wslan wireless sensor Local Area Network NFR KMB Jan Erik Håkegård SINTEF Faglig seminar - Trådløs fremtid, Telenor Fornebu, 26. januar 2005 1
Innhold Eksempler på anvendelsesområder for sensornettverk wslan prosjektet Fakta Målsetning Egenskaper ved sensornettverk Sensornoden Nettverksarkitektur Radiogrensesnitt Distribuert intelligens Demonstrator 2
Anvendelsesområder for sensornettverk Miljøovervåkning Luftkvalitet Forurensning Skogbrann Krisesituasjoner I bygninger Temperatur Ventilasjon Fuktighet Luftkvalitet Brann Bygningsstruktur Prosessindustri Overvåkning Dyreliv Sikkerhet Trafikk Militære Fiendevarsling Troppemonitorering Posisjon Helse Medisin Pasientovervåkning Utstyr Etc. 3
wslan fakta KMB (Kompetanseprosjekt med brukermedvirkning) Finansieringspartnere NFR Memscap Telenor Nacre Utøvende enhet SINTEF Prosjektperiode: 01.01.2003 31.12.2005 4
wslan Hovedmålsetning Basert på kjent teknologi og kompetanse innen mobil og trådløs kommunikasjon samt sensorteknologi skal det utvikles nøkkelkunnskap og -teknologi nødvendig for å utvikle arkitekturer for adaptive, selvkonfigurerende trådløse sensornettverk med lang levetid. I den forbindelse er lavt effektforbruk en nøkkelutfordring. Forskningsområder Nettverksstrukturer (kommunikasjonsprotokoller, radiosystemer) Algoritmer for datafangst Algoritmer for tidlig varsling Selvkonfigurering Nodearkitektur (HW og SW) Demonstrator med medisinsk anvendelse i samarbeid med WsHC (Wireless Health and Care) 5
wslan Fra søknaden Early warning Inter-issues dependence Network Sensor network and information system Node architecture Data collection Self configuration An architectural model for task consistency wslan Demonstrator System architecture view point 6
Sensor-noden Elementer: Sensorelement Prosessorenhet Radioenhet Krav til sensornode: Måle data med tilstrekkelig nøyaktighet og hyppighet Kommunisere med andre noder i nettverket Inneha intelligens til å ta selvstendige beslutninger basert på egne måledata og data mottatt fra andre noder Lavt effektforbruk Batterilevetid dager, måneder, år, Formfaktor Fysisk prosess Sensor element Prosessor enhet Radio 7
Nettverkstopologier Stjerne Eksternt nettverk Mesh Eksternt nettverk Hierarkisk Eksternt nettverk 8
Sensornett-arkitektur Multihopp kommunikasjon Aggregering av data (ikke punkt til-punkt ) Data fusion Bruker Autonomt nettverk Ikke begrenset av protokoller benyttet av omkringliggende nett. Utstrakt bruk av crosslayer design og layerless design 9
Radiogrensesnitt Standarder IEEE802.11 (WLAN) 802.11s Mesh networking IEEE802.15.4a (UWB) IEEE802.15.4 (ZigBee) Alternative PHY clause for a data communication standard with precision ranging, extended range, enhanced robustness mobility amendment ultra low complexity, ultra low cost, ultra low power Proprietære løsinger 10
Distribuert intelligens Selvkonfigurerende og -organiserende Data delivery Data collection Event driven Hybrid Data fusion Tidlig varsling av nabonoder Etc. A B C E F G Bruker D 11
Målsetning Demonstrere et sub-sett av resultater fra wslan Effekt besparing Koordinere med demonstrator fra WsHC (Wireless Health and Care) Medisinsk anvendelse Monitorer puls, hjerterate og glukosenivå for et antall pasienter i sykehusmiljø samt for enkeltpasienter som beveger seg utenfor sykehusmiljø. Oppgaver Konkretisere hva vi skal demonstrere Spesifisere demonstrator Demonstrator Definere grensesnitt mot WsHC demonstrator Implementere demonstrator Utføre demonstrasjon Rapportere resultater 12
Generisk wslan demonstrator Sensor nodes Sensor Prosessor Radio Laptop Sensor Prosessor Radio Radio enhet Sensor Prosessor Radio Sensor Prosessor Radio wslan test SW MATLAB GUI Sensor Prosessor Radio Sensor node Atmel processing card - Atmega 169-1 Nordic radio nrf21e1 Master node Nordic radio nrf21e1 Laptop 13
Felles wslan/wshc demonstrator Kabel Node wslan demonstrator WsHC demonstrator Node wslan laptop WsHC laptop PDA Node Radio WLAN PDA Node Node wslan test software Fieldcare software PDA Opsjon: Felles WsHC/wsLAN laptop 14
Webside http://www.wslan.org http://www.wslan.com Kontaktinformasjon Knut Grythe, SINTEF knut.grythe@sintef.no 15