【正文】 要其他專用設(shè)備，并可協(xié)調(diào)來自地面和空中監(jiān)視傳感器以及太空監(jiān)視設(shè)備的信息 ， 可以部 署到各級(jí)指揮單位。 1． 4 研究進(jìn)展 基于復(fù)合定位的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)層次路由協(xié)議設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 4 總之，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為未來的遠(yuǎn)程醫(yī)療提供了更加方便、快捷的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為野外隨機(jī)性的研究數(shù)據(jù)獲取提供了方便。在生物和化學(xué)戰(zhàn)中，利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及時(shí)、準(zhǔn)確地探測(cè)爆炸中心，將會(huì)為 己 方提供寶貴的反應(yīng)時(shí)間，從而最大可能地減小傷亡。通常，查詢信息是通過廣播或多播的方式從觀察 者向網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳感器傳輸，而探測(cè)結(jié)果信息則是由分 布在各處的傳感器節(jié)點(diǎn)向查詢節(jié)點(diǎn)匯聚。但是，由于嵌入式處理器和存儲(chǔ)器的能力和容量有限， 故 傳感器的處理能力十分有限。在此基礎(chǔ)之上，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)還有下列特點(diǎn)： （ 1）傳感器節(jié)點(diǎn)的通信能力有限。 具有現(xiàn)代意義的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究起步于 20 世紀(jì) 90 年代末期。從 21 世紀(jì)開始，傳感器網(wǎng)絡(luò)引起了學(xué)術(shù)界、軍界和工業(yè)界的極大關(guān)注，美國和歐洲相繼啟動(dòng)了許多關(guān)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究計(jì)劃。傳感器網(wǎng) 絡(luò) 的傳輸速率低，通信距離近 ， 一般只有幾十到幾百米。 （ 4）網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜。 1． 3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也可避免核反應(yīng)部隊(duì)直接暴露在核輻射的環(huán)境中。比如，跟蹤候鳥和昆蟲的遷移，研究環(huán)境變化對(duì)農(nóng)作物的影響，監(jiān)測(cè)海洋、大氣和土壤的成分等。 軍事領(lǐng)域的研究進(jìn)展情況 ： 美國陸軍 20xx 年提出了“靈巧傳感器網(wǎng)絡(luò)通信”計(jì)劃，己被批準(zhǔn)為 20xx 財(cái)政年度的一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)研究計(jì)劃，并在 20xx20xx 財(cái)政年度期間實(shí)施。 20xx 年 5 月，美國 Sandia國家實(shí)驗(yàn)室與美國能源部合作，共同研究能夠盡早發(fā)現(xiàn)以地鐵、車站等場所為目標(biāo)的生化武器襲擊，并及時(shí)采取防范對(duì)策的系統(tǒng)。這種新型系統(tǒng)將有效地使用傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交通管理，不僅可以使汽車按照一定的速度行駛、前后車距自動(dòng)地保持一定的距離，而且還可以提供有關(guān)道路堵塞的最新消息，推薦最佳行車路線以及提醒駕駛員避免交通事故等。他們還為 Mica 開發(fā)了一套微型的操作系統(tǒng)。從網(wǎng)絡(luò) 分層模型的角度分析，每一層都有需要結(jié)合傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致研究的問題 。 麻省理工學(xué)院開始研究超低能源無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的問題，試圖解決超低能源無線傳感器系統(tǒng)的方法學(xué)和技術(shù)問題。節(jié)點(diǎn)消耗能源的主要部份在于其無線電收發(fā)方面，如何在當(dāng)前的節(jié)點(diǎn)制作水平上延長節(jié)點(diǎn)生存時(shí)間，最為主要的是構(gòu)建高效節(jié)能的路由協(xié)議，減少數(shù)據(jù)收發(fā)量，降低其收發(fā)、偵聽時(shí)間。整個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò) 是一個(gè)以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)融合的數(shù)據(jù)相當(dāng)于來自一個(gè)分布式的數(shù)據(jù)庫 。 在此基礎(chǔ)上，由于定位和時(shí)間同步在網(wǎng)絡(luò)的特殊性，又 增加 了定位和時(shí)間同步子層。 網(wǎng)絡(luò)層 ： 與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的路由層類似，傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由層也是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的路由轉(zhuǎn)發(fā)。另一方面，現(xiàn)有 WSN 都是和應(yīng)用相關(guān)的，在 WSN 有了自己的傳輸層協(xié)議之后，這種情況也將大大改善 其功能如下： ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)可采用多種類型的配置。除了星型網(wǎng)絡(luò)之外， ZigBee 還可以采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、群集或網(wǎng)狀（ mesh）網(wǎng)絡(luò)配置。 ZigBee 協(xié)議棧是采用 C語言編寫的，可用 MPLABC18 和 HiTech PICC18 編譯器進(jìn)行編譯 。如有需要，能很容易地修改該協(xié)議棧以支持 其他編譯器。 ZigBee 設(shè)備對(duì)象（ ZDO） 負(fù)責(zé)打 開和處理 EP0接口。每個(gè)支持的收發(fā)器都有一個(gè)獨(dú)立的文件。CC2420 的 主要性能特點(diǎn) ： 它是 ChipCon 公司推 出的首款符合 標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)器。 DS18b20P I C 1 8 L F 4 6 2 0R D 0V D D+ 5 VG N D 圖 28 DS18b20 與 PIC18F4620 連線示意圖 圖 28所示為 DS18b20 與 PIC18F4620 連線示意圖 。在此， 本文 僅簡單列出部分當(dāng)前認(rèn)為是比較重要的一些技術(shù)，并結(jié)合本文的研究內(nèi)容，著重對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂啤⒕W(wǎng)絡(luò) 協(xié)議、節(jié)點(diǎn)定位做比較詳細(xì)的 介紹。 層次型的拓?fù)淇刂评梅执貦C(jī)制，讓一些節(jié)點(diǎn)作為簇頭節(jié)點(diǎn)，由簇頭節(jié)點(diǎn)形成一個(gè)處理并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的骨干網(wǎng)，其他非骨干網(wǎng)節(jié) 點(diǎn)可以暫時(shí)關(guān)閉通信模塊，進(jìn)入休眠狀態(tài)以節(jié)省能量；目前提出了 TopDisc[19]成簇算法，改進(jìn)的 GAF 虛擬地理網(wǎng)格分簇算法[20]，以及 LEACH[21]和 HEED[22]等自組織成簇算法。 在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中 ，路由協(xié)議不僅關(guān)心單個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量消耗，更關(guān)心整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能量的均衡消耗，這樣才能延長整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存期。 2． 3． 3 節(jié)點(diǎn)定位技術(shù) 位置信息是傳感器節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)中不可缺少的部分，沒有位 置信息的監(jiān)測(cè)消息通常毫無意義。根據(jù)定位過程中是否實(shí)際測(cè)量節(jié)點(diǎn)間的距離或角度，把傳感器網(wǎng)絡(luò)中的定位 分為 基于測(cè)距 （ RangeBased） 的定位和 基于不測(cè)距 (RangeFree)的定位 [36]。在傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中同樣需要時(shí)間同步機(jī)制，例如時(shí)間同 步能夠用于形成分布式波束系統(tǒng)、構(gòu)成 TDMA 調(diào)度機(jī)制和多傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)融合，在節(jié)點(diǎn)間時(shí)間同步的基礎(chǔ)上，用 帶 時(shí)間序列的目標(biāo)位置檢測(cè)可以估計(jì)目標(biāo)的運(yùn)行速度和方向，通過測(cè)量聲音的傳播時(shí)間能夠確定節(jié)點(diǎn)到聲源的距離或聲源的位置等。 由于傳感器網(wǎng)絡(luò)具有應(yīng)用相關(guān)的特性，在眾多不同應(yīng)用中很難采用統(tǒng)一的時(shí)間同步機(jī)制，即使在單個(gè)應(yīng)用中，多個(gè)層次上可能都需要時(shí)間同步，并且每個(gè)層次對(duì)時(shí)間同步的要求也不盡相同，因此，必須針對(duì)特定的應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)相應(yīng)的時(shí)間同步機(jī)制。 南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文 23 第 三 章 節(jié)點(diǎn)定位 與改進(jìn)措施 對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)進(jìn)行自身定位是 其實(shí)際 應(yīng)用的 重要前提 條件 之一 。因此目前主要的研究工作是利用傳感器網(wǎng)絡(luò)中少量已知位置的節(jié)點(diǎn)來獲得其他未知位置節(jié)點(diǎn)的位置信息。三邊測(cè)量法在二維平面上用幾何圖形表示出來的意義是：當(dāng)?shù)玫轿粗?jié)點(diǎn)到一個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的距離時(shí)，就可以確定此未知節(jié)點(diǎn)在以此錨節(jié)點(diǎn)基于復(fù)合定位的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)層次路由協(xié)議設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 24 為圓心、以距離為半徑的圓上；得到未知節(jié)點(diǎn)到 3個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的距離時(shí)， 3個(gè)圓的交點(diǎn)就是未知節(jié)點(diǎn)的位置。在TOA 方法中，若電波從錨節(jié)點(diǎn)到未知節(jié)點(diǎn)的傳播時(shí)間為 t，電波傳播速度為 c，則錨節(jié)點(diǎn)到未知節(jié)點(diǎn)的距離為 t c。因此 TDOA 定位在二維平面上的幾何意義為：得到未知節(jié)點(diǎn)與兩個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的距離之差，即可知未知節(jié)點(diǎn)定位于以兩個(gè)錨節(jié)點(diǎn)為焦點(diǎn)的雙曲線方程上，通過測(cè)量得到未知節(jié)點(diǎn)所屬的兩個(gè)以上雙曲線方程時(shí)，這些雙曲線唯一的交點(diǎn)即為未知節(jié)點(diǎn)的位置。 南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文 25 3． 1． 2 基于不測(cè) 距 的定位 方 法 基于測(cè)量距離和角度的算法的缺點(diǎn)是使傳感器節(jié)點(diǎn)造價(jià)增高，消耗了有限的電池資源，而且在測(cè)量距離和角度的準(zhǔn)確性方面需要大量的研究。當(dāng)未知節(jié)點(diǎn)在一段偵聽時(shí)間內(nèi)接收到來自錨節(jié)點(diǎn)的信標(biāo)信號(hào)數(shù)量超過某一個(gè)預(yù)設(shè)的門限后，該節(jié)點(diǎn)認(rèn)為與此錨節(jié)點(diǎn)連通，并將自身位置確定為所有與之連通的錨節(jié)點(diǎn)所組成的多邊形的質(zhì)心。通過這一機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn) (包括其他錨節(jié)點(diǎn) )都獲得了到每一個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)值。未知節(jié)點(diǎn)收集鄰居節(jié)點(diǎn)的梯度值，計(jì)算關(guān)于某個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的局部梯度平均值。 當(dāng)在定位技術(shù)中一旦用到錨節(jié)點(diǎn)，那么一個(gè)重要的問題就是要設(shè)置多少錨節(jié)點(diǎn) 以及在什么區(qū)域布置錨節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)記錄兩個(gè)信號(hào)到達(dá)的時(shí)間差值 t，通過公式： Ri＝ (V1若從 X到 A、 B、 C 的距離 分別為 R R R3，則 X 位置就是可確定的。在一定時(shí)間延遲后（確保所有節(jié)點(diǎn)都接收到廣播信息），各節(jié)點(diǎn)組織應(yīng)答信息包的發(fā)送?；精@取此數(shù)據(jù)后利用前面提到的定位原理和算法可得到各節(jié)點(diǎn)的具體位置。在二維空間中，最少需要三個(gè)參考點(diǎn)才能唯一確定一點(diǎn)的坐標(biāo)。 3． 2． 2． 1 基于測(cè)距 的 定位 實(shí)現(xiàn) 在 3． 1． 1 一 節(jié)中已經(jīng)提到了用于節(jié)點(diǎn)定位的時(shí)間差測(cè)距方法。 原理及過程詳見 文獻(xiàn) [35]。 Amorphous 算法 ：該 算法 與 DVHop 算法類似。此信標(biāo)在網(wǎng)絡(luò)中被以泛洪的方式傳播出去，信標(biāo)每次被轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)跳數(shù)都增加 1。該算法的中心思想是：未知節(jié)點(diǎn)以所有在其通信范圍內(nèi)的錨節(jié)點(diǎn)的幾何質(zhì)心作為自己的估計(jì)位置。采用混合定位法或者可以實(shí)現(xiàn)更高的精確度，減小誤差，或者可以降低對(duì)某一種測(cè)量參數(shù)數(shù)量的需求。 TDOA 定位與 TDOA測(cè)距不同， TDOA 定位計(jì)算兩個(gè)錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)到達(dá)未知節(jié)點(diǎn)的時(shí)間差，將其轉(zhuǎn)換成到兩個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的距離之差，未知節(jié)點(diǎn)通過到多組錨節(jié)點(diǎn)的距離之差得出自身的位置。 信號(hào)強(qiáng)度測(cè)距法 ： 通過 已知 的節(jié)點(diǎn) 發(fā)射功率，在接收節(jié)點(diǎn)測(cè)量接收功率，計(jì)算傳播損耗，使 用理論或經(jīng)驗(yàn)的信號(hào)傳播模型將傳播損耗轉(zhuǎn)化為距離 ； 得到錨節(jié)點(diǎn)與未知節(jié)點(diǎn)之間的距離信息后，采用三邊測(cè)量法或最大似然估計(jì)法可計(jì)算出未知節(jié)點(diǎn)的位置。 獲得節(jié)點(diǎn)位置的一個(gè)直接想法是利用全球定位系統(tǒng) (GPS)來實(shí)現(xiàn)。 應(yīng)用層技術(shù) ：應(yīng)用層由各種面向應(yīng)用的軟件系統(tǒng)構(gòu)成，主要研究如何在多任務(wù)中進(jìn)行協(xié)調(diào)，以及為傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究提供有效的開發(fā)環(huán)境和開發(fā)工具。 數(shù)據(jù)管理 ：從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的角度來看，傳感器網(wǎng)絡(luò)可被視為一種分布式數(shù)據(jù)庫。 TPSN 機(jī)制采用層次結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步 ，所有節(jié)點(diǎn)按照層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行邏輯分級(jí)，表示節(jié)點(diǎn)到根節(jié)點(diǎn)的距離，通過基于發(fā)送者與接收者的節(jié)點(diǎn)對(duì)方式，每個(gè)節(jié)點(diǎn)與上一級(jí)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同步，從而所有節(jié)點(diǎn)都與根節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步。 基于不測(cè)距 的定位機(jī)制的定位準(zhǔn)確性 受環(huán)境因素的影響， 使得 定位誤差較大 ， 不適合對(duì) 定位精度 要求較高的應(yīng)用，特別是象軍事應(yīng)用等對(duì)位置極為敏感的項(xiàng)目 。 錨 節(jié)點(diǎn)的位置是已知的，位置未知節(jié)點(diǎn)需要根據(jù)少數(shù) 錨 節(jié)點(diǎn)，按照某種定位機(jī)制確立自身的位置。 比較有代表性的有： SMAC[29]、 TMAC[30]和 Sift[31]等基于競爭的 MAC 協(xié)議 ； DEANA[32]、 TRAMA[33]、 DMAC[34]周期性調(diào)度等時(shí)分復(fù)用的 MAC 協(xié)議 ； 以及 TDMA 和 FDMA 相結(jié)合的 SEMAC[35]等 協(xié)議。傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議負(fù)責(zé)使各個(gè)獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)形成一個(gè)多跳的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，目前研究的重點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。 節(jié)點(diǎn) 功率控制機(jī)制調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率，在滿足網(wǎng)絡(luò)連通度的前提下，減少節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率，均衡節(jié)點(diǎn)單跳可達(dá)的鄰居數(shù)目 。 圖 211 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)交換（部分） 基于復(fù)合定位的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)層次路由協(xié)議設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 18 圖 2－ 12 所示為控制終端發(fā)出收集溫度信息命令，節(jié)點(diǎn)成功返回?cái)?shù)據(jù) 的 界面 。 一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)。 圖 2－ 5 為傳感器節(jié)點(diǎn)主板電路的 PCB 圖，圖 2－ 6 為主板電路布線圖。 MAC層負(fù)責(zé)同物理（ Physical， PHY）層進(jìn)行交互。 APL邏輯，而 APL模塊支持的 API。該函數(shù)庫是專為僅需對(duì)上層軟件做極小更改就可支持多個(gè) RF 收發(fā)器而設(shè)計(jì)的。在這個(gè)超級(jí)幀中為每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配了一個(gè)特定的時(shí)隙，在該時(shí)隙內(nèi)允許節(jié)點(diǎn)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在星型網(wǎng)絡(luò)中，所有的終端設(shè)備都只與協(xié)調(diào)器通信。與其他無線協(xié)議相比， ZigBee 提供了低復(fù)雜性、縮減的資源要求 和 一組標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。 除 上文 提到的六層協(xié)議 外，協(xié)議棧還包括能量管理平臺(tái)、移動(dòng)管理和任務(wù)管理平臺(tái)。如果封裝成 TCP 報(bào)文，則節(jié)點(diǎn)必須維護(hù)滑動(dòng)窗口和 3 次握手等 TCP 機(jī)制，勢(shì)必對(duì)能力十分有限的傳感器節(jié)點(diǎn)造成很大負(fù)荷，因此封裝成 UDP 報(bào)文更現(xiàn)實(shí)些。數(shù)據(jù)鏈路層的 Mac 子層不僅 要 能使成千上萬的傳感器節(jié)點(diǎn)建立起自組織的多跳網(wǎng)絡(luò)，基于復(fù)合定位的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)層次路由協(xié)議設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 10 還要保證這種多跳自組網(wǎng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有公平和高效的通信環(huán)境，是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的熱點(diǎn)問題之一。傳感器模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；系統(tǒng)控制模塊負(fù)責(zé)控制整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的操作，存儲(chǔ)和處理本身采集的數(shù)據(jù)以及其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)，路由協(xié)議管理模塊負(fù)責(zé)與其他傳感 器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信，交換控制消息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)；能量模塊為傳感器節(jié)點(diǎn)提供運(yùn)行所需的能量， 電源 通常采用微型電池。 監(jiān) 測(cè) 區(qū) 域傳 感 器 節(jié) 點(diǎn)匯 聚 節(jié) 點(diǎn)用 戶互 聯(lián) 網(wǎng) 圖 21 傳感器網(wǎng)絡(luò) 體系 結(jié)構(gòu) 部署或 拋撒在感興趣區(qū)域的傳感器節(jié)點(diǎn)以自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，采集數(shù)據(jù)之后以多跳中繼方式將數(shù)據(jù)傳回 匯聚 節(jié)點(diǎn)，由 匯聚 節(jié)點(diǎn)將收集到的數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行處理。 1． 5 課題背景與研究內(nèi)容 從當(dāng)前的研究工作來看，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用受限最大的問題在于傳感器節(jié)點(diǎn)的能源有限上。南加州大學(xué)提出了在生疏環(huán)境部署移動(dòng)傳感器的方法、傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視結(jié)構(gòu)及其聚集函數(shù)計(jì)算方法、節(jié)省能源的計(jì)算聚集的樹構(gòu)造算法等。到現(xiàn)在為止，學(xué)術(shù)界對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究大致經(jīng)過了兩個(gè)階段。英特爾研究中心伯克利實(shí)驗(yàn)室和大西洋學(xué)院的研究人員計(jì)劃部署和使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來研究島上環(huán)境，這些傳感器由溫 度、濕度、氣壓等芯片和紅外線傳感器組成，科學(xué)家們使用這些設(shè)備可以在不干擾野生動(dòng)植物正常生活的情況下監(jiān)視它們及其生存環(huán)境。 民用領(lǐng)域的研究進(jìn)展情況 ： 1995 年，美國交通部提出了“國家智能交通系統(tǒng)項(xiàng)目規(guī)劃”，預(yù)計(jì)到 2025 年全面投入使用。美國海軍最近也確立了“傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)”研究項(xiàng)目。此外，在災(zāi)難拯救、倉庫管理、交互式博物館、交互式玩具、工廠自動(dòng)