Ad-hoc / selvkonfigurerende sensornettverk. Knut Øvsthus, PhD Professor Høgskolen i Bergen

Transkript

1 Ad-hoc / selvkonfigurerende sensornettverk Knut Øvsthus, PhD Professor Høgskolen i Bergen

2 Agenda Introduksjon Hvorfor kommer sensornett nå? Arbeid ved FFI CWIN Arbeid ved HiB Veien videre

3 Moore s lov Dobling av antall transistorer hver 18 måned Gyldig i 40 år CMOS har vært motoren Fra 5μm til 0,09 μm på 20 år Moore s law remains in effect for decades to come, through a combination of transistor count, complexity and convergence

4 Prisutviklingen transistorer Pris pr stk 40kr Pris per riskorn 0, øre

5 Årsproduksjon av transistorer Antall Riskorn

6 En vanlig kontorarbeidsplass Antall Hjerneceller Transistorer

7 Mikroelektronikk Eksponentiell utvikling Mindre areal Høyere hastighet Lavere pris Mye mer til samme pris Tenk nytt med hensyn til muligheter og design av sensornett

8 Hva driver utviklingen? Det er ingen etterspørsel etter transistorer Markedet etterspør systemer som oppleves som nyttige

9 Ad-hoc trådløse sensornettverk Nettverk uten etablert infrastruktur Selvkonfigurerende Lett å etabler nettet Små enheter Lav kostnad per enhet Lang levetid Lav kompleksitet i nodene

10

11 Center for Wireless Innovation Norway Trinn 1. Samarbeid mellom Universitet og Høgskoler Trinn 2. Samarbeid med næringslivet har startet

12 Center for Wireless Innovation Norway Sensor Network Integration Sensor Networks API Sensor Network Abstraction & Monitoring HiT Energy Efficiency, Soft Sensors HiB Radio Nodes HiB Information Model UiA Security & Trust UNIK Semantic Integration HiT Redundancy, Aggregation, Soft Sensor HiB Data Fusion UNIK - Virtualization FFI, UNIK - Security Aggregation HiB QoS, Traffic Eng., UiA, UiS Mesh Networking Car 17 3G BS Sensor Networks Sensor Networks Home/Office UNIK context sensor UiA End User applications, ehealth HiB Energy & Environment HiT Energy UiA Service Disc., Remote Access UNIK Green Footprint Monitoring Sensor Networks Offshore HiB - Subsea UiS, UiA - Multihop Sensor Networks

13 Research Topics - sensornett General 1.Visions and Applications 2.Hardware 3.Surveys and Taxonomy 4.Deployment 5.Localization 6.Time Synchronization 7.Calibration Wireless Communication 1.Wireless Radio and Link Characteristics 2.MAC Protocols 3.Link Layer Techniques 4.Power Control Networking 1.Topology Control 2.Data Gathering 3.Geographic Routing 4.Robust Routing 5.Mobile Nodes 6.Resource Aware Routing 7.Autonomic Routing 8.Network Monitoring Data-centric Querying and Storage 1.Routing and Aggregation 2.Querying and Databases 3.Storage Capacity and Lifetime 1.Capacity 2.Lifetime Optimization Transport Layer Signal Processing and Computation 1.Target Tracking 2.Diffuse Phenomena 3.Compression 4.Detection and Estimation 5.Middleware and Task Allocation 6.Distributed Algorithms 7.Programming Security

14 Demo ved FFI Forsker Leif Hanssen Område ca 50 x 50 meter 50 sensornoder En sink node En MasterNode Deteksjon av: Støyende objekt Selv-konfigurerende nettverk

15 Rettet diffusjon Sink node Sender forespørsel (Interest) Ønsket måling Hvilken sensor Tidsintervall Tidsperiode Sensornode Responderer på forespørsel Setter opp gradienter Gjør målinger Ruter/releer målinger Sink node

16 Deteksjon av støyende objekt

17 Skjermbilde Masternode

18 Erfaringer fra arbeidet Nettverket må tilpasses applikasjonen Krav til oppløsning i tid og rom er førende for nettverksprotokollene, f.eks Radios rekkevidde romlig oppløsning Tidsoppløsning - MAC

19

20 HiB Trådløst (radio) sensornett med oppløsning ~2-5 km og avlesningsintervall 5 10 min Lager MAC og rutingsprotokoll Datainnsamling

21 HiB Analyse metoder: Simulering Implementering av protokoller på SunSPOT Implementering på virkelige noder

22 Videre arbeid (1) Vi har ulike radionoder Trenger undervannsnoder Vi har tilgagn til, men Fokus: MAC, linklag, nettverkslag, og transportlag

23 Videre arbeid (2) CWI samarbeid ( kan tilføre mye kompetanse! FFI, ++ HiB/AI største ingeniørutdanningen i Norge! Prosjektoppgaver for studenter Master oppgaver ved HiB PhD-studenter

24 Takk for oppmerksomheten!

25 Point-to-point vs network