确

美国打造全球首个全城无线传感网 4年后面世

作者：陈欢欢 来源：科学时报 发布时间：2007-4-12 0:9:6 小号字 中号字 大号字

在美国马萨诸塞州剑桥城，研究人员计划2011年以前在路灯上装置100个无线传感器。每个节点都将含有一个内置PC机、一个无限局域网界面和各种用于监测气候状况和空气污染物的传感器。4月5日，据哈佛大学工程与应用科学学院新闻网报道，哈佛大学、BBN公司和剑桥城将会联手进行一项为期4年的项目——CitySense，打造世界上第一个全城无线传感器网络。该项目由美国国家自然科学基金会（NSF）资助。

据悉，CitySense可以报告整个城市的实时监测数据，并且其收集数据的规模之大是前所未有的。哈佛大学工程与应用科学学院计算机科学系副教授Matt Welsh说：“无线传感网络有潜力对环境、道路，甚至动物栖息地的实时监测进行革命性的改革。”CitySense的第一项任务是为哈佛公共健康学院副教授Majid Ezzati监测城市中的环境污染。就目前而言，数据只能从当地的一个监测中心获得，而CitySense可以从城市的多个地点收集数据，因此可以更全面地了解城市环境的污染情况。不过，这只是第一步，Welsh表示：“我们相信这个网络可以为其他想安装全球无线网络的城市提供一个基础。”

目前，Welsh研究小组的这个项目还处在原型试验阶段，但他们希望可以在两年内安置 20个传感器，到第三年达到50个，最后一年完成剩下的部分。小组采用一个聪明的方法解决了过去电池寿命对无线网络的限制——他们把节点装在市政街灯上，因此可以利用城市电力系统提供电能。该方法使得传感器的使用增加了很多新的途径，如进行实时环境监测这样的长期实验、研究小气候和人口健康之间的关系、跟踪生化制剂的扩散等。

Welsh已经在自己的实验室装备了大约190个单元，同时在厄瓜多尔的活火山上装置了无线传感器。在不受控的室外环境中进行实验，可以帮助研究人员了解实验室模拟环境中运作的传感器网络是否具有代表性。

一个更大的挑战是如何让分散在城市各处的远程节点和位于哈佛大学的中心服务器连接。 Josh Bers是Welsh在BBN公司的合作者，他设计了一个多反射的无线网络软件，可以让每个节点同相邻的节点相连，形成网络。使用一个1英里射程的小无线电装置，任何一个节点就可以从远程服务器中心下载软件或上传传感器数据。Welsh已经在实验室里用一个网络模型运行5个节点。Welsh说：“它就像一个会传染所有节点的‘病毒’。每个节点都可以和相邻的节点‘对话’，传递数据，最终可以使用所有节点运行程序。”

此前，也有人尝试建立一个小规模的类似网络，但其目的是为私人服务，或者为美国威斯康星州麦迪逊、伊利诺伊州香槟市这样的城镇提供无线网络连接。而据CitySense网站报道，CitySense是一个开放的、资源公开的测试平台。从收集气候数据、监测交通状况到噪音污染，全世界的研究人员都可以使用CitySense。Welsh表示：“CitySense将是这类项目中最大的一个，由 100个传感器组成的系统将最终向所有网民开放。这意味着，美国塔尔萨市的大气科学研究人员或者旧金山的高中老师只要预定一个时间，就可以在 CitySense上运行自己设计的实验。”

据《华盛顿邮报》网站4月8日报道，作为交换，服务器把数据库的信息张贴在网络上。在4 月5日的一份声明中，微软公司表示可以使用Virtual Earth和SensorMap技术将数据覆盖到地图上。这样的话，科学家足不出户就可以追踪污染物扩散情况，获得更好的解决方案和更长的监测时间。而现在，研究人员获得这些数据的惟一办法就是背着装满传感器、电池和GPS追踪器的背包满城跑。

据悉， CitySense网络最初将用于监测环境变量，如温度、风速、降雨量、大气压和空气质量等，但未来传感器的用途将会呈现多种可能性，从计算大气污染物的传感器到用于测量噪音污染的麦克风，甚至可以通过轿车和公交车上的移动传感器收集信息。

相关链接：传感器网络

传感器网络是由一组传感器构成的有线或无线网络，其目的是协作的感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发布给观察者。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通讯技术。

美国麻省理工学院主办的《MIT技术评论》杂志将传感器网络总结为改变未来世界的10种新兴技术之一。美国《商业周刊》将传感器网络列为掀起新的产业浪潮的未来四大高新技术之一。

A ZigbeeTM-subset/IEEE 802.15.4TM Multi-platform Protocol Stack

A ZigbeeTM-subset/IEEE 802.15.4TM Multi-platform Protocol Stack
Author: Dr. Robert Reese
Associate Professor, Electrical/Computer Engr,
Mississippi State University

http://www.ece.msstate.edu/~reese/msstatePAN/
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