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Monday, April 28, 2008

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

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

Friday, March 21, 2008

东京大学开发出薄膜型无线通信系统 薄膜上任意位置的设备之间可无接点通信

【日经BP社报道】

图1:无线通信薄膜的构造

图2:手持内存薄膜的东京大学研究生院副教授染谷隆夫

东京大学研究生院工程学系研究专业副教授染谷隆夫的研究小组和东京大学国际产学共同研究中心教授樱井贵康的研究小组共同开发出了薄膜型无线通信系统。只需将电子设备放在薄膜上,即可在电子设备之间进行通信。无线通信薄膜的面积为21cm×21cm,厚度1mm,重量仅50g。还可机械弯曲。如果达到实用水平,还可在桌子及墙壁上粘贴无线通信薄膜,向薄膜上放置的电子设备传输信息。
如将此次的产品与该共同研究小组06年发表的无接点电力传输薄膜(参阅本站报道)组合使用,还有望无需连接器进行机械连接,即可向薄膜上的电子设备传输电力和信息。无线通信系统与无接点电力传输系统组合使用的实验已经完成,证实电力供应和信息传输均可实现。
采用该无线通信薄膜的晶体管的单元构造将在“2007 IEEE International Electron Devices Meeting(2007 IEDM)”(2007年12月10~12日,米国华盛顿D.C.)上发表。与该薄膜组合的低电力通信电路技术预定在“2008 International Solid-State Circuits Conference(ISSCC 2008)”(2008年2月3~7日,米国旧金山)上发表。东京大学VDEC副教授高宫真教授、庆应义塾大学理工学部教授黑田忠广也参与了薄膜型无线通信系统的开发。
利用电感耦合及容量耦合
此次的系统使用的无线通信薄膜由植入非易失性内存元件及晶体管的内存薄膜、设置有MEMS开关的开关薄膜以及线圈薄膜重叠构成。在薄膜表面内集成了纵8个×横8个,即64个将非挥性内存元件、MEMS开关元件及线圈集成为一组的单元。为了控制无线通信薄膜,外置了收发器电路及控制电路等 LSI。在外置LSI集成的电路方面,对无线通信薄膜的驱动下了一番工夫,将传输速度为100Kbs时的通信能量降到了107pJ/bit。
如果在该薄膜上放置两个电子设备,设备之间就会按照以下步骤开始通信:(1)利用无接点电力传输薄膜中使用的技术检测出薄膜上电子设备的位置,(2)算出最短的通信路径,(3)在最短路径中连接MEMS开关的非易失性内存开始运行程序,(4)程序运行后的MEMS开关元件导通,通信路径确立。无线通信系统利用线圈之间的电感耦合或容量耦合由电子设备向薄膜、并由薄膜向其它电子设备通信。因此,需要在电子设备中内置线圈。利用电感耦合时使用频率为3MHz的载波。利用容量耦合时通过脉冲通信传输信息。
采用印刷技术制造,非易失性内存可实现105次以上的擦写
在构成无线通信薄膜的内存薄膜中,晶体管采用并五苯,非易失性内存元件采用强介电性高分子的氟化乙烯和三氯乙烯的聚合物,均为有机材料。采用这些材料并利用喷墨装置及丝网印刷装置等印刷技术形成各元件。另外,栅电极、栅绝缘膜、源电极、漏电极均采用印刷技术形成。
非易失性内存元件可在大气中进行超过105次的数据擦写。伴随着封装技术、强介电材料技术及晶体管技术的进步,其可靠性也大为提高。(记者:大久保 聪)

link: http://china.nikkeibp.co.jp/china/news/news/mobi200712120116.html

Thursday, March 20, 2008

分析:如何理解嵌入式无线技术未来?

track: http://www.eefocus.com/html/08-02/2722120253UtJm_1.shtml

ZigBEE ANT、Z-Wave、INSTEON、Wavenis和WirelessHART共同分享了无线嵌入式控制市场,但是他们之间并没有真正的赢家。本文试图从各个角度来阐释这种现象背后的种种原因。
ZigBee规范在刚刚过去的2007年12月推出了第三版本。自从2004年以来,ZigBee在经历了漫长的过程之后,变得更加成熟、定义更加规范,也更有针对性。具有里程碑意义的第三版本不但为我们反映了ZigBee标准目前的情况,同时也反映了整个无线嵌入式控制(WiEC)技术的进展情况。
在过去的几年中,无线嵌入式控制(WiEC)技术的推动者们已经无数次的向设计工程师们描述了其美好愿景,但是有一个问题,我们仍然不得不问:我们真的理解嵌入式无线技术吗?
首先,应该给出无线嵌入式控制(WiEC)技术的合理定义。在收发器层,无线嵌入式控制技术通常指的范围在是10米到50米之间的低功率无线电波,数据速率在4Mbps以下,运行在任何工业、科学和医疗(ISM)频段。
无线嵌入式控制(WiEC)技术利用网络协议来控制无线节点之间的通信。网络的拓扑结构通常有两台机器之间(M2M)进行通信的简单的点对点拓扑,无线传感器网络(WSN)的星型拓扑,以及mesh拓扑。在所有这些拓扑结构中,节点之间都可以进行通信。
任何沉浸在嵌入式技术多年的设计工程师都会对无线嵌入式控制技术的推动者们所描述的美好愿景历历在目。
这些愿景会不断发生变化,但是,无一例外的,推动者们都使用了以下一些关键词来对无线嵌入式控制技术进行描述:低功率、低成本、高可靠性、高安全性、易于设计和易于使用。
伴随着技术上的美好愿景随之而来的是对投资回报率的大胆展望-生产商在短短数年内就可以卖掉上亿件产品,消费者逐渐意识到无线嵌入式控制技术所带来的效率的提高和成本的降低,整个世界被被这些小型低功率收发器所覆盖,它们将所有东西都连接在了一起。
炒作背后的真相
然而,不幸的是,在炒作多年之后,仍然没有一种单一的无线技术能够同时满足上述那些美好的愿景。在实际的工程中,我们看到的往往是折衷方案。
怎么可能会有一种技术能够适合同时控制家里的电灯和控制工厂的安全阀呢?而一些无线嵌入式控制技术的推动者们的确向我们描述过这种美好的愿景。
然而,在幻灯片陈述完这些美好的愿景之后开始的实际硬件操作时,却出现了许多意想不到的情况。或许是推动者们夸大其词了,或许是芯片和协议栈厂商太逊色了。或许,工程师们根本就不应该相信一种技术就可以解决所有问题这种鬼话。
有几个原因可以解释为什么这些愿景会失败(尽管有一些确实实现了)。首先就是,有一些指定的性能目标从根本上就与其它一些相对立,这为工程上带来了不可逾越的挑战。比如,低成本与高可靠性。
在工程上实现低成本需要一整套方法来减少花费。首先,必须减小硅片的大小,这就需要在收发器架构(比如开环与闭环调制,后者能提供更高的可靠性,但是需要极大的增加尺寸的大小)上进行折衷。
接下来,网络协议栈的大小需要裁减,以最小化运行RF收发器的处理器所需的代码空间的数量。而减小网络协议栈就意味着一些智能化功能(如完整的点到点路由和网络自愈合能力)将不复存在。需要这些功能吗?那你必须在硅片上花费更大的代价。

究竟多低才算是“低成本”?
从根本上来说这种折衷并没有错误;毕竟,“低成本”和“高可靠性”都是一些相对的词语。那么,究竟多低才算是“低成本”呢?这取决于消费对象是谁。假设一个无线节点的成本是100美元。相对于家庭用户来说,如果用这种节点作为电灯开关那就太昂贵了。但是,对于设计工厂的工业自动化方案来说, 100美元的价格就是非常可接受的,甚至还是相对廉价的。
低成本和高可靠性的比较只是无线系统设计过程中许多折衷中的一种,但是足以说明问题的存在。目前尚不清楚为什么会有人认为必须有一种统一的、无所不包的无线技术。
然而,不幸的是,对这种事实的初始应答是层出不穷的各种无线嵌入式控制(WiEC)技术,每一种技术都宣称它具有其它技术不具有的优势。
下面的列表是一个真正的商标和品牌的集合:ZigBee、ANT、Z-Wave、INSTEON、Wavenis、ISA SP-100、WirelessHART等,以及其它一些来自Cypress、Nordic、TI和Freescale(许多、许多)公司的RF专利技术。每一种技术都坚信自己能够提供更好的解决方案。事实上,根本不需要这么多技术投向同一个市场,但是很多人都忽视了这一点。
结果就是,市场被过度分割了。消费者有大量的嵌入式无线控制(WiEC)技术可以选择,对这些技术来说,并没有真正的赢家。一些消费者正在持观望态度,不愿意将资金投入到这些技术中,因为一旦这些技术将来不被采用,最终将血本无归。
问题是,这种预言正逐渐变成事实-有些技术确实未被采用。这同样意味着,对于大量的供应商来说,巨大的利润已经不存在了。
一些好消息
好消息是,这种压力正是缩小嵌入式无线控制技术领域所必需的,而且使得有竞争力的技术逐渐显现出来。自然选择的基本原理就是适者生存。
目前,这些技术正在走向成熟,至少比起先前的那些美好愿景来说要成熟的多。各种炒作也逐渐褪去,基于工程的理性的、规范的思考方式正渐渐展开。
新观点解决了炒作中的一个根本缺陷:单一技术不可能同样有效地解决所有问题。但是,它可以很好的解决一部分问题。
家庭电灯开关和工厂的安全阀可能都使用无线连接来控制,但是可能不会使用相同类型的无线连接。为了更好的理解目标市场和最终应用,供应商和推动者正在调整他们的工作重心。
拿ZigBee来说,mesh技术将被应用到从超低成本的消费者应用到关键系统控制的工厂应用等一系列应用当中。最近,ZigBee联盟正在关注一些能充分显示ZigBee优势的应用,包括自动会议架构(AMI)和商业办公自动化等。
目前尚缺乏有效的消费者应用(低成本使得ZigBee相比其它技术来说缺乏竞争力)和过程自动化应用(需要高可靠性和安全性)。ZigBee规范将继续(最精增加了ZigBee PRO功能集)致力于解决现实世界中消费者在实现ZigBee系统时面临的各种问题。对于供应商和消费者来说,各个版本的兼容性问题仍然是一个难题。
ZigBee在工业过程自动化方面的欠缺导致出现了一些副产品技术。设计者们意识到,如果将ZigBee使用IEEE 802.15.4协议与适合工业过程自动化的网络协议相结合,将能够有效的将RF技术用于工业过程自动化。

WirelessHART
由HART通信基金会(HCF)推动产生了WirelessHART技术。HART技术的有线版本已经安装到了2000多万个设备单元中,无线版本的推出旨在促进大规模的部署。
HCF的成员,Emerson Process Management和Endress+Hauser等公司已经重新调整了技术方案来解决他们非常熟悉的问题。
至少在理论上,WirelessHART具备了在市场上取得成功的要素-对问题的深入理解,对技术的不断调整,以及来自工业界权威人士的强有力的支持。第一批产品将于明年发布,我们期待这些产品在现实条件中的表现。
这并不表明所有的过程自动化设备供应商都支持WirelessHART。Honeywell Process Solutions正在推出自己的OneWireless技术,并承诺采纳ISA’s SP-100规范中的标准。
一个有趣的趋势是,供应商和消费者在IEEE 802.15.4规范上找到了结合点。似乎802.15.4规范是一种非常好的收发器和MAC技术,只要运行在上层的网络协议做出适当调整,就可以用于多种应用中。
ZigBee和WirelessHART联盟正在对一些协议进行标准化,而其它厂商正在标准的收发器技术上建立自己的协议。
对设计者来说,一个好消息是,许多硅片厂家提供IEEE 802.15.4相关设备解决方案,随着竞争的白热化,成本将更低,而性能将更高。对于硅片厂家来说,不管ZigBee协议还是WirelessHART 协议获胜,底层的收发器都是一样的,因此,他们能够从投资中再次获益。对于支离破碎的无线市场来说,这无异于一盏明灯。
离开工业无线应用,我们来到消费者应用,一种嵌入式无线控制(WiEC)技术从一开始就被寄予厚望,这就是Z-Wave。Z-Wave由Zensys公司推出,并最终形成了Z-Wave联盟。
尽管作为一种单一的供应商技术只存在了短短数年(规范近期已经向其它硅片厂家开放),Z-Wave已经建立起一个中等规模的产业链,因为该技术只专注于家庭自动化领域。
Z-Wave联盟将Z-Wave技术定位在具有更低成本,是ZigBee技术的一种简单替代上,但它仍然具有mesh组网能力。专注于家庭自动化市场使得Zensys对消费者关注的问题更加了解-低成本、易于使用,以及与多个厂家设备(例如台灯来自一个厂家,开关来自另一个厂家)的兼容性。
Z-Wave不是一种非常复杂的无线技术-它的过于简单的架构(例如,非常低的数据速率)事实上使得它只能应用与电灯开关这种简单的应用中,而无法应用于更加复杂的工业应用中。与Z-Wave相似的另一种技术是INSTEON,也是定位在家庭自动化领域,而且也有一定的产业链。

谨慎的消费者
即使对于相对简单的嵌入式无线控制技术(WiEC),如Z-Wave和INSTEON,消费者大规模采用的时代已经一去不复返了。对用户来说,成本和易于使用是他们最关心的。
一个普通的电灯开关不到2美元。而一个具有Z-Wave技术的无线电灯开关则需要大约40美元-当然,还必须有一个无线电灯源用来通信,这又要花费40多美元。
对消费者来说,40倍(2美元 vs. 80美元)的差价是巨大的,而获得好处不足以弥补所增加的花费。此外,安装一个无线系统也是有难度的,需要最佳的位置和配置。
这就是为什么ZigBee、Z-Wave和INSTEON仍然处于定制安装市场领域,富有的消费者花费数千美元请专业公司到家中来装配这些无线系统。结果,这些技术仍然处于低批量生产,缺乏良性的利润回报。
我曾经询问过一家照明控制公司的市场主管,什么时候才能达到数以百万计的批量生产。她回答说,只有每个节点的成本在5美元以下时,这种情况才会发生。
显然这个目标仍很难达到;然而,并不是遥不可及。所以,尽管就今天来说,用成千上万的小型WiEC收发器来连接我们的世界尚不能实现,但是,这只是个时间问题。
商业的需要,用户的期待,聪明的工程师们将实现我们的美好愿景。我们仍需更好的了解市场,确定应用目标,以及潜在的消费者动机来最终实现这个目标。

Saturday, March 15, 2008

微软研究院最新研制的多功能传感器首次对外亮相

微软亚洲研究院海报.JPG

微软研究院最新研制的多功能传感器首次对外亮相

ref: MSR博客 2008 微软技术节

http://blog.sina.com.cn/s/blog_4caedc7a01008uzq.html

Tuesday, March 04, 2008

Intel的一则消息

编者注:Xscale看来要没有市场了,目前还不清楚这款芯片使用上方便否?但CPU芯片功耗持续下降确实不争的事实

Intel unveils low-power Atom processor

Intel's tiny microprocessor is rammed with 47 million transistors

By James Carbone -- Purchasing, 3/3/2008 11:36:00 AM

Intel has announced new brand of low-power microprocessors designed for mobile Internet devices and low-cost Web-centric computers.

The Intel Atom processor is based on an entirely new microarchitecture designed specifically for small devices and low power, while maintaining the Intel Core 2 Duo instruction set used in a standard PC. The chip measures less than 25mm², making it Intel’s smallest and lowest power processor yet. Up to 11 Intel Atom processor die--the tiny slivers of silicon packed with 47 million transistors each--would fit in an area the size of a U.S. penny.

The chips will be manufactured on Intel’s industry-leading 45nm process with hi-k metal gate technology. The chips have a thermal design power (TDP) specification in 0.6-2.5 watt range and scale to 1.8GHz speeds depending on customer need. By comparison, today’s mainstream mobile Core 2 Duo processors have a TDP in the 35-watt range.

Track: original link

Sunday, February 24, 2008

YOCSEF上海-无线传感网络与普适计算技术学术报告会

YOCSEF上海
于2008年3月15日 (星期六)14:00-16:30在
上海交通大学工程馆315室(上海市华山路1954号)
举行报告会,敬请光临!
报告会主题-无线传感网络与普适计算技术
    无线传感网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息。无线传感网络可以使人们在任何时间、地点和任何环境条件下获取大量详实而可靠的信息,从而真正实现“无处不在的计算”理念。
    无线传感网络是传统计算机网络技术发展的延伸,是一个全新的研究领域,孕育了巨大的创新空间。然而在无线传感网络研究发展过程中仍有一些关键问题困扰这国内外的研究者。如何找到迫切需要发挥无线传感网络自身特点及优势的关键应用?我国的研究者如何从跟随研究进步到创新型研究?使我国本领域的科研跻身于国际学术前沿。
    本次报告会将从多个角度探讨无线传感网络与普适计算的关键问题,演讲者将探讨非绑定的普适计算概念,并由此延展至无线传感器网络在智能空间的应用。我们诚挚邀请广大专家学者和研究生积极参加本次学术报告会,与国内顶级研究机构的资深研究者共同讨论无线传感网络的未来的发展。

程  序
14:00    报告会开始
特邀讲者:刘云浩  香港科技大学副教授
演讲题目:无线传感网与非绑定普适计算
特邀讲者:王  漫  上海市计算技术研究所高级工程师
演讲题目:无线传感自组织基站网
执行主席:薛广涛  博士,上海交通大学副教授
执行主席:王  漫  博士,上海市计算技术研究所

联系人:
薛广涛,电话:13032191882,Email:xue-gt@cs.sjtu.edu.cn
王  漫,电话:13816003385,Email:manwang@163.com

特邀讲者  刘云浩
毕业于清华大学自动化系,获工学学士学位;在北京外国语大学获文学硕士学位;并在美国密歇根州立大学计算机系获得硕士和博士学位。他的博士论文在美国密歇根州立大学获得优秀奖(DCF: Dissertation Completion Fellowship)。目前是香港科技大学计算机科学与工程系博士生导师,西安交通大学特聘教授,中国海洋大学客座教授,IEEE 高级会员(IEEE Senior Member )。刘云浩博士担任MobiHoc、INFOCOM、WWW、ICNP、ICDCS、SenSys、RTSS、PerCom 等多个国际主流会议程序委员,并担任 2008 年世界互联网大会( WWW2008 )副主席。他在很多国际一流学术期刊如《IEEE/ACM Transactions on Networking》,《IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems》,《IEEE Transactions on Computers》以及主流会议MobiCom、INFOCOM、SIGMOD、VLDB、ICNP等发表过二十余篇很有影响的论文,迄今已在国际会议及期刊杂志发表80 篇以上论文,国际引用累计超过800次。2005 年其论文被 IEEE 国际电子商务年会 (ICEBE) 授予大会最佳论文奖。2007年其论文被IEEE PerCom选入Best Papers Session并作大会演讲。2008年1月被授予香港最佳创新与研究特等奖(Hong Kong Best Innovation and Research Award: Grand Award)。本次演讲将探讨非绑定的普适计算概念,并由此延展至无线传感器网络在智能空间的应用。

特邀讲者  王  漫
博士,高级工程师,现任上海市计算技术研究所研发三部主任,2004年10月中国科学院上海微系统与信息技术研究所,博士后出站。现担任上海市计算机学会CSCW专业委员会委员,上海市计算机学会普适计算专业委员会常委。从2001年起,一直从无线传感器网络的研发工作,近三年来作为课题责任人或主要技术人员主持及参与了主持上海市科委项目《基于无线传感器网络的实用监控系统开发》、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》项目、"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》项目、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》、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》中的《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》课题。是国内最早从事无线传感网络领域研究的专家,具有丰富的实际系统设计经验。

使用Net Micro Framework加速无线传感器网络开发

使用Net Micro Framework加速无线传感器网络开发

上网时间:2007-09-01

秦飞  著

新生的无线传感器网络经过了几年的研发与应用工作,科技人员已经从EE CS为代表的路由算法研究,扩展到了土木工程、环境监测、工业、自动控制等面向实际应用的系统开发。对于后者而言,一个简单的、容易上手的研发平台意义重大,意味着开发者不必再花费数周时间去学习新的开发语言,熟悉新的操作系统流程。

Crossbow公司考虑到这种日益扩大的需求,推出了简便的WSN开发方法。该方法使用成熟的.Net Micro Framework软件架构,与上层开发软件相同的开发环境配合,运用下一代无线传感器网络平台Imote2进行面向实际应用WSN开发。该种方式可以极大地缩短无线传感器网络的研发周期,简化系统开发复杂度。开发人员可以在数小时或几天内快速实现概念验证,完成无线传感器应用原型系统的实现,这个过程以前通常需要花费数周甚至数月时间。在有特殊传感器需求时,研究人员还可以通过.Net Micro Framework开放的接口,修改HAL层代码来自定义硬件支持系统。

.Net Micro Framework是微软专门针对超轻量级平台设计的软件架构。与.Net Framework和.Net Compact Framework不同的地方是,.Net Micro Framework具有自启动的特性,并且在HAL层,微软将操作系统的必要特性引入,如:启动管理、中断处理、线程调度、内存管理等。.Net Micro Framework可以单独使用,不需要依托其他操作系统,因此占用空间很小。其最小需求为120K FLASH和70K RAM空间。可以灵活部署在Imote2无线传感器网络节点之上,Imote2平台提供了各32M的FLASH和RAM空间,部署.Net Micro Framework仅占用其1%左右的存储空间,剩余部分可以留给开发者进行算法设计或存储本地数据。

.NET MF的技术架构示意图。

.NET MF的技术架构示意图。

.Net Micro Framework依然保留将Common Language Runtime(CLR)做为核心处理,通过CLR的安全保护机制,开发者可以将更多的精力放在高复杂度的无线路由算法和数据处理算法上(如视频传感器的目标识别等),而无需担心内存溢出等问题。同时CLR支持整个Framework的可裁剪特性,开发者可以自定义需要的组件而将不需要的部分编译在最终可执行映像之外。

.Net Micro Framework相对于.Net环境而言,适当消减了支持库的数目,如数据库访问、Web服务、打印服务等超轻量级平台不会用到的支持库被排除在. Net Micro Framework之外。与此同时,Crossbow则将研究多年的支持IEEE 802.15.4的Xmesh无线协议栈以支持库的方式加入到.Net Micro Framework SDK之中,用以做为用户上层应用程序开发的基础。该协议栈具有自组织、自愈合的特性,在科学研究,环境监测,工业自动化,智能家居等领域具有广阔的市场前景。

Imote2.builder套件之中提供了3个Imote2无线传感器节点、2个ITS400基础传感器板。Imote2采用了PXA271做为主处理器,可以工作在0.85V、13MHz的低电压低频率模式下。在0.85V的最低电压状态下,处理频率可以升至104MHz;而在升高工作电压后,处理器可以工作在416MHz。该处理器可以支持睡眠和深度睡眠模式,Imote2可以通过配置工作在不同的模式之下,在处理能力和功耗之间灵活选择平衡点。

同时Imote2提供了丰富的外部接口。其中包括的快速SPI总线接口可以连接高速ADC采样芯片进行高频振动监测,CCD芯片接口与AC97接口可以进行无线传感器网络的音视频开发,除此之外还具有常用的I2C,UART,GPIO等传感器接口。

利用主处理芯片PXA271内嵌的MMX指令集,可以加速多媒体和数字信号处理的执行效率。因此Imote2的发布使得研究人员可以着手进行在以往的无线传感器网络中由于处理量限制而无法涉及的领域,例如,耶鲁大学目前开发的无线视频传感器网络,伊利诺伊大学香槟分校进行的用以监测建筑物振动的无线传感器网络等。

ITS400基础传感器板包含了常用的光线传感器、温度传感器、湿度传感器、三轴加速度计、以及用以外接传感器的4通道ADC接口。分别通过I2C、 SPI以及GPIO与Imote2相连。具体包括:ST Micro LIS3L02DQ 3D轴12位±2g加速度计、高精度±3℃ Sensirion SHT15温湿度传感器、TAOS TSL2651光传感器、Maxim MAX1363 4通道ADC模数转换器、TI Tmp175数字温度传感器。

Imote2.builder套件在出厂时已经完成了Bootloader的加载工作。开发者将其通过USB接至开发主机后,PC机可以自动识别并加载。其后通过Visual Studio 2005或之上的版本,配合C#语言可以直接对Imote2编程开发,支持ISP、单步调试等功能,无需另外使用JTAG仿真器,简化了用户的开发复杂度。

using Microsoft.SPOT.Hardware;

using Microsoft.SPOT.Hardware.Mote2;

.Net Micro Framework提供了对I2C、SPI的完善支持,以采用I2C总线的温度和光度传感器为例,在引用了上面语句所指向的硬件支持库之后,只需建立一个新的I2C对象并定义目标设备的I2C地址,即可非常方便的对其访问操作。

private static I2C Device I2CBus = new I2C Device(new I2C Device.Configuration(0, 0));

private const ushort TemperatureAddress = 0x4A;

private const ushort LightSensorAddress = 0x49;

传感器板的功耗在全部工作时,约为15mA左右。而Imote2主板在低压低频的工作模式下功耗约在60mA左右。通过调用:

Microsoft.SPOT.Hardware.Utility.HibernateSystem();

可以进入深度休眠状态,功耗可以低至600uA。

射频驱动库涵盖了PAL(Platform Abstraction Layer)和HAL(Hardware Abstraction Layer)层。前者存在于Crossbow.platform.imote2中,而后者则由Crossbow.radio.cc2420定义。而为了和目前普遍应用TinyOS的无线传感器网络兼容,Crossbow专门定了一个转换类:Crossbow.lib.tos.其中在:

1. 无线设备可以由Radio类的构造函数初始化:

public Radio(ushort freq, ushort power, ushort pan_address, ushort address);

可选项包括:

LocalAddress:= [0x0000, 0xFFFF]

PANAddress := [0x0000, 0xFFFF]

Channel := [11, 26]

Frequency := [2400, 2483] (MHz)

RFPower := [1, 31] (1:= -25dBm, 31:= 0dBm)

2. 发送数据可以通过调用以下函数实现:

public bool Send(ushort dstPanAddr, ushort dstAddr, byte[ ] data);

3. ReceiveSrc提供给了开发者从指定信源接受数据包的功能,timeout则指定了超时退出时间:

public byte[ ] ReceiveSrc(ushort srcPanAddr, ushort srcAddr, int timeout);

4. ReceiveAny则提供给了开发者从任意信源接受数据包的功能:

public byte[ ] ReceiveAny(ref ushort srcPanAddr, ref ushort srcAddr, int timeout);

5. in TOSRadio.cs提供了将数据包转换为标准TinyOS数据包的功能并可灵活设置amType,GrouID等变量用以和Mica系列无线传感器网络结合。该功能的存在使得将Imote2用作簇头节点与普通Mica节点配合工作的设想变为现实:

Public byte[ ] ConvertToMica2Msg();

在项目的顶层类中,存在Main()函数做为程序入口。.Net Micro Framework支持线程的概念。多线程的应用可以充分利用Imote2的强大处理能力,同时多任务并发。因此我们通常将传感器采集工作独立出来,用单独的线程处理,而在主线程中处理无线通信。而数据处理工作(如视频处理,数字信号处理等)也可单独列为线程在通信和采集的余裕时间内进行。

灵活性与安全性并存的.Net Micro Framework架构将能极大的扩展无线传感器网络的适用范围,加速无线传感器网络的工业化进程。

作者:秦飞

Crossbow Technology公司北京代表处

此文章源自《电子系统设计》网站:
http://www.ed-china.com/ART_8800022322_400005_500001_OT_93115867.HTM

调查显示无线传感网在建筑节能方面作用日益显著

调查显示无线传感网在建筑节能方面作用日益显著

来自市场调查公司 ON World 的数据显示,清洁价廉的无线传感网系统的应用正在使建筑的能耗降低、维护减少、碳排放量下降。到 2011 年,无限传感网在商业建筑方面应用所获得的收入将达到 26 亿美元。

终端用户节能意识和需求的提高、价值体系的增强、相关标准的强化都促进了世界范围内 WSN 在绿色建筑中的应用。到 2013 年,商业建筑节能降耗的 25%(价值约合 74 亿美元)将来源于 WSN 的应用。

“商业建筑采用建筑控制技术的主要动力来自于能源管理”,ON World 的研究主管Mareca Hatler 说。

节能意识和需求的提高

ON World 调查了 115 名建筑运营经理,其中 2/3 熟悉 WSN 技术,1/5 目前正在使用 WSN 技术。未来 18 个月,61%的经理表示计划使用能源管理技术。

价值体系的增强

和两年前很少的几个 WSN 开发商相比,目前有 100 多家 WSN 开发商、集成组装商、制造商瞄准了建筑控制解决方案市场。一些全球最大的 OEM 厂商,比如:Assay Abloy、日立、Ingersoll-Rand、Johnson Controls、施奈德电气、西门子、Trane 等公司,都已有商业化 WSN 产品销售。

相关标准的强化

IEEE802.15.4 和 ZigBee 已成为建筑用 WSN 解决方案的首选标准。今年,商业建筑中将有约 2/3 已部署的 WSN 节点采用 IEEE802.15.4 标准。建筑控制市场的领先企业中有 4/5 已经有基于 Zigbee 标准的WSN 产品问世。

新兴的市场

虽然 HVAC 是常用的解决方案,但 WSN 还是有如:灯控系统、测量、状态监测等新的市场机会。住宿、生产、仓储、数据中心等场合多数都缺少传统的建筑控制系统,因而对 WSN 的市场需求最大。2011 年,非传统市场上的收入将占到 WSN 商业建筑收入的 1/4 以上。(姬永成 编译)

http://www.msc.ac.cn/news/hydtnews/hydtnews34.htm

Monday, February 11, 2008

弥补技术遗憾 美学者找出传感器设计新途径

弥补技术遗憾 美学者找出传感器设计新途径

传感器制造商一直在透过反复试验的工程创新方法来改善传感器的灵敏度;但遗憾的是业界并没有一个框架(framework)来总括所有的经验法则,以做为新一代传感器的设计方法。而来自美国普渡大学(PurdueUniversity)的工程师补足了这个遗憾,为设计传感器提供了新的途径。 
普渡大学电子电机教授AshrafAlam表示,他与其博士研究生PradeepNair已经采取一种系统化方法(systematicway)将各种设计法则整合在一起,因此他们已拥有一个具一致性的框架来对改善传感器的设计。为了测试他们的传感器设计法则,他们着手研究哪一种纳米级传感器设计,对于透过目标分子(targetmolecule)进行感测的应用最适合。 
研究人员过去就已经发现,当感测个别分子时(例如烟雾探测器或生物、化学探测器),感测组件越小越好,但其原因一直未被证实地认为,是与目标分子的扩散情况会限制传感器运作速度有关。 
而Alam 和Nair宣称已为以上的理论得到了证实。首先,他们比较了传统的平面传感器(planarsensor)组件与圆柱形单纳米管传感器  (cylindricalsingle-nanotubesensor)组件,结果显示较小的圆柱形传感器的灵敏度至少高100倍,这足以证明越小越好的理论。 
而其原因更令人吃惊──工程师原本以为纳米级传感器较好,是因为感测组件的尺寸与被感测的分子较为接近,不过普渡大学的研究人员却颠覆了以上想法,指出奈米级圆柱传感器优于平面传感器的原因,是因为目标分子会从正面(front)扩散到平面传感器的表面,而圆柱形奈米管传感器并没有所谓的“正面”。 
Alam指出,当使用纳米级的圆柱形传感器,被感测的分子会从四面八方而来,因此其灵敏度会优于传统的平面传感器。 
不过虽然圆柱形纳米级传感器的灵敏度较高,却难以制造,有些传感器设计人员使用纳米复合材料(又称为nanonet)感应元素,使用多个圆柱形奈米管或者奈米线,组成奈米线丛。但Alam却指出这类传感器并不会优于单奈米线传感器。 
此外研究人员还对纳米点(nanodot)传感器进行了研究,因为球形传感器看起来应该比圆柱形传感器更灵敏,因为分子能够从更多的方向接触感测组件。不过根据他们的模型显示,球形纳米传感器并不会比奈米线或者奈米管传感器具有更大的优势。 
目前,研究人员正使用他们的模型,来建构能够使用电子式方法检测DNA序列的传感器,使基因定序(genomesequencing)工作能更容易透过自动化的方式进行。目前的基因定序是透过分子化学探测的方法执行,速度慢且程序繁琐。

原文:

http://www.21ic.com/news/html/8/show24759.htm

21ic或电子工程专辑,2008.01

Wednesday, February 06, 2008

以色列公司开发新型水底无线传输技术,带宽达到视频传送级别

以色列公司开发新型水底无线传输技术,带宽达到视频传送级别

位于以色列的Ashkelon的Sea-Eye Underwater Ltd.公司开发了一种声学调制器,据称这种调制器可以使用无线在水底通信中实时传送视频图象。

这种技术基于超声波,计划用于实时传输数据,通过连到视频摄像机或者声纳的调制器传输视频或者声纳图象,司机或者无人驾驶的水底交通中可以使用。该公司打算首先在100到200米的距离上提供无线实时通信技术,然后再为300米到500的距离上的通信对技术进行优化。

成立于2004年4月的Sea-Eye Underwater公司介绍说他们使用的频率和带宽范围再目前水底通信和声纳通信的频率和带宽范围之外,在500-KHz和1-MHz之间的载波上数据传输率可以达到每秒200kbits。该公司称他们同时为处理水底的噪声问题开发了算法,比如多路径反射和多普勒效应问题。

水底调制器这种技术的目标市场在港口的探测和监视,大洋地理环境调查,生态环境监测和记录,水族世界和鱼类的情况,潜水娱乐项目,私人游艇参观和国家安全。Sea-Eye Underwater公司的成立源于以色列首席科学家办公室的孵化项目,并得到Ashkelon Technological Industries的赞助。

原文: 电子工程专辑 200802

Saturday, January 26, 2008

松下推出世界电力最持久碱性电池

ps: ten years is not an easy approach. let's wait... 

http://www.sina.com.cn 2008年01月17日 08:15  新浪科技

新浪科技讯 北京时间1月17日消息,据国外媒体报道,松下将推出一款电力持久的新型AA家用电池。与竞争对手的产品相比,松下新型电池可以将电子产品的运行时间延长20%,因此被吉尼斯列为世界上电力最持久的碱性电池。

松下新型电池名为“Evolta”,这是一个由“进化”(evolution)和“电压”(voltage)的英文单词组合而成的新词。松下表示,Evolta上市之后,将向Duracell和Energizer的电池产品发起强劲的挑战,当然也有该公司自己的高端Oxyride电池。

Evolta之所以能提供持久的电力,主要因为内部封装了更多材料,以及采用了新制造材料和更先进的封装技术。根据国际电工委员会提供的测试数据,吉尼斯周二在东京为Evolta颁发了“世界上电力最持久碱性电池”的证书。

此外,Evolta的有效期为10年,比竞争对手的产品高出60%左右,因此非常适合作为灾难储备物资。在此之前,其它电池的最长有效期仅为5 年到7年。Evolta将于今年4月在日本上市,预计今年底进入海外市场。在日本市场,Evolta的售价将为每包(包含4块电池)5.40美元,比普通电池高出15%,比松下Oxyride高出3%。Oxyride在日本之外市场的售价还未确定。

http://tech.sina.com.cn/it/2008-01-17/08151979197.shtml

Tuesday, January 15, 2008

用单碳纳米管构建的完整收音机(图)

用单碳纳米管构建的完整收音机(图)

编者注:在与中科院一位老师交流时,他曾对无线环节的能量降低表示悲观,因为还看不清哪项技术有足够的潜力.

但是,整个电子工业目前正在向着MEMS/纳米/单分子的方向行进.如果器件技术真能如此发达的话,无线传输所需要的能量也许会大幅度降低.不晓得用这样的碳纳米管技术来做无线传感器的收发会怎样.也许不仅仅是体积上可以大幅度缩小,同时似乎也应该能够进一步降低无线传输环节的功耗吧.

video here

http://socrates.berkeley.edu/~argon/nanoradio/media/nanoradio-layla.mov

听音的效果似乎还不错!大家可以试试

用单碳纳米管构建的完整收音机(图)

[日期:2008-1-11]
来源:今日电子/21IC  作者:Jim Harrison

近日,加州大学伯克利分校的物理学家建造了世界上最小的收音机。这个收音机是用单碳纳米管构建的,大小只有人类头发的万分之一,只需一节电池和耳机就能选台,可以用在手机、显微器件等需要感知环境和传递信息的设备中。

这项研究是由加州大学伯克利分校的Alex Zettl教授、毕业生Kenneth Jensen、集成纳米机械系统的工作人员同Lawrence伯克利国家实验室材料部门的科学家一起负责的,研究经费来自于美国国家科学基金。

众所周知,因为尺寸很小,纳米管会具有非同一般的电子特性。这次用来构建收音机接受器的纳米管,直径就只有10nm,长为几百纳米。它被当作收音机的多合一天线、调谐器、放大器和解调器来使用,可面向AM和FM波段。这个收音机是一个真正的纳米电机械设备,它具备了纳米级材料的机械和电学性质。

该纳米管放置在真空中,同电池相连,电池的触头同负充电极相连,无线电波的电场会以RF频率来推拉这个触头。电极会把纳米管变成放大器。因为纳米管是同步振动的,足够高的电压能将电极提升纳米管的触头,此时电极上的电流就会变成放大的输入信号。这就相当于用在早期广播和电视中的真空管放大器一样。最后,场致发射和振动会解调信号。这单个纳米管的放大输出足够能驱动一个灵敏的耳机。要想了解更多的信息,请访问http://www.berkeley.edu/news/media/releases/2007/10/31_NanoRadio.shtml。

ref: 中文原文

http://www.21ic.com/news/html/69/show24308.htm

J2ME移动开发平台搭建篇

J2ME移动开发平台搭建篇

要进行J2ME的开发,首先必须要建立开发的平台,而在开发的平台选择上,有4种方案,在此推荐给大家。

1、EclipseME

由于WTK并没有提供代码编辑的功能,因此本文讲述如何使用Eclipse搭建J2ME开发环境。读完这篇文章读者将可以使用J2SDK1.4.2_03+ WTK2.1+Eclipse3.0RC2+EclipseME0.4.1的进行J2ME开发。希望会对新手有所帮助。

你应该从如下地址下载相关的软件。

J2SDK1.4.2_03+WTK2.1: http://java.sun.com
Eclipse3.0RC2 http://www.eclipse.org
EclipseME0.4.1 ?http://sourceforge.net
按照顺序依次安装J2SDK1.4.2_03、WTK2.1、Eclipse3.0RC2和EclipseME0.4.1,安装完j2sdk后应该设置环境变量classpath、path和JAVA_HOME等环境变量,这些我都不再多说了。设置后可以写个测试程序HelloWorld.java进行测试。在命令行下输入javac HelloWorld.java得到class文件后输入java Helloworld在屏幕输出Hello World那么表示j2SDK安装正确。

public class HelloWorld
{
public static void main(String[] args)

{
System.out.println("Hello world");
}
}

接下来安装WTK2.1,和一般的应用程序安装一样。安装以后可以从KToolBar里面运行一下WTK2.1里面自带的一些Demo,如果正常运行表示 WTK安装正确,下面我们要搭建Eclipse的开发环境了,Eclipse的安装很简单,你直接把Eclipse3.0RC2解压到c:\ eclipse就可以了。直接运行Eclipse.exe这样你就可以看到Eclipse的运行界面了。如果没有用过Eclipse的话那么你可以看看帮助文档,自己做个小java项目运行一下。下面我们要安装EclipseME.0.4.1的插件了,关闭Eclipse然后解压 EclipseME0.4.1到c:\eclipse\plugin里面,重新启动Eclipse,选择windows->preferences 可以进行配置J2ME开发平台:

选择Platform Components->Wireless Toolkits,右键选择add Wireless Toolkit会出现下面的界面:

选择你的WTK的安装路径后选择确定这样你就设置好了J2ME的开发平台了。由于CLDC/MIDP是可以灵活配置的,你还可以创建其他的平台使用其他的模拟器,具体做法请参考EclipseME中的帮助文档。下面我们新建一个小项目来讲解如何使用它开发J2ME项目,选择file->new- >others->J2ME ->J2ME MIDlet suite,然后填写项目的名字例如helloworld,选择下一步最后完成,这样我们就新建了一个J2ME项目了:

接下来从Package Explorer里面选择项目helloworld然后新建一个J2ME MIDlet名字命名为HelloMIDlet:

然后就是编辑代码了,代码的内容如下:

package com.paulsjavabooks.instantj2me.Chapter1;
import javax.microedition.midlet.*;
import javax.microedition.lcdui.*;
public class Hello extends MIDlet {
private Display display;
public Hello() {
display = Display.getDisplay(this);
}
public void startApp() {
TextBox t = new TextBox("Hello MIDlet", "Hello MIDP!", 256, 0);
display.setCurrent(t);
}
public void pauseApp() {
}
public void destroyApp(boolean unconditional) {
}
}
从菜单选择Run->run参照下图配置运行环境:

设置好以后,鼠标点击run,如果不出意料的话,程序会正常运行并会显示出如下界面:

这就是如何搭建J2ME开发环境的介绍,讲的比较粗糙,事实上最好的熟悉方法就是你马上安装然后就开始写程序测试。实践是最好的老师!不是吗?

补充说明(一)

遇到安装插件后不能正常工作,出现在Preference中找不到J2ME选项的问题。如果你是eclipseME0.5.0以前的版本,请参考下面的解决办法。如果看不见j2me选项的,可以先修改一下eclipse文件夹的名字,如变成eclipse3.0,打开eclipse.exe,就应该见到有 j2me选项了,现在关掉eclipse.exe,将eclipse文件夹的名字改回来,然后再打开eclipse.exe,现在一切都好了,可以见到 j2me了,可以照着文中进行设置了。

补充说明(二)

eclipseMe0.5.0版本以后,插件安装方法有所变化。你可以参考下面的解决办法:

打开eclipse,help -> software update -> Find and install...
选择 "Search for new features to install" 项 -> next
点 "New Archived Site..." 按钮,然后选择0.5.5的zip文件 -> open钮
后面只需根据提示进行。http://www.chinageren.com/jc/HTML/116398.html

2、功能比较全的Borland Jbuilder平台

经典商用软件,提供了MobileSet。略

3、Sun WTK(Sun 公司官方工具):

WTK 的全称是Sun J2ME Wireless Toolkit —— Sun的无线开发工具包,使用其中的工具可以开发在与 Java Technology for the Wireless Industry (JTWI, JSR 185) 规范兼容的设备上运行的 Java 应用程序。该工具箱包含生成工具、实用程序以及设备仿真器。到本文写作时为止可以获取有四个版本,分别是1.0.4, 2.0, 2.1和2.2。每个版本都包括英语,日语,简体中文,繁体中文4个语种包。使用满方便的平台 j2me_wireless_toolkit;搭建这个平台,我们必需要安装有:jdk1.4,j2me_wireless_toolkit1。04或 j2me_wireless_toolkit2。0 beta1可选材料有:(注意这些不是必须的,没有这些你也可以进行开发)你所想开发的手机SDK,例如要在NOKIA上开发必须准备NOKIA
DEVELOPER‘S SUITE,还可以根据自己需要加一些模拟器如7210等(NOKIA SDK安装方法见附录1)。
有了以上的材料就足够我们搭建现在的平台。
(1):首先安装jdk1.4,(在方法一中因为JBUILDER自带JDK所以不需要单独安装。)
(2):正确安装JDK后,才可以安装j2me_wireless_toolkit,不管1。04还是2。0 BETA1都可以,2个都装也可以。
(3):完成以上2步必须步骤后,就可以安装你选装的DEVELOPER‘S SUITE和模拟器了(NOKIA SDK安装方法见附录1)。
(4)正确完成了以上步骤,可以说这个平台已经搭建完毕了,有些菜鸟可能会问这个j2me_wireless_toolkit是干什么的,其实它的作用就和JBUILDER差不多,用来编译你写的JAVA程序,但它本身不提供编辑等功能,所以你得用记事本或其他文本编辑软件写程序,使用方法见附录

http://www.webshu.net/jiaocheng/programme/JSP/200604/963.html

4、个头最小,但用起来比较复杂的平台cldc+MIDP
搭建这个平台,我们必需要安装:jdk1.4,J2ME_CLDC_ 1.04,MIDP 2.0

注:该平台不是我的推荐,所以在这里删去有关介绍。读者了解前面的就已经足够

现在支持Java的手机厂商很多,现将常用的手机厂商SDK和下载地址说明一下:

1、 Nokia

Nokia不愧为手机行业的老大,对于j2me的支持也是一流的,有专门的网站提供SDK和各种文档说明。

网址是:http://forum.nokia.com.cn/sch/index.html

2、 Siemens

Siemens对于J2ME的支持也不错,它提供了SDK,模拟器需要独立安装。下载地址如下:

https://communication-market.siemens.de/portal/main.aspx?LangID=0&MainMenuID=2&LeftID=2&pid=1&cid=0&tid=3000&xid=0

3、 SonyEricsson

SonyEricsson SDK以及自己的模拟器,下载地址为:

http://developer.sonyericsson.com/site/global/docstools/java/p_java.jsp

http://mobilityworld.ericsson.com.cn/development/download_hit.asp

4、 Motorola

Motorola提供了专门的SDK,内部包含模拟器,下载地址为:

http://www.motocoder.com/motorola/pcsHome.jsp

5、 SamSung

SamSung也提供了专门的SDK和模拟器,下载地址为:

http://developer.samsungmobile.com/eng/front_zone/bbs/bbs_main.jsp?p_menu_id=1500

6、 NEC:

NEC也提供了集成模拟器的SDK,下载地址为:

http://www.nec-mfriend.com/cn/

 

ref:http://www.kuqin.com/mobile/0014.html

关于智能手机操作系统和开发平台的选择

关于智能手机操作系统和开发平台的选择

注:最终的推荐:

硬件(优先):ARM(优先), TI OMAP(优先),  Freescale

软件(优先):Windows Mobile 或者 Linux +Java ME

组合(优先):ARM + Linux + Java,TI OMAP + Linux/Windows Mobile

Google的Open Handset Alliance和基于Linux的Android开发环境值得关注,但未经要在市场上取得回报,还需一段时日。列为重点关注。

素材1:

2007年智能手机系统争霸战 - 谁主沉浮?

说到智能手机,不得不提的是手机操作系统,具备一个具有开放性的操作系统,在这个操作系统平台上,可以安装更多的应用程序,从而使智能手机的功能可以得到无限的扩充。目前,应用在手机上的操作系统主要有PalmOS、Symbian、Windows Mobile和Linux四大阵营。选择一个好的操作系统,将是选择一个好的移动平台的关键。

Symbian:Symbian是一个实时性、多任务的纯32位操作系统,具有功耗低、内存占用少等特点,非常适合手机等移动设备使用,经过不断完善,可以支持GPRS、蓝牙、SyncML、以及3G技术。最重要的是它是一个标准化的开放式平台,任何人都可以为支Symbian的设备开发软件。 Symbian将移动设备的通用技术,也就是操作系统的内核,与图形用户界面技术分开,能很好的适应不同方式输入的平台,也可以使厂商可以为自己的产品制作更加友好的操作界面,符合个性化的潮流。Symbian对硬件的要求比较低,支持C++,VB和J2ME。兼容性较差。代表阵营:索爱、诺基亚、摩托罗拉、松下、西门子。

Windows Mobile :Windows Mobile并不算是一个操作系统,只是微软旗下的一个品牌。 Windows Mobile的前身就是微软在1996年推出的Windows CE。微软Windows CE为了脱离对Palm的依赖,把Windows CE更名为Windows Pocket PC(PPC),进而开始了与智能手机联姻。2003年,微软又开发了Pocket Phone Edition和Windows Powered Smart Phone操作系统,这两者的融合才是严格意义上的Windows Mobile。 Windows Mobile更倾向于手机和PC的融合,由于Windows Mobile沿用了微软Windows操作系统的界面,许多用户都能很快上手。Windows Mobile对硬件要求极高使价格也高了,耗电还是很比较大,系统稳定性差。 代表阵营:摩托罗拉、多普达。

Linux:应用于智能手机上的Linux操作系统和应用于电脑上的Linux操作系统是一个系统,都是全免费操作系统。在操作系统上的免费,就等于节省了产品的生产成本。Linux操作系统系统资源占用率较低,而且性能比较稳定。Linux操作系统与JAVA的相互融合,是任何一个操作系统所不能比拟的,Linux+JAVA的应用方式,能够给用户极大的拓展空间。缺点是机型少,第三方软件少。代表阵营:摩托罗拉、三星、飞利浦、海尔、中兴。

Palm :采用Palm操作系统的手机,其实就是“具备移动电话功能的掌上电脑”,其操作系统和以往基于Palm操作系统的掌上电脑没什么区别。Palm操作系统最明显的优势还在于其本身是一套专门为掌上电脑编写的操作系统,在编写时充分考虑到了掌上电脑内存相对较小的情况,所以Palm操作系统本身所占的内存极小,基于Palm操作系统编写的应用程序所占的空间也很小,通常只有几十KB,所以基于Palm操作系统的掌上电脑虽然只有几兆内存却可以运行众多的应用程序。Palm在其它方面还存在一些不足,Palm操作系统本身不具有录音、MP3播放功能等,如果你需要使用这些功能,就需要另外加入第三方软件或硬件设备方可实现,这种操作方式显然比Symbian和Linux相比差了很多。智能手机领域里采用Palm操作系统的都是非主流厂商的惠普和三星。

随着市场的成熟,Symbian和Windows Mobile、Palm、Linux这四个操作系统相对应的智能手机都会在网上找到相当可观的免费资源,但是选择一个好的平台依然很重要。

         最新加入:苹果和Google

素材2:

全球移动电话的市场正在爆炸性的增长,分析机构 IDC 2005年Q2的报告中指出,手机市场增长了近34%,全球语音和数据网络中,近7亿部手机正在OEM工厂设计和生产很快将进入百姓的手中,分析公司 Gartner 预测到2009年,全球移动电话的安装数量将达到26亿部。

在过去3年Linux 作为移动电话的OS平台已经取得了相当大的收获。OEM 如LG、 摩托罗拉、 NEC、 松下和三星已经销售了20余款 Linux 电话,另外还有中国品牌的大唐、e28(上海毅仁信息科技)、 海尔和 中兴, 诺基亚和其他的OEM也已经开始销售基于Linux 的无线VoIP 终端。无论是大型还是小型的OEM都正在选择Linux 作为智能手机的策略平台,这里面即有技术原因也存在经济的因素。在技术层面,OEM们选择Linux 是因为它的性能,可靠性,标准的TCP/IP网络和灵活性,在经济方面, Linux 可以给OEM 们更低的开发和布置成本,更多的供应商或者自己开发的方案, Linux还可以给OEM 们一个广泛开发的商业技术生态环境和一个可能的机会 ——统一的产品线和工程投入以支持多层次的产品(包括智能手机,功能手机和入门级手机),多种网络制式(GSM, CDMA, WCMDA 和Wi-Fi)以及运营商日益变化的需要。

因为这些技术和经济上的利益, Linux 电话的数量已经达到市场总量的1-2% ,在智能手机这个快速增长的领域里Linux 正在占据着一个强有力的位置,智能手机的市场份额正以每年85%增长,而Linux 有25%的市场份额(Gartner2005年的数据),远远领先Windows Mobile ,只比Symbian OS 落后一个百分点。

素材3:

AJAX在移动领域威胁到Java ME了么?

近日诺基亚论坛副总裁Lee Epting证实,世界上最大的手机生产商正在研究“移动AJAX”技术,该技术为组成诺基亚论坛的130万开发者开发更丰富的手机应用提供了支持。

“Java ME现在已经曝露出严重的缺陷(非技术方面,而是业务模型方面)”,Jaokar表示,“XHTML也将是一个庸才,因为AJAX提供了超级用户界面。因此,我认为将是未来移动应用的最佳平台选择。”

诺基亚走向AJAX的另一个原因可能是来自于微软的.NET Compact Framework的压力,诺基亚对此并不直接支持,而不得不坚持用Java ME、Symbian OS,以及最近的C++。

业内分析家Bill Ray表示,AJAX不是一个高效的技术;与C++和Java相比,他需要更多的处理能力和内存来达到同样的效果,但是他的确可以迅速的进行内容的开发,而对于移动互联网来说,对于高质量的内容有很大的需求,因此诺基亚这一步走对了。

AJAX也能为下一代SIM芯片上的内容提供理想的平台,这一点有的开发者已经进行了成功的部署。

素材4:

“火爆”的移动开发

除了钱景与前景之外,决定移动开发火爆的另一个原因在于其终端数量的庞大。信息产业部预计,到2004年年底,中国手机普及率将达24.5%,约4 人拥有1部手机。这个数字换一种表示方法,就表明国内的手机用户已达到2.9575亿户,即将突破3亿户大关。3亿手机需要大量的移动应用,从这一数字我们就不难看出移动应用的市场潜力究竟有多大。

目前移动增值业务有SMS、彩信/彩E、WAP、JAVA/BREW和IVR五块,移动服务运营商提供的服务主要集中在短信、WAP和 KJAVA这三块。不少业内人士认为国内的网站不过是吃移动应用的残羹剩饭活下来的,国内移动应用市场的潜力还远未发掘出来。但另一方面,一线的开发人员却认为从移动开发中挣钱并不容易。面对着两种截然相反的答案,我们不禁要问:移动开发真的是一条布满金钱的金光大道吗?

华夏安业科技公司的技术经理邓海勤介绍说:“在三块业务中,短信业务相对较为成熟,但由于运营商要和电视台、知名报刊等传统媒体合作才能赚大钱,所以进入门槛相对较高。一些如Sohu、网易这样的知名度较高的公司,以及和电视台、报刊等传统媒体有较好合作的公司已在短信业务上取得了巨大的收益。KJAVA的发展较为平稳,但目前开发厂商的数量较少,只有40~50家,能支持它的终端设备也较少;而且采用KJAVA开发的应用的上线流程也较长,开发商相应从中得到的收效也较少。此外,KJAVA的应用前景还因为Java的安全性而受到限制,目前市面上已出现了盗版的游戏光盘,让用户不需付款就可以玩游戏。因此,计费系统的安全问题将决定着KJAVA发展的命运。”北京掌上明珠信息技术有限公司的技术总监武春雷支持了这种观点,他认为:“尽管移动开发看上去火爆异常,但从我们公司的情况来看,目前的用户数量和收入的增长情况都低于年初的计划水平。这主要是由于在Java领域,我们开发的应用都是基于中国移动的百宝箱,但百宝箱这种形式把用户限制住了。用户的体验都在箱子里,如果不在箱子里占到一个好的位置,你的应用再好,用户也没有耐心翻到第三、四层菜单上去找你的应用,这对用户数量的增长是极为不利的。”

网络游戏是一个炙手可热的领域,移动游戏市场本应有着更为诱人的前景,但华夏安业科技公司的技术总监周彤却表示了自己的忧虑:“以水平而论,我们的技术水平和国外从事移动游戏开发的一般水平的公司不相上下,而国外顶级移动游戏开发公司还没有直接进入国内市场。但运营商出于成本的考虑,更愿意从国外引进游戏。这使得尽管我们公司一个月要开发三~四款游戏,但真正从百宝箱中得到的收益并不是很大。随着世嘉等顶级游戏公司开始关注这一领域,这一领域的竞争将变得激烈异常。”联众移动事业部技术经理马齐更为直接地表露了自己的观点:“脱离开电信部门,WAP和KJAVA业务根本无法实现计费。因此,WAP和 KJAVA业务的发展正受到电信部门的极大制约。”

由此看来,移动应用市场尽管在全球范围内已达到了几十亿美金,从而充满商机,但同时也充满了风险。但也正因为如此,移动应用市场才是一个可以进入的市场。如果路边的树上长满了诱人的果子,路人伸手就可以够到的果子肯定将是最先消失的果子,而只有树上不易采摘到的果子才有可能留下来。移动应用市场的风险与机遇并存,才使得移动应用市场有可能成为后来者真正能享用到的市场,而享用的前提,就是要了解并利用移动应用市场的市场规则。

移动开发的升财之道

目前移动开发已形成了一条清晰的产业链。在这条产业链的最上端,是集成电路、通信器件等手机电子器件生产商,这些厂商和居于其下游的智能手机的产品、设备生产商一起构成了产业链中的硬件厂商集团。在产业链中,连接应用软件开发商和硬件厂商的是操作系统供应商。同PC市场一样,硬件要提供给用户使用,而软件则由服务运营商提供。此外,中国移动、中国联通这样的电信运营商提供了无线通信网。这些软、硬件厂商以及服务商汇集在一起,就构成了广阔的移动应用市场。

在硬件厂商中,又形成了Intel、TI和Motorola三大硬件平台。软件方面,则依据操作系统分成了Symbian、Windows Mobile和Palm OS三大软件平台,此外,还有高通公司的Brew、Motorola的KJAVA以及Linux等操作系统和运行环境。

智能手机的硬件靠出卖设备赚钱,而软件厂商的赢利模式则相对复杂一些。

对操作系统厂商来说,高通公司把开发平台提供给开发商开发游戏,开发出的游戏如果被中国联通运营,运营产生的收入由中国联通公司和开发商之间按照 1.5:8.5的比例分配,中国联通公司在所获得的收入中再给高通公司分成。Sun公司则与此不同,与Sun公司发生直接资金关系的,只有手机终端商。手机终端商可以免费拿到源代码,但他们同时要支付Java平台的专利费。而对于象中国移动这样的运营商和众多开发商,Sun公司并不直接向他们收费,只是做协助工作。在Java服务应用中,中国移动和开发商之间还是按照1.5:8.5的模式分成。
对移动应用开发商而言,目前主要的收入来自短信、 WAP和KJAVA这三块。对短信而言,应用提供商只要具备SP资质和一个接入号码,用户消费了他们的业务,他们就会在每个月下一张包月话单给移动电信部门,移动电信部门会按照话单的金额为运营商代收费用,在这些费用中,扣除坏帐、通道费用等费用以后,剩下的就全部是服务提供商的收入。由于应用提供商每月都要提供用户看不见的包月话费单,这样短信的收费周期就成了一个自然月,本月结算上个月的费用。KJAVA和WAP业务的收费绝大多数也是采用包月制。应用提供商把自己的应用提供给中国移动,中国移动则把这些应用全部放入百宝箱中,供用户下载使用。由于百宝箱采用了多层的推荐菜单,因此应用提供商要想在 KJAVA和WAP业务上获得更大的收益,就要让自己的内容在推荐菜单上尽量向前靠。如果应用提供商的应用排在第一层菜单上,用户一登录就会看到,下载率自然就高;而如果排在三、四层菜单上,用户可能根本没耐心看下去,这样就连与用户的见面机会都没有了。这种模式使得与中国移动关系好的服务提供商有可能获得更多的收益。

从移动开发的赢利方法中,我们不难发现短信业务终究还是眼球经济,而为了吸引到足够的眼球,就要有足够大的前期投入。而WAP和KJAVA业务,还没有逃脱垄断经济的控制。但不管怎么说,拥有庞大市场空间的移动应用市场还是给我们提供了一片新的市场空间,并且就在这片市场里,已经有人挖到了自己的第一桶金。联众移动事业部技术经理马齐透露,这第一桶金主要来自于交友和移动群发。

移动开发平台争霸

回顾高新技术的发展史,我们不难发现竞争的实质就是标准的竞争。这些标准又分成了不同的层级,对这些标准的控制者而言,标准越靠近上游,所获得的收益也就越大。这样,由于智能手机的硬件格局已经形成,竞争的焦点就集中在了操作系统层面。

智能手机是3C一体化市场的竞争焦点,事实上智能手机的三大操作系统平台的大后台也分别是三大不同领域的霸主。Symbian的后台是诺基亚,它是无线通讯业的老大;大名鼎鼎的Windows Mobile则非微软莫属,它是计算机行业的老大;Palm OS的后台则是消费电子老大索尼公司。拥有如此强势公司支持的三大平台,再加上Motorola支持的Linux平台,一场移动开发的平台争霸战不可避免地展开了。而在运行环境这个层次,高通公司的Brew平台、Sun公司的J2ME以及拥有广大开发者的C/C++,也在这场平台大战中起着推波助澜的作用。值得一提的是,国内厂商在这场大战中也并没有被冷落,科泰世纪科技有限公司的和欣操作系统也在这场移动开发平台的争霸战中悄然地生长着。科泰世纪副总裁周宏桥介绍说:“Linux能解决当前应用,而和欣不仅能解决当前,还能解决下一个十年的基于Web Service的第三代互联网带给软件工业的战略挑战。”

Symbian平台的一大特点是它就是针对移动设备设计出来的,因此采用Symbian平台开发出来的应用在内存管理和耗电量方面有着先天的优势。同时,与Java这类开发工具相比,尽管采用Java开发出的应用可以跨平台运行,并且更容易上手,但就功能来说,Java只能是Symbian平台的一个子集,换句话说,Symbian平台由于开发能力强和底层可调用的资源较多,所能完成的功能远比Java要强。

Symbian平台由于受到诺基亚的全力支持而在终端设备上占尽了优势。诺基亚的做法是在Symbian的内核上加上了一个用户界面,并按所支持的技术分成了60、80、90等多个系列,这些系列下面有几十款手机给予支持。这使得移动开发者更愿意先在Symbian平台上进行开发,然后再向其他平台进行转移。虽然不是基于Symbian操作系统,但40系列用户界面是一个很好的现实例子,足以说明移动终端平台化的优势,基于40系列用户界面开发的移动应用一推出,就可以同时支持20来款手机,这样移动开发商的开发成本、开发时间都更为经济,由于移动开发商乐于在这个平台上进行开发,从而使得支持40 系列用户界面的应用种类也在增加,这反过来又促进更多种类的手机去支持40系列用户界面。诺基亚论坛业务发展经理孔文介绍说:“在中国移动的百宝箱中,基于40系列用户界面的应用已经达到了80%。诺基亚下一个大众化移动终端平台就是60系列用户界面,同时不断对平台进行完善,使得移动应用开发者获得更大的收益。基于60系列用户界面的应用将不仅只跑在诺基亚的手机上,还将跑在三星、西门子、联想等得到授权的手机厂商的产品上。”

通过本文的介绍,我们不难发现Symbian平台的另一大长项就是其产品线的清晰,Symbian60、80、90平台之间,不仅只是用户界面的区别,而更多的是按照功能进行了划分。如Symbian80系列专门面向企业级应用,Symbian90系列则针对的是需要手写设备的应用。由于 Symbian直接面向手机移动开发,这使得人们易于产生基于Symbian开发就是开发娱乐应用的印象,但事实上基于Symbian平台开发的企业级应用并不少,苏州的警察已经在用Nokia3650手机在马路上拍摄司机的违章行为,被罚的司机可能也不知道,正是一台台小小的手机,把他们的违章行为拍下后传给移动数据库,才使他们最终落入了法网。

与诺基亚在Symbian平台上的系列演进战略不同,微软的Windows Mobile则由于微软在桌面端的应用优势而走了一条从桌面到移动的道路。微软中国公司移动产品部总监韦青介绍说:“智能手机技术是IT技术与通讯技术的融合,SmartPhone=PC+Phone。从IT的角度看手机的未来和从手机的角度看IT的未来会很不一样。随着带宽、内存、芯片的提升,手持设备的能力正变得越来越强,硬件设备一直在人们不注意的后台飞速地发展着,移动设备的处理能力最终将变得与PC机没有什么差别,因此微软的设想是只要PC机上能运行的.Net应用,都可以移植到手机上去。”

智能手机的出现是要让用户在享用信息时,受到更小的限制,而移动应用的现状却是只有短信才可以实现跨平台应用。如果没有跨平台的兼容,移动应用这个行业就会只局限于短信、彩信、铃声这些简单应用。与通讯业相比,IT业的兼容性显然已经走在了前边。正是基于这种对兼容需求的认识,韦青认为:“业内人士很快就会发现,基于微软Windows Mobile的应用,会在微软MDC大会后象雪崩一样大量涌现。现在手机的功能正变得越来越强,用户需要的是一些能更好利用这些功能的应用, Windows Mobile将是开发这些应用的良好平台。”
事实上,微软公司的技术已实现了同一个应用,既可以在装有Windows XP的PC机上运行,同时,在微软Pocket PC和Smartphone上也可以同步运行。这也就意味着,通过微软的系统,即使你身在美国,你依然可以和国内的公司保持应用同步。微软在PC机上有着足够的应用积累,大量的ISV聚集在Windows平台上,这使得微软在转向其他领域时有着足够的号召力。因此,我们不难断言Windows Mobile将在企业级应用中占有更多的优势。而传统PC用户向移动应用迁移的过程中,由于PC上几乎清一色地使用着微软的Windows系统,从使用习惯出发,这一部分用户显然将更倾向于Windows Mobile平台。对开发者来说,占有相当大比重的Windows环境下的程序员,出于转换成本的考虑,同样会优先考虑Windows Mobile平台。微软公司的策略正是利用了用户的这种心理,力图化优势为胜势。但Windows Mobile平台也不是没有软肋,目前支持Windows Mobile的手机较少,这已成了Windows Mobile平台绕不过去的坎。微软公司对此也早有所备,韦青介绍说:“你们将会看到,今年下半年每隔两个月就会有一款微软的智能手机上市。”

与Symbian和Windows Mobile相比,在国外如日中天的Palm OS显得充满了戏剧性。Palm OS是针对移动设备而开发的操作系统,因此Palm OS在能耗、容量等方面占有相当大的优势。早期的Palm Source公司分为两部分,一部分生产PDA,另一部分开发Palm OS。在PDA风行的初期,许多公司曾要求得到Palm OS的授权,但Palm Source公司出于硬件销售的考虑拒绝了这些要求。1999年,国内市场上商务通等厂家以铺天盖地的广告力度开始宣传所谓的“PDA”概念,但这些 PDA不过是一些高档的电子辞典,而此后Palm Source公司既没有进入中国国内,也拒绝了联想公司的授权请求,所有的这一切为Palm OS在国内的发展设置了重重障碍。尽管如此,Palm Source中国公司的潘广和还是认为:“从全球范围来看,Palm OS平台在国外培养开发者的力度非常大,目前在平台上的开发人员已达到了30~40万,这在世界上是最多的。同时,Palm OS上有着很雄厚的积累,目前其上存在着23000多种应用,既可以应用在PDA上,也可以应用在Smartphone上。”Palm OS起源于PDA,同时又有着索尼公司这样的强援支持着它,从智能手持设备的角度考虑,也许智能家电的概念也会被引入这场竞争中,如果这种情况出现, Palm OS就将重新占得先机。

在移动应用开发领域,还有一个不容忽视的平台是Linux。Linux得到了硬件平台厂商和手机厂商的大力支持,ARM中国区总经理谭军甚至预言 Linux在ARM平台上的应用将远远超过X86平台上的应用。在手机厂商中,摩托罗拉坚定地站到了Linux一边。这些再加上政府的支持以及一批狂热爱好者的努力,Linux在移动应用开发领域的确不能被轻视。

移动应用的另一个目的是让应用在用户的终端设备上传递,但因为存在着不同的操作系统,应用会因为不兼容而无法为每类手机使用,于是跨平台的需求就产生了。承担这项任务的是Sun公司的J2ME平台和高通公司的BREW平台。

采用Java技术后,手机生产厂商生产Java手机,运营商开发Java应用,就可以屏蔽掉操作系统的差异,从而降低移动应用的开发难度。采用 Java平台后,开发人员可以通过将支持不同屏幕尺寸的程序打包进应用的办法进行自适应,从而让不同种类的手机都能运行同一应用程序。这样,基于Java 开发的应用就真正实现了跨平台。正是因为Java的这些特性,世界上有96个移动运营商正式推出了基于Java的商业应用,而中国联通有可能成为第97个这样做的移动运营商。Sun公司软件部中国区高级经理邵正强表示:“Sun公司的Java会支持包括微软的Windows Mobile以及国产的Hopen在内的大多数操作系统,由于用户的需求各异,厂商也会采用不同种类的芯片,因此智能手机将不太可能被一、两种操作系统所统治。只要存在多种操作系统,自然也就存在着跨操作系统的需求,这就是J2ME的生命力之所在。”

高通公司在和中国联通联手推出神奇宝典BREW业务之后,基于BREW平台的应用在国内的下载量已突破了150万次。BREW平台更多地面向 CDMA,而CDMA2000 1X网络可以平滑地升级到3G网络,因此,高通公司和中国联通在CDMA方面的合作使得BREW平台在未来的发展中占得了一些先机。但高通公司的做法与 Sun公司又不尽相同,高通公司提供包括芯片、操作系统和应用在内的一系列解决方案给手机厂商,甚至还把计费系统提供给移动运营商,把包括后期的应用程序检测和数字签名的发放权也包揽下来,这使得BREW平台成了一个相对封闭的系统。因此,决定BREW平台与J2ME命运的将是移动运营商对自主决定权的重视程度。目前,出于成本和功耗的考虑,世界上还没有一台既支持J2ME又支持BREW的手机。

由于所有的平台都相互学习对方的长处,这使得移动开发的平台之争最终演变为对ISV的服务之争。微软中国公司移动产品部总监韦青认为:“在平台的竞争中,谁能为ISV提供更多更好的服务,谁将最终胜出。因为平台已经搭好,决定产业繁荣的将是ISV的创造力。”为此,微软公司服务分成了三级,任何移动应用开发者都能够进入微软社区得到工具和白皮书,并得到在线的指导;而和微软取得联系的ISV将能得到E-mail和热线帮助,高层的金牌合作伙伴还能得到热线帮助甚至现场服务。此外,微软还将针对移动市场提供Windows Mobile产品标识认证和针对渠道的其他认证。诺基亚会把国内开发商基于Symbian的应用推广到国外,从而实现在全球范围内调配资源,并且将在国内十所大学内开设以Symbian为内容的课程。尽管国内懂Java的人很多,但Sun公司还是通过提供免费的开发工具和参与中国移动、中国联通的开发商社区提高自己的影响。
做为移动应用开发者,将不可避免地在不同的平台之间做出选择,目前判断这场移动开发平台争霸战将形成的最终结局还很困难,但无论这场移动开发平台争霸战的结果如何,开发者都能因为竞争而享受到更多更好的服务。

移动人才需求会高涨吗

曾几何时,程序员就是高薪的象征,然而今天,在PC端从事程序开发的程序员们越来越感到了今不如昔,这使得他们开始寻找一切机会去找回昨日的辉煌。当移动应用开发渐入佳境以后,许多在PC机上开发的程序员有了一种幻觉,仿佛移动应用开发就是一条重现昨日辉煌的道路。另一方面,移动开发本身又笼罩着一层神密的面纱。幻觉与神秘交织在一起,使得人们在渴望了解移动应用开发的同时,越来越看不清移动开发的真实面目。
人们最为关心的,也许就是移动开发会不会引起编程人才的需求高涨。然而,来自业界的声音却表明,对编程人才的需求高峰暂时还不会到来。就移动应用的三块业务来说,短信平台已经非常成熟,这样,除非政策发生变化,否则在短信平台上对开发人员的需求不会产生太大的变化。而WAP应用由于开发中所需要的技术含量较低,所以对技术人员的需求数量也十分有限。只有KJAVA领域,可能需要用到大量的技术人员。马齐更是认为:“移动应用领域目前需要的是应用策划和包装,因此这方面的人才可能会需要得多一些。”
如此看来,在短期内看似火爆的移动应用开发并不会引起编程人员的需求高峰。

与此相反,Palm中国公司的潘广和却提出了不同的意见。他认为:“从发展的角度看,移动设备的数量将远远超过PC机的数量。以手机为例,国内用户的手机平均18个月就要更换,而智能手机更是将成为一种发展趋势。在5~7年内,国内手机的拥有量将从现在的3亿增长到5~7亿,如此众多的手机肯定需要相应数量的应用,移动开发技术人才的需求肯定会相应增长。从长远看,移动开发的企业级应用市场将变得非常广阔。一个需要移动办公的保险推销员在使用过 PDA或智能手机这样的轻便设备以后,你很难再让他抱着一台笔记本电脑到处跑,但保险推销员需要的将是针对保险企业定制的企业级移动应用。考虑到通用移动应用可能存在的盗版问题,从事企业级移动应用开发的程序员有着美好的前景,对他们来说,最重要的,是要找准行业方向。”
北京掌上明珠信息技术有限公司的技术总监武春雷的观点支持了潘广和的意见,他认为:“移动应用行业的发展将分成三个阶段。在第一个阶段,由于移动技术的普及,各种传统应用开始向移动平台上迁移,因此这一阶段被称为是克隆阶段;在第二个阶段,适合移动的应用真正开始出现了;在第三个阶段,市场将进入到成熟期,而成熟的标志就是企业级应用的普及。”

虽然移动开发人才的需求高峰并没有到来,但移动开发的从业人员却认为在现在的人才市场上,移动开发技术人员并不好找。由此我们不难想见,当移动应用市场真正走向成熟以后,移动应用开发技术人才的缺口将有多大。

关于移动开发技术人员缺乏的原因,从事移动开发的一线人员给出了不同的答案。几乎所有人都认同一个观点:掌握移动开发技术并不困难,困难在于对行业知识的理解,以及对移动开发独有技术的理解和把握。
华夏安业科技公司技术总监周彤认为:“一名合格的从事移动游戏开发的技术人员需要具备三种能力。第一是要懂技术,采用Java技术开发就要了解J2ME;第二是要了解游戏;第三是与美工配合的能力。掌握J2ME技术并不是什么难事,但要同时对游戏有所了解就不容易了。尽管传统的游戏行业人才很多,但他们往往不愿转到手机开发上来。”

武春雷介绍说:“我们的一个应用刚开发出来时是190K,对许多的手机来说,这实在是太大了,于是我们就想办法让它降到了50K。后来增加了一些功能,这个应用又增长到了90K,我们被迫再让它降下来。实际上,在移动开发中,移动应用被允许的容量还极大地受制于智能手机的内存,而且由于硬件的改善会使得消费者对你的要求越来越高,所以这种限制会始终存在。”关于这个问题的解决办法,武春雷给出了这样的回答:“优秀的移动应用开发者应该是汇编级的工程师,需要知道怎么样安排数据结构、如何做压缩、如何合理地组织数据,要使用Java语言就必须了解实现瘦身的技巧。面对着消费者无限增加的欲望,应懂得用最小的内存去实现最多的功能。现在,许多新生代的程序员总是抱着单纯实现功能的目的去开发应用,这在他们从事移动应用开发时,肯定要出问题。”

提起移动应用开发,许多未入门的开发者往往充满了神秘感。他们不知道代码写出来以后如何编译,是否还需要单独买一块电路板来测试一下这些程序。然而,在一线移动应用开发人员眼中,这些问题是很可笑的。武春雷介绍说:“事实上这非常简单,从事移动开发的人员只需要下载一个模拟器,然后在模拟器上編译你的代码就可以了。当然,如果开发者一上来就准备为某种类型的手机开发商业应用,他必须买一个真正的手机,因为模拟器和手机存在着太多的不同。由于开发出来的商业移动应用可能要运行在不同的手机上,所以需要考虑不同手机所支持的标准。这样,移动应用开发比在PC机上开发所要考虑的事情就多得多。”

移动应用开发的神密感确实就象一层窗户纸,捅破了就不再有一丝神秘感残留下来。如果你原来是在用Windows CE开发,那么你直接就可以从事移动应用开发。如果你精通Java语言,你转到移动应用开发只需要两天时间。既使你是一名刚从校门出来的学生,只要你精通学校里开设的C语言,转到Palm平台上也只需接受一周时间的培训。并且,在还未成型的移动开发领域,开发者更容易产生成就感。武春雷对此解释说:“在 DOS时代,我稍加学习就能分析BIOS、编病毒、写游戏,这样我的成就感就很高,这也使我最终进入到计算机行业中。但现在计算机技术已经相当成熟了,人们在计算机上的分工越来越细,你既使只想研究透一个系统,也有太多知识等着你去学,这使得新人很难做出成绩。而手机开发的情况不同,因为相对来说它还不成熟,这对年轻人来说是一个好机会。”

我们应该注意到,一方面,日、韩以及欧美开发的移动游戏正在大量流入国内,这说明国内移动市场所需应用的缺口还很大;另一方面,中国移动的短信系统做得非常完善,而其底层开发全部是由中国人自己完成的,说明国内开发人员已经具备了很强的移动开发技术实力。并且,移动应用开发还是一个较新的领域,国内在技术上和国外并没有太大的差距。由此看来,移动应用开发的前景将是一片光明,而随着移动用户数量的增长和移动新技术的应用,移动应用需求将显现出更多的增长,因此,移动应用开发人才的需求高峰肯定将会到来。

移动开发的明天

2001年,美国高通公司的保罗·雅各布提出了“无线互联网〉有线互联网”的观点,他在当时甚至认为:总有一天,人们进行网上冲浪时使用手机和笔记本电脑的时候会多于使用台式机的时候。保罗·雅各布在当时得到的是一阵哄笑。然而仅仅过去了三年,我们所采访到的每个人都认为移动开发的明天充满着光明。开发人员和一线厂商的意见表明,移动开发将在数量和技术深度上取得突破性进展,任何预测在移动开发的高速发展面前都将显得保守。

微软中国公司移动产品部总监韦青认为今天的移动开发不过是露出水面的冰山一角,水面下的部分将注定更为精彩。他举例说微软某位员工两年前想去香港,为了方便,他想在PDA上下载一个电子地图,结果真的在网上找到了,去香港试用后,觉得效果非常好,当他注册这个程序时才发现这个应用是由北京的一家本土公司开发出来的,而当时这家公司一年的下载量就已达到了两、三万。韦青进一步强调:“这说明一方面人们对移动开发知之甚少,另一方面移动开发的技术已变得非常完善,现在的关键是ISV和合作伙伴能在现有的平台上开发出什么样的应用,对他们来说,不怕做不到,就怕想不到。”

对开发者来说,水下究竟有什么是个十分有意思的问题。目前语音和数据还是两个概念,但微软已开发出了Speech Server,语音和数据将不再是两回事。韦青笑着说:“Mobile的定义将在两年内有个天翻地覆的变化,企业级应用将大量出现。有远见的开发者应该在这一刻就开始思考Speech Server、Exchange Server和Windows Mobile放在一起能创造出什么这个问题了。”

诺基亚论坛业务发展经理孔文则坚持认为手机的PtoP功能将得到普及,手机将不再是一个个数据孤岛。Sun公司软件部中国区高级经理邵正强则强调: “移动应用开发的前景非常广阔,对于利用Java开发的程序员来说,看看日本的NTT DoCoMo公司所走过的道路,你就不难想象出Java明天会发展成一个什么样子。因此,对于非Java程序员来说,今天开始学Java是一个不错的选择。”

尽管企业级移动应用市场在国内还不够成熟,但技术的成长动力往往分成了拉和推两种,拉力是用户的需求,而推力则是技术本身的进步。对移动应用开发技术来说,在国内虽然拉的动力还不强,但推的力度已大到了惊人的地步,谁也说不清巨型IT公司的实验室中究竟隐藏着什么样的技术。早在1992年, SYBASE公司就已经开发出了第一个移动数据库,而到了2000年,SYBASE公司已在推广他们的移动商务解决方案了。移动应用开发已不再局限于操作系统这个层面,数据库、中间件、开发工具将更多地从水面下涌出,引起人们新的注意。

目前,国外电信运营商都非常注重和MSP的紧密合作,服务运营商也在不断创新应用服务产品,在移动运营商和服务运营商的共同努力之下,移动应用的消费人群被不断细分,营销和终端环节得到了前所未有的重视。在这些因素的作用之下,日本、韩国、美国以及欧洲的移动增值服务市场正以令人惊异的速度向前发展着,国外移动增值服务市场已表现出了产业规模迅速发展、企业应用市场扩大、应用产品更加细化三大发展趋势。

国外的今天往往就是我们明天的发展方向,种种迹象都表明,我们正处在变革的前夜。科泰世纪副总裁周宏桥认为影响智能手机应用前景的因素有几个,首先是价格,目前的高端智能手机售价在五六千元,而要达到Critical mass拐点,高端智能手机的价格起码要下降到2500元左右(参见手机部件成本分析)。这依赖于市场的竞争、手机品种的增多、市场规模的扩大等因素。其次是技术进步。这包括2.5G/3G网络建设、手机CPU主频、内存、节能、UI等技术;再次是产业链中的内容、服务、数据业务的增强。事实上,这几个因素都在朝着有利于智能手机发展的方向变化,在诺基亚、爱立信、阿尔卡特、西门子、NTT DoCoMo、富士通等公司在国外市场围绕着3G进行了一轮全方位的竞争以后,中国的3G市场正在拉开它的帷幕。

对程序员来说,没有人会忘记由单机开发向网络开发的转变,而今天,网络开发正在由有线网络开发转向无线的移动应用开发。只有正视这次转变的程序员,才能在明天把握住自己的命运。因为到目前为止,谁也看不清3C融合后广大的嵌入式应用市场会对桌面、服务器的市场产生什么样的深远影响。

素材5:

Windows Mobile四大猜想

以上素材均发表自2007年

素材6:(一团糟的统计数字,各家结果严重不一致)

根据市场调研公司IDC公布的数据,iPhone仅占全球智能手机市场2%份额,远远低于其它的手机操作系统。IDC的数据显示,Symbian手机占据63%份额,采用微软Windows Mobile操作系统的手机市场份额为11%,黑莓则以10%居第三位。

Saturday, January 05, 2008

未来超能衣把人变成“充电器”(图)

未来超能衣把人变成“充电器”(图)

http://www.sina.com.cn 2007年12月07日 09:53  信息时报

未来超能衣把人变成“充电器”(图)
未来服装-灵活合成能量装置

时报综合报道 据国外媒体12月6日报道称,澳大利亚的研究人员正在设计能够从人体获得能量的超能衣服,将来只需把电子装置插头插入你的外套就能进行再充电,你甚至可以为你的MP3播放器和手机等电子用品进行充电。

将人体动能转为电能

据悉,这种外衣将结合装置把人体运动的振动能转换成电能,先进的传导布料将把这种能量带到灵活的电池。 澳大利亚联邦科学与工业研究组织能量技术部门的首席研究科学家亚当·贝斯特说:“它看起来像一件普通的外衣,但拥有超凡的能力。”联邦科学与工业研究组织的科学家们日前宣布,此项研究已筹得400万美元的资金。

军事民用都有应用前景

贝斯特还补充说:“这种技术对战场上的士兵拥有重要的应用价值,它可能意味着他们不再需要携带笨重的电池。实质上,士兵们将是穿着电池,而不是带着它。”而用超能衣充电的机械外骨骼还可以帮助士兵搬运笨重的背包,并能搀扶伤兵走路。除了帮助士兵之外,这种外衣还能让普通老百姓受益,比如为收音机、手机、MP3或监控系统之类的医疗设备充电。 太阳能手提包可以完成同样的事。

http://tech.sina.com.cn/d/2007-12-07/09531899063.shtml

引领未来趋势领袖:网络地图快速寻找捷径

引领未来趋势领袖:网络地图快速寻找捷径

http://www.sina.com.cn 2008年01月04日 00:14  《环球科学》杂志

寻找捷径的最快方法

引领未来趋势领袖:网络地图快速寻找捷径

谷歌地图中的“谷歌街景”功能可以显示美国各城市的街道图片

引领未来趋势领袖:网络地图快速寻找捷径

TrafficAid系统(右图),则把探测到的手机信号转换成一幅实时路况图。

计算行驶路线并预测交通堵塞的全新方法,可以大大节省花在路上的时间。

以前,为了给上网求助的问路者提供即时帮助,MapQuest和谷歌地图(Google Maps)之类的导航地图程序不得不对问题进行简化,换句话说,它们无法完整地考虑每一条通往目的地的可能路线。不过,现在情况已经不同了。德国卡尔斯鲁厄大学的科学家设计了一种计算机程序,可以迅速计算出所有可能的行驶路线中最快捷的一条,所需计算量也不算太大。

项目科学家多米尼克·舒尔斯特(Dominik Schultes)设计了这套程序,他的出发点非常简单:驱车前往某处时,通常需要经过若干个十字路口,这些十字路口之间没有多少连接路线。预先计算出发地(或目的地)与最近十字路口之间的连接路径,再计算各条干线彼此交叉的所有地方,也就是所谓的交通节点(transit node)之间的连接状况,便可以找出最佳路线。在道路纵横密布的西欧和美国地图上,研究人员测试了这种高度节省计算量的算法,发现计算效率提升了足足 100倍。

为了真正确保司机们开车时不会迷失方向,谷歌公司已经在谷歌地图中加入了一项名为“谷歌街景”(Google Street View)的功能,为司机提供精确到街道的实景导航图。“谷歌街景”会把行驶路线上的街道全景抓拍图片,按照行驶顺序一张张显示出来,让司机从驾驶座上便能参照图片核对自己路过的道路标志了。

即使有了最可靠的路线指南,无法预料的交通状况也会造成出行不利。IntelliOne公司致力于把交通网与通信网结合起来,它们不久前推出TrafficAid系统,可以把匿名的手机信号转换为一张精确的实时交通路况图。

利用无处不在的手机网络,这套系统无须沿着交通路线安装独立的传感器。相反,一些特殊的服务器可以探测某一部手机的确切位置和速度。IntelliOne公司将这些信号数据传送到数据库中,将探测到的手机与具体的道路联系起来,生成准确而及时的路况信息。

由于不再依靠摄像机、路边雷达和路面监视器传来的交通信息,TrafficAid系统能够更迅速地刷新手机信号分布图,计算出汽车实际速度,误差在5~8千米/小时以内。

撰文/彼得·谢尔戈(Peter Sergo)

译/郭凯声 校/罗绮、虞骏

http://tech.sina.com.cn/d/2008-01-04/00141952583.shtml

ABI:全球RFID接发器IC排名揭晓

来源:电子工程专辑  作者:
欧洲的两家公司NXP Semiconductors 和 EM Microelectronic在市场研究公司ABI的全球RFID接发器IC供应商评比中位列前三,NXP排名第一,德州仪器排名第二。 
ABI公司编制的供应商评比表对RFID接发器IC制造商进行了评比。ABI公司的研究经理Michael Liard表示,这个评比表对核心RFID产品类别进行了评估。 
评估标准包括:产品创新、开发和功能集;制造创新;经验/领导能力/知识转移;应用策略与基于标准的产品创新;产品线的宽度;具体频率(LF、HF和UHF/微波)目标市场的年度销售量;总年度市场销售量的份额(所有频率);总体市场领导能力;供应商全球销售/支持能力和分销渠道;服务的垂直市场和应用市场宽度。

Ref: http://www.21ic.com/news/html/61/show24154.htm

Thursday, January 03, 2008

引领未来趋势领袖:透视技术

引领未来趋势领袖:透视技术

引领未来趋势领袖:透视技术和催眠药物

T射线透视设备变得非常轻便

T射线透视仪

从理论上来说,太赫兹射线(terahertz radiation)可以透过人体、塑料、纤维和陶瓷,在不损伤材料的前提下,安全检测内部是否存在异物。这种射线的频率约为百亿赫兹,介于微波和红外线之间,可以在医疗领域帮助检测肿瘤,在安全领域协助发现炸弹。几十年过去了,所谓的T射线设备仍然易碎而笨重(至少45千克),很难走出实验室,得到广泛应用。然而,经过了短短几个月的努力,美国伦斯勒理工学院的布赖恩·舒尔金(Brian Schulkin)就制造出一种简易T射线成像仪。这个被称为“迷你Z”的设备仅重2.3千克,一只公文包就能装下。科学家用样机检测出了用来制造航天飞机隔热层的泡沫材料样品中的人工瑕疵。舒尔金接下来计划开发掌上型T射线设备。

ps:

http://brianschulkin.com/

http://www.eng.rpi.edu/lemelson/resources.cfm

you can find the video on above link.

减轻背部负担

学生书包里几本又厚又重的课本足以造成肌肉劳损。美国宾夕法尼亚大学和马萨诸塞州伍兹霍尔市海洋生物学实验室的劳伦斯·C·罗梅 (Lawrence C. Rome)及其同事,发明了一种可以最大程度减小背包压力的悬吊系统。在行走过程中,人的身体通常以几厘米的幅度上下起伏,书包也随之一上一下。一个 2.3千克重的笔记本电脑,行走过程中会对背部产生相当于3.7千克的冲击力,跑动过程中冲击力将增大到6.9千克。利用滑轮和弹力绳,研究人员使这种由运动产生的上下起伏减少了一半以上,从而使背包在感觉上轻了1/5。

其中一种背包设计甚至可以发电,输出功率超过7瓦特,足以给手机充电。罗梅已经成立了一家名为“轻盈背包”(Lightning Packs)的公司,想把这些设想变成现实。

Original:

http://tech.sina.com.cn/d/2008-01-04/00141952584.shtml

人体内能量相当1000节AA电池 可用于发电

人体内能量相当1000节AA电池 可用于发电

http://www.sina.com.cn 2008年01月03日 13:24  科技日报

心脏起搏器、植入式耳蜗、血糖监测仪……医学的进步使得人类健康越来越依赖于各种电子设备。科学家还在尝试多种可植入电子设备的研制和开发,比如大脑刺激器,有的能够阻断饥饿信号,具有减肥功能;有的可治疗帕金森氏症或者慢性疼痛。另外还有一些传感器,可用于检测癌症或心脏病发作时肌体发出的警告信号。不过,所有这些植入式设备都有一个缺陷:虽然它们的输出功率都很小,大约不过10微瓦或者几毫瓦,但是一旦电量耗尽,周期性地更换电池不仅麻烦而且也相当不现实。比如,心脏病人不得不每隔几年就得重新接受一次手术更换起搏器电池,每次费用多达2万美元。

为此,研究人员试图找到一种一劳永逸的方法,那就是利用人体内部能量来为这些医疗设备供电。这当然不是什么神秘的超自然力,而是将身体内部储存的化学能、身体释放出来的热能或者肌肉脉动产生的动能转化为电能。研究人员希望,未来的医疗设备可以良性“寄生”在人体内,在需要的时候从人体内部能量中 “偷取”一点点来维持正常运转。

人体内有“1000节AA电池”

葡萄糖广泛存在于各种食物中,是新陈代谢不可缺少的营养物质,也是人体活动所需能量的重要来源。人体每天摄入的食物所产生的能量相当于1000节AA电池,因此对于植入式医疗设备而言,人体内的葡萄糖无疑是最充足的能量来源。

2005年,日本东北大学教授西泽松彦领导的研究小组新开发出了一种利用血液中的糖分发电的燃料电池。电池的电极上涂有分解血液中葡萄糖的酶,葡萄糖分解后,电子在电池两极之间移动,从而产生电流。利用人民币1分硬币大小的电极,研究人员得到了相当于0.2毫瓦的电量。这样的生物电池可为植入糖尿病患者体内的测定血糖值的装置或者心脏起搏器提供充足电量。

到目前为止,大部分在实验室中研制出来的植入式生物燃料电池都是使用酶作为催化剂,加快反应过程,同时也产生更多电能。这种电池的缺点在于,酶往往在几个小时后就会自动分解,从而严重影响电池的使用寿命。为此,研究人员也尝试采用从温泉细菌中提取的更为持久的酶来进行催化。美国密苏里州圣路易斯大学的电化学专家甚至将酶装进薄膜“口袋”中,但是在“外衣”的保护下,酶的生命也仅延长到了两天,因此酶燃料电池走向实用还有待进一步改进和完善。

玩的就是心跳

2006年12月,英国工贸部宣布启动一项开发体内微型发电机的计划,投资额高达百万英镑。该项目的设计工作大部分由南安普敦大学附属的一家公司负责。该公司已经研制出了一套原型,大小约是预期装置的5倍,并已在实验室中开始测试。公司首席执行官罗伊•弗里兰表示,他们分别从心跳以及肢体运动两个方面来研发这种利用人体动能发电的装置,但出于商业考虑,他不肯透露有关发电机工作原理的具体细节。

这个研究项目的带头人、英国桌联(Zarlink)半导体公司商业开发部经理马丁•麦克休说,他们的最终目标是制造一个直径6毫米、长20或 30毫米的发电设备,大小与烟头相当,输出功率达到100微瓦—150微瓦,可以驱动心脏起搏器或者生物传感器,并希望这样的装置能够在5年内上市销售。

另一种将动能转化为电能的方法是利用压电效应。压电敏感元件受到外力作用时就会产生电流,但由于材料的脆弱性以及输出功率有限,其开发前景并不被看好。

不过,美国佐治亚理工学院的研究人员在这方面仍取得了一定的突破,并于2007年4月公布了他们研制出纳米发电机的消息。发电机的基座上垂直密布着无数根直径只有40纳米的氧化锌电线,电线顶端覆盖着一块导电板,即使向导电板施加很小的压力,氧化锌电线也很容易发生弯曲,从而产生电流。

研究小组负责人王中林表示,氧化锌导线长短不一,只有不到1%%的导线能够接触到导电板并参与发电。到目前为止,这款纳米发电机的输出电量只能达到几皮瓦(1皮瓦=百亿分之一瓦),随着制作工艺的改进,其效率还将大幅提高。他相信,在两到3年内,他们就能够开发出具有实用价值的发电设备。他希望将来能够借助人体血管搏动或者肌肉运动产生的微小压力来形成电流,甚至还可以将这种纳米级的发电机植入胸腔,在不与心脏器官接触的情况下,将心跳产生的动能转化为电能。

皮肤温差也能发电

人体能量会以热的形式大量散失,即使只是坐着阅读一篇文章,散失的热量也有100瓦,运动越激烈,热量散失也就越多。其中部分热能———确切来说,就是皮肤与空气的温差,或者身体不同部位的温差———可以使电子移动起来,由此产生电流。日本精工手表公司就曾研制出一款不需要电池的手表,依靠从手腕皮肤吸收几微瓦热量自行运转,但其外形笨重、价格昂贵,再加上人体周身皮肤温差只能产生很小的电压,输出功率难以达到实际应用水平,因此精工公司至今也没有将这款手表投入商业生产。

美国加州的热力生命能量公司主要生产工业用温差发电系统。该公司目前也在研制能够在只有几摄氏度温差环境下工作的发电机,这与人体皮肤温差原理大致相当。公司首席技术官英葛•斯塔克说,将1000台这样的发电机组合在一起,就能够提高能量输出。该公司已经研制成功的原型系统可以在5摄氏度温差条件下发电100微瓦,足以驱动一个心脏起搏器或者生物传感器。

美国北卡三角州国际研究院采用纳米材料制成1立方厘米大小的发电装置,可以在0.9摄氏度温差范围内,输出144微瓦电量,考虑到能量损失,最终输出电量也达到了67微瓦,足以维持心脏起搏器正常工作。由于使用了热电半导体薄膜,这种装置还有进一步小型化的潜力。当然,如何在提高设备耐用性、可靠性的同时降低成本,仍然是研究人员亟待解决的课题。研究小组负责人拉玛•文卡塔苏布拉曼尼安相信,如果成本可以大幅下降,利用这种薄膜技术最终可以研制成输出功率足以满足手机或者iPod播放器需要的热电贴片。他说,人体大约有20%%—30%%的热量是从手掌和颈部散失的,如果贴片的大小可以覆盖手掌或颈部面积的1/10,并将所散失热量的1%%转化为电能,这块贴片也能输出10毫瓦—20毫瓦电量,可以为充电电池补足3次电力。

目前,科学家已经开发出好几套人体内部能量提取系统原型。未来几年后,很多微型医疗设备可能就完全不再需要电池了。也许将来某一天,手机、 MP3播放器等小型便携式电器也能够直接依靠人体“充电”,真正实现“即插即用”,甚至以我们的身体作为发电媒介,在握手的时候就能够通过彼此携带的微型电脑自动交换电子名片。(陈丹)

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http://tech.sina.com.cn/d/2008-01-03/13241951752.shtml

无线电力传输和覆盖性问题

ps: 无线电能的谐振传输实在匪夷所思,实在是突破了长期以来我头脑中固化的电磁场传播和感应理论。对其原理,我还几乎完全不了解,哪位朋友可以通俗的解释一下?一个谐振,似乎不足以解释一切。而后面用数学同调性解决覆盖问题,同样出乎意料,这种办法,恐怕只有数学系出身的人才想得到。以下为摘自新浪的部分文字

        无线电力传输和覆盖性问题美国麻省理工学院的光子学研究员马林·索尔亚契奇(Marin Soljacic)突发奇想,打算通过无线方式传送电力,利用这种“无线电力”(WiTricity)技术,帮助我们摆脱限制自由的最后一道枷锁。

索尔亚契奇把一个直径0.6米的铜制线圈吊在天花板上,又把另一个线圈吊在距它2.1米的地方,并在上面接了一只60瓦的灯泡。他把第一个线圈插上电源之后,第二个线圈上的灯就亮了起来。这是因为第一个线圈中的电流产生了磁场,从而在第二个线圈中产生了感应电流。

许多发动机都利用了这种效应,但这种效应通常只能跨越几毫米的间隙发挥作用。随着距离的增大,电磁感应的效果便迅速减弱。索尔亚契奇把两个线圈调节到谐振状态,就能在较远的距离上实现有效的能量交换。这套系统在将来得到应用以后,笔记本电脑和手机的充电或许就会方便许多:只要把它们放在安装了谐振发射器的房间里,便可对它们进行无线充电。

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传感器的无线化也使它们变得更加机动灵活。现在,传感器已经缩小到米粒或尘粒般大小,可以持续监测生化武器,也可检查土壤含水量。随处可见的传感器正在改变人们监测世界的方式。然而,随机部署的传感器网络覆盖范围可能存在空白,也可能互有重叠(这对传感器的宝贵功能来说是一种浪费),如何查明这类情况是否存在,始终是个大难题。

美国伊利诺伊大学香槟分校的数学家罗伯特·克里斯特(Robert Ghrist)和美国波莫纳学院(Pomona College)的数学教授维恩·德席尔瓦(Vin de Silva),利用数学同调性(mathematical homology),同时解决了空白与重叠问题。同调性可以分析图形内的点、线以及各种几何格局。克里斯特和德席尔瓦把单个传感器当作点,把成对的传感器当作边,而若干条边的集合则当作图形,据此设计出一些算法,可以确定某个随意配置的传感器网络的覆盖范围是否存在重叠或者空白。

克里斯特和德席尔瓦算法的优势在于,这类算法只需要知道哪些传感器在另一个传感器的覆盖范围内,而无须知道每个传感器的实际位置;使用这些算法,就可以省掉昂贵的全球定位线路,也不需要手工绘出线路。一旦掌握了空白区和重叠区的位置,网络管理人员就可以加大某些传感器的功率,或在关键地点增设新的传感器以填补空白区。

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