Ad-hoc / selvkonfigurerende sensornettverk Knut Øvsthus, PhD Professor Høgskolen i Bergen
Agenda Introduksjon Hvorfor kommer sensornett nå? Arbeid ved FFI CWIN Arbeid ved HiB Veien videre
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 www.intel.com 2005 Moore s law remains in effect for decades to come, through a combination of transistor count, complexity and convergence
Prisutviklingen transistorer Pris pr stk 40kr Pris per riskorn 0,000 002øre 1960 2000
Årsproduksjon av transistorer Antall 10 18 Riskorn 1960 2000
En vanlig kontorarbeidsplass Antall 100 10 9 10 10 9 Hjerneceller 1 10 9 Transistorer 100 10 6 10 10 6 1960 1970 1980 1990 2000
Mikroelektronikk Eksponentiell utvikling Mindre areal Høyere hastighet Lavere pris Mye mer til samme pris Tenk nytt med hensyn til muligheter og design av sensornett
Hva driver utviklingen? Det er ingen etterspørsel etter transistorer Markedet etterspør systemer som oppleves som nyttige
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
Center for Wireless Innovation Norway Trinn 1. Samarbeid mellom Universitet og Høgskoler Trinn 2. Samarbeid med næringslivet har startet
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
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
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
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
Deteksjon av støyende objekt
Skjermbilde Masternode
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
HiB Trådløst (radio) sensornett med oppløsning ~2-5 km og avlesningsintervall 5 10 min Lager MAC og rutingsprotokoll Datainnsamling
HiB Analyse metoder: Simulering Implementering av protokoller på SunSPOT Implementering på virkelige noder
Videre arbeid (1) Vi har ulike radionoder Trenger undervannsnoder Vi har tilgagn til, men Fokus: MAC, linklag, nettverkslag, og transportlag
Videre arbeid (2) CWI samarbeid (www.cwin.no) kan tilføre mye kompetanse! FFI, ++ HiB/AI største ingeniørutdanningen i Norge! Prosjektoppgaver for studenter Master oppgaver ved HiB PhD-studenter
Takk for oppmerksomheten!
Point-to-point vs network