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为无线传感器网络绘制未来之路

2019-04-19 10:25:46   来源:

由多个物体组成的无线传感器网络具有巨大的潜力,每个物体都能够进行简单的传感,驱动,通信和处理。为了更好地实现其全部功能,研究人员正在开发创新未来应用的广阔前景。

无线传感器网络是“协作对象”网络的典型示例,微型嵌入式计算机协同工作以产生预期结果。这种嵌入式系统,无论是“智能服装”中的微型处理器,还是汽车中越来越多的计算机,其特点是需要与周围的环境进行交互。但是,只有通过与其他对象的合作才能实现这种网络的全部功能。

系统设计人员面临的问题是,由于与其他网络,智能对象甚至用户本身有如此多的合作可能性,他们如何知道最佳研究方向?全球社会和行业可能会采取哪些可能性,哪些可能会成为一条死胡同?

这些是嵌入式WiseNts旨在回答的IST项目的问题。该项目汇集了来自十个不同欧洲国家的12个合作伙伴,无线通信,分布式计算和合作对象的顶级研究机构,以提出一些答案。

项目合作伙伴专注于无线传感器网络(WSN)及其应用的开发,特别是以协作对象(CO)的形式,以帮助制定未来创新应用的路线图。他们的目标是在未来(+/- 10年)获得对嵌入式无线网络的广泛愿景,他们的要求是什么以及为此目的需要哪些技术进步。

具体而言,项目研究人员正在关注四个关键领域的当前最新技术:

*典型应用场景。

*用于路由,服务发现等的算法。

*垂直系统功能会影响多个软件层,例如安全性,上下文和位置管理,异常处理等。

*系统架构和编程模型,如何开发中间件可用于应用程序,硬件接口,行业应用程序等中的协作对象。

“通过观察这四个领域,我们确定了我们的知识差距,现在缺少什么,”斯图加特大学的嵌入式WiseNts的PedroMarrón说。“有了这个起点,我们就可以开始研究未来十年人们会看到什么。”

需要中间件

团队发现了哪些具体的弱点?“我们注意到的第一件事就是目前大多数应用程序都是特定于应用程序的,”Marrón说。“这意味着我们必须解决的一个关键领域是适应问题。中间件层非常需要应对软件层的多样性。“

“例如,我们在能源感知软件方面存在很大问题,”他继续道。“当你到处都有很多小型配合物时,你无法停下来更换电池。因此,我们需要更高的硬件和软件能效,并且可以是更好的电池或更具功率感知的算法,可以关闭软件中的无线电模块,例如,当它不使用时。由于这将影响许多软件层,我们需要有跨层信息。“

虽然系统设计人员目前正在研究节能硬件和软件算法等领域,但Marrón认为这些问题以及其他更重要的问题(如安全性和身份验证)仍将是未来十年的重要问题。

创新应用的竞争

作为项目的一部分,参与者组织了一场名为“有意识的未来竞赛”的竞赛,邀请研究小组就CO(合作对象)技术的未来创新应用提出建议。2006年2月13日至15日,在瑞士苏黎世举行的EWSN 2006年度研讨会上,共收到79份参赛作品,特别是三份申请获奖。

一等奖授予巴西里约热内卢天主教大学,因其应用“传染病控制的大规模人体感应”。巴西研究人员预见到一种动物健康监测系统,该系统可使牧场主监测牛群的健康状况及其对感染的易感性。该系统可以每天测量单个动物的葡萄糖,毒素和温度,并且如果检测到异常症状,则可以从畜群的其余部分分离动物。

苏黎世大学和苏黎世联邦理工学院的学生赢得了二等奖,提出了智能废物管理系统BIN-IT,该系统看到了典型的消费品,如快餐包装,四包装,瓶子,果酱罐,罐头和电池生产时在工厂安装标准化RFID标签。废物箱和回收收集点将配备RFID标签读取器和编写器。读者可以监控存放的某些类型的废物的数量,并将这些信息提供给城市废物组织,而作者可以将信用奖励给大型废物生产者,例如作为回收计划成员的餐馆。

三等奖颁给了英国兰卡斯特大学的博士生,他的愿景是建立一个无拥堵的道路交通系统,在这个系统中,车辆能够相互合作,沿着预定路线协商一个清晰的空间。该系统将在“虚拟车辆槽”的基础上运行,这将保证每个车辆沿其行车道的空间和最小安全距离。其他尚未分配虚拟插槽的车辆必须通过改变车道或提高速度来避开特定的插槽。

嵌入式WiseNts于2006年12月结束。该项目的研究结果已经开始涉及与合作对象相关的其他研究领域。一个例子是IST项目AWARE,这是一个新项目,它正在研究将合作对象与机器人结合使用的可能性。

“机器人技术中合作对象的承诺非常大,”Marrón说。“AWARE将研究如何为消防中引入的机器人开发传感器系统,以及支持称为无人驾驶飞行器或无人机的微型自主飞行物体。”