【正文】 下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices集中控制94下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices 謝謝！95下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices演講完畢，謝謝觀看！。q 應(yīng)用層協(xié)議：工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)用層 將 通過 集中會話管理 提高工業(yè)應(yīng)用的安全性和可控可管性。工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)將采用 集中 圖路由 提供了解決以上問題 。 工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)將采用 TDMA和跳頻 的 MAC協(xié)議解決以上問題。IEEE （ Zigbee） 目前也在為支持工業(yè)應(yīng)用進行擴充，新版本名為 IEEE ，目前還沒有正式發(fā)布?；裟犴f爾、通用電氣等 主導(dǎo)的 2023年 9月 6日通過 IEC投票 ；216。216。q 兼容性：為了保護用戶的原有投資，基于工業(yè)無線技術(shù)的新型測控系統(tǒng)要具有與工廠原有的有線控制系統(tǒng)互連和互操作的能力。q 安全性：網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)安全漏洞將給工業(yè)控制造成巨大的損失。q 嚴格實時性：對于工業(yè)閉環(huán)控制應(yīng)用，數(shù)據(jù)傳輸延遲應(yīng)低于，常見值是 100ms。下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的挑戰(zhàn)q 高可靠性：大部分的工業(yè)閉環(huán)控制要求數(shù)據(jù) 傳輸可靠率超過%。 美國能源部 “ 未來工業(yè)計劃 ” 指出：基于無線技術(shù) 的 工業(yè)系統(tǒng)是實現(xiàn)到 2023年美國工業(yè)整體能耗降低 5％目標的主要手段 ，代表著工業(yè)自動化系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展方向 。 使用無線網(wǎng)絡(luò)可最高降低 90%的布線成本 。 據(jù)美國市場研究機構(gòu)Freedonia集團統(tǒng)計，工業(yè)傳感網(wǎng)絡(luò)的布線成本是傳感器本身成本的 10倍。216。在地面交通上，如果有緊急車輛，應(yīng)通過緊急車輛管理，給緊急車輛開辟綠色通道。 智能交通管理。圖 1是異常車輛自動通知和警告周圍駕駛員異常情況或者潛在危險，實現(xiàn)主動避讓。DSRC技術(shù)86q 車載通信 DSRC的應(yīng)用有以下 3方面：q 公共安全。q 由表 1可以看出， DSRC在性能上優(yōu)于 WiFi 、蜂窩網(wǎng)絡(luò)等無線通信技術(shù)，跟 WiMax 技術(shù)相比，在性能上不相上下，但是在實現(xiàn)的復(fù)雜度和成本上， DSRC遠遠比 WiMax 具有優(yōu)勢。如圖所示。中間的信道用于控制信道，發(fā)送廣播消息或者控制信令；第一個信道分別用于碰撞避免、車間通信等；最后一個信道用于長距離、大功率的通信；剩下的 4個信道都是服務(wù)信道，如圖所示。GHz),其頻率資源共有 75能為車車之間、路車之間以及智能交通系統(tǒng)提供高速的無線通信服務(wù)；能提供高速的數(shù)據(jù)傳輸，并保證通信鏈路的低延時和低干擾，保證系統(tǒng)的可靠性。Range(DedicatedVSN研究的主要問題和挑戰(zhàn)82下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesp 現(xiàn)可采用的車間無線通信技術(shù)陣營有：u DSRC技術(shù)、 FM、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、 WiMax 技術(shù)和 WiFi 技術(shù)。q 協(xié)作式車輛安全通信應(yīng)用中，隱藏的安全威脅。q 當車流密度增大時，相鄰車道間使用相鄰無線信道的干擾。q 兩種通信模式：q 車間通信 VehicletoVehicle（ V2V）q 車輛與路邊單元通信 VehicletoRoadside(V2R)VSN(Vehicular Sensor Networks)概述81下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesq 車輛的高速移動性，使得網(wǎng)絡(luò)拓撲動態(tài)變化，鏈路頻繁斷開，持續(xù)時間極短。主要通過將具有無線通信能力的傳感器節(jié)點安裝在移動車輛上，自組織形成了車載傳感通信網(wǎng)。 使用 WiFi 或 BlueTooth等通信技術(shù) ， CarTel節(jié)點在車輛相遇時可以直接交換數(shù)據(jù) ， 同時 ， CarTel節(jié)點也可以通過路邊的無線接入點將數(shù)據(jù)發(fā)送到 Inter上的服務(wù)器 。 CarTel是 MIT開發(fā)的基于車輛傳感器的信息收集和發(fā)布系統(tǒng) ， 能夠用于環(huán)境監(jiān)測、路況收集、車輛診斷和路線導(dǎo)航等 。 這種網(wǎng)絡(luò)在交通事故預(yù)警、路況檢測、擁塞預(yù)報等交通安全應(yīng)用中具有巨大的潛力 ， 此外， 利用車輛與路邊接入點的機會通信可以提供 Inter訪問和商業(yè)應(yīng)用等 。機會網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用78下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesu 車載網(wǎng)絡(luò) PSN旨在充分利用手持設(shè)備的計算、存儲和帶寬資源 ， 透明地利用各種連接方式為用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 。service)等接入 Inter的全局連接轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù) 。packetwork) 劍橋大學(xué)和 Intel研究院提出的 PSN(pocket 隨著手機、 PDA等手持設(shè)備的大量普及 ， 利用手持設(shè)備組網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)具有廣闊的應(yīng)用前景 。 嵌入在鯨魚身上的特殊 Tag周期性地收集監(jiān)控數(shù)據(jù) ,當兩頭鯨魚相遇時 ， 它們的 Tag相互通信并交換數(shù)據(jù) ， 每頭鯨魚不僅存儲自身數(shù)據(jù)， 也攜帶了相遇的其他鯨魚的數(shù)據(jù) ， 通過鯨魚的移動 ， 據(jù)被復(fù)制并擴散在不同的鯨魚上 ， 直至到達部署在水面浮標或飛過的海鳥身上攜帶的基站 。infostationq SWIM(shared 該系統(tǒng)由安裝在斑馬脖子上的低功耗傳感器和移動基站組成 。 在大范圍的野生動物追蹤應(yīng)用中 ， 機會網(wǎng)絡(luò)比傳統(tǒng)mesh結(jié)構(gòu)的靜態(tài)傳感器網(wǎng)絡(luò)更具優(yōu)勢 。機會 網(wǎng)絡(luò) (Opportunistic Networks)概述76下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesq 機會網(wǎng)絡(luò)的部分概念來源于早期的延遲容忍網(wǎng)絡(luò) DTN研究 ， 可以看成是具有一般 DTN網(wǎng)絡(luò)特征的無線自組網(wǎng) 。t1時刻源節(jié)點 S希望將數(shù)據(jù)傳輸給目標節(jié)點 D下 圖是一個機會網(wǎng)絡(luò)示意圖 。works），比如：陸 地移 動 網(wǎng) 絡(luò) ：網(wǎng) 絡(luò)發(fā) 生分割采用非 尋 常媒體的網(wǎng) 絡(luò) ：延 遲 可能很 長軍 用自 組織 網(wǎng) 絡(luò) ： 經(jīng) 常中斷傳 感器網(wǎng) 絡(luò) ： 節(jié) 點 資 源受限，通信需要按 計 劃 調(diào) 度q 已有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及協(xié)議均不適合這類網(wǎng)絡(luò)。 “ 主動 ” 移動下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesq支撐技術(shù) ：從 抽象 的底層協(xié)議到 具體 的上層應(yīng)用，其實現(xiàn)過程非常復(fù)雜，是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中的重點和難點。 Sink附近節(jié)點能耗過快216。q基于競爭的： CSMA/CA等 帶沖突避免的載波偵聽多路訪問協(xié)議q基于分時復(fù)用的： TDMA等 問題：需要進行嚴格的時間同步下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices無 線傳 感器網(wǎng) 絡(luò) 68NodeSink NodeServer節(jié)點間的距離不同，傳送路徑不一下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices無 線傳 感器網(wǎng) 絡(luò) 69路由協(xié)議q路由協(xié)議 負責節(jié)點間的 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) ，兩個功能：尋找源節(jié)點和目的節(jié)點間的優(yōu)化路徑；將數(shù)據(jù)分組沿著優(yōu)化路徑正確轉(zhuǎn)發(fā)。ResourceconstrainedNetworks6Lo： IPv6RFC 4944 RFC 4919RFC 6282 RFC 6568RFC 6606 RFC 6775216。overNetworksq PersonnalLowpowerq 6LoWPAN:但是隨著 IETF，IPSO相關(guān)工作的推進，以及 Zigbee內(nèi)部成員單位的推動， Zigbee的智能電力 Smart Energy 已經(jīng)開始全面支持 IP協(xié)議 。2023年， 飛 利浦、摩托 羅 拉等公司 牽頭 成立， 2023年 2月， 華為 、 IBM加入，目前突破 150家。冰河監(jiān)測53下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices醫(yī)療健康54下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices電子牧場55下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices火山觀測56下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices57農(nóng)業(yè)監(jiān)測57下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices?IEEEIPv6qSmart Dustq UC， Berkeley ,100mm3, Dust Networks公司qMica系列q UC， Berkeley， Crossbow公司量產(chǎn) 并投放市 場 。WSN研究歷史 (2)44下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices傳感器節(jié)點體系結(jié)構(gòu)45能量供應(yīng)模塊傳感器模塊 處理器模塊 無線通信模塊傳感器 A/D處理器存儲器 網(wǎng)絡(luò) MAC 收發(fā)器傳感器節(jié)點體系結(jié)構(gòu)下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices46CC2430硬件圖下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devices商用 WSN節(jié)點47q 國外起步 較 早，市 場 上已 經(jīng) 有技 術(shù) 比 較 成熟的商用無 線傳 感器網(wǎng) 絡(luò)產(chǎn) 品。q 我們國家未來 20年預(yù)見技術(shù)的調(diào)查報告，信息領(lǐng)域 157項技術(shù)課題中有 7項與傳感器網(wǎng)絡(luò)直接相關(guān)。 《 商業(yè)周刊 》 預(yù)測： WSN和其他三項信息技術(shù)將會在不遠的將來掀起新的產(chǎn)業(yè)浪潮。 《 MIT技術(shù)評論 》 將 WSN列于十種改變未來世界新興技術(shù)之首 。橡樹嶺國家實驗室（ Oak Ridge National Laboratory,ORNL)提出了 “網(wǎng)絡(luò)就是傳感器 ”的論斷。q 1999年 9月。WSN研究歷史 (1)43下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實驗室National Engineering Laboratory for Next Generation Inter Interconnection Devicesq 1998年。q 二十世紀 80年代至 90年代之間。 DARPA的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)項目（ Distributed Sensor NetworksDSN）q 1994年。42