WSN物联网产品介绍

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1，产品背景概述
无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点通过自组织的方式构成，借助于节点中内置的形式多样的传感器测量所在周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号，从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等众多我们感兴趣的物质现象。
无线传感器网络与传统的无线网络(如WLAN和蜂窝移动电话网络)不同，后者在高度移动的环境中通过优化路由和资源管理策略最大化带宽的利用率，同时为用户提供一定的服务质量保证。在无线传感器网络中，除了少数节点需要移动以外，大部分节点都是静止的。所以它们可以通常运行在人无法接近的恶劣甚至危险的远程环境中。
无线传感器网络的构想最初是由美国军方提出的，美国国防部高级研究所计划署（DARPA）于1978年开始资助卡耐基－梅隆大学进行分布式传感器网络的研究，这被看成是无线传感器网络的雏形。从那以后，类似的项目在全美高校间广泛展开，著名的有UC Berkeley的Smart Dust项目，UCLA的WINS项目，以及多所机构联合攻关的SensIT计划，等等。在这些项目取得进展的同时，其应用也从军用转向民用。
全球最大的无线传感器网络全面解决方案提供商Crossbow公司的CEO Mike Horton先生总结说，WSN的商用迄今可以划分为三个阶段：2003--2004年，WSN开始被试用，以验证投资回报；2005--2006年，WSN的使用量持续增长，重点关注可靠性和集成度；而2007--2010年为WSN的起飞期，新应用不断涌现，出货量高速增长，这一时期为消费者驱动，重点关注成本和尺寸。根据美国几个知名市场公司预测，到2009年，WSN节点全球出货量将超过1亿个，市场销售总额超过20亿美元。而据总部位于美国加利福尼亚圣迭戈（原圣地亚哥），专门致力于无线技术研究的知名市场调研公司ON World近期发布的一份报告。预计到2011年，世界市场无线传感器网络（WSN）系统与服务将飞升至约46亿美元，呈现爆炸式增长。
现阶段国内市场应用正在整体评估和试探阶段，近期主要用户为高校、研究机构和企业研发中心，中长期目标用户为海量使用的政府和企业(包括交通、环境、农业、能源、国防等政府部门)以及未来可使用无线传感器网络的各类企业提供平台和应用案例。
 
2，现有产品概述
本产品为一套完整的无线传感器网络感应、采集、上报、存储、应用、决策方案。
传感器节点（硬件）构成：
传感器节点是一个微型的嵌入式系统。从网络功能上看，每个传感器节点兼顾传统网络节点终端和路由器双重功能，除了进行本地信息收集和数据处理外，还要对其他节点转发来的数据进行存储、管理和融合等处理，同时与其他节点协作完成一些特定任务。
传感器节点由传感器模块、路由协议管理模块、系统控制模块、无线收发模块和能量控制模块五部分组成。传感器模块负责监测区域内信息的采集和数据转换；系统控制模块负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理传感器模块采集的数据以及其他节点发来的数据，路由协议管理模块负责与其他传感器节点进行无线通信，交换控制消息和收发采集数据；能量模块为传感器节点提供运行所需的能量，电源通常采用微型电池。
本产品最底层的节点部分，由2.4G频段的射频节点组成，可以配置各种各样的应用传感器，采集实际数据。节点上传感器灵活可配置、同时可以由用户自行添加维护传感器，各个节点上即使配置不同的传感器模块，亦可正常地组成网络，并将数据正确上报至基站。
 
节点软件部分：
主要为运行在节点设备上的嵌入式软件，目前将以TinyOS为架构来实现，大体可以分为三个工作：
（1）硬件抽象层：使用nesC语言在TinyOS框架下实现对节点上硬件的支持，将CPU及其外设、射频芯片、传感器模块以及其它各种外设抽象成nesC里的组件，易于重用。
（2）路由协议层：传感器网络的核心部分，在TinyOS下实现多种拓扑和应用需要的路由协议，将各个节点组成多跳自组网络。节点通过主动或被动的形式，可以将数据信息汇集到SINK节点。SINK节点作为传感器节点网络的出口，同样可以以主动或被动的形式，通过GSM，GPRS等多种渠道，将数据最终采集到应用软件层，以供使用。
（3）节点应用软件层：结合相应的硬件，调用TinyOS组件，根据应用需求，加上应用逻辑，实现具体的功能。
  
3，产品特点及创新性
本项目完成产品的功能优势如下：

项目
与市场现有产品比较优势
处理器
自己研发和移植Tinyos，且修改其中许多Bug
协议栈
除zigbee外，提供伯克利大学xbow类似的协议栈B-MAC, ,S-MAC,Z-MAC网状路由协议，可以支持1000个以上节点自己组网和自恢复
用户可以把自己的协议放到节点上。
可扩展性能
接口标准，可以支持即插即用传感器，用户主要在数据库配置就可以
功耗
提供功耗控制0.6微安0.9微安，17-20毫安，用户可以根据具体应用，在功耗控制的基础上做节能和部署算法
N跳支持
支持zigbee方式，如用tinyos，那么每个节点是对等的，网状协议，N跳支持和网络自恢复
自组网络特性
自组网好同时可以自恢复
睡眠模式支持
支持两种睡眠模式：带时钟0.9微安和不带时钟0.6微安
远程下载支持
改进TI公司的开发环境，支持USB和串口下载，可以支持无线下载
intel和智能手机采集数据
可以免费提供给用户，并提供支持，这和微软senseweb和哈佛大学citysense思路吻合，用户可以在此基础上开发实际的应用。
标准模块
 
可扩展性
接口规范、设计相应的硬件然后经过简单的数据库配置和软件修改，即可实现用户添加自定义传感器的目的。
PC数据采集程序
运行于WINDOWS系统上，通过串口或USB口从基站点上采集数据。同时提供可扩展的DLL，可以通过标准API接口采集数据、分析数据等。
WINCE数据采集程序
运行PXA270的移动SINK节点上，通过串口采集基站数据。提供标准API可扩展。
统一数据服务器管理软件
运行于服务器上，可接收多个采集程序上传的数据，并且统一保存到数据库。
前端WEB数据浏览终端
可以在任一台上网的计算机上随时随地访问服务器上的新数据。
手机数据浏览终端
通过手机上网，可以在手机上及时的查询服务器上的数据，JAVA编写，兼容性好。

 
 
 
4，专利版权情况
一项发明专利。
 
5，产品推广相关
此产品打破国外在此领域对节点、平台设备研制的垄断，为国内该领域的研究和应用提供整体基础方案，减少应用难度和国外厂商的限制，向市场上应用企业和研究机构提供功能更强大、价格优惠的设备。。
已经形成与销售有关的完善的相关材料和资料。
  
 
6，国内外相关课题水平
国内节点设备技术分析：
在国内，无线传感器网络研究也受到了广泛关注，国内一些科研单位如大学和研究所也提出了自己的节点结构，但是本产品的技术优势较为明显。国外主要节点设备技术分析：

节点类型
Smart dust
Mica
Telos
EyesIFX
U-cube
特点
美国DARR支持的项目，体积不超过1mm3，太阳能电池，光通信能，该节点可以附着在其他物体上，甚至在空气中浮动。
由加州大学伯克利分校研制拥有强大的传感器板接口
美国国防部支持NEST项目的一部分，节点采用MSP430和CC2420相结合的构架，采用USB-COM桥接口。
欧洲研究计划中自组织传感器网络研究项目的成果之一，节点采用TI的MSP430，无线通信芯片采用的是TDA5250，仅需一节AAA电池供电
东京大学的Yoshihir等提出。它把能量供应模块、处理器模块、无线通信模块、数据采集模块分别做成了四个小电路板，可以随时重构节点

国外设备性能可与本项目的设备媲美，但是缺乏专门的应用性改造，而且成本极高。进口、技术改造、安装、维修等都面临极大的困难。

 

该产品由上海博青物联科技有限公司联合行业院校、科研机构设计研制，已有多个中小规模商业案例的应用。

7、节点产品

 

2、超薄可充电标准节点

WSN-ANTc30-R750

Ø         射频芯片：           CC2430
Ø         节点板外观：      尺寸（68mm * 40mm * 8mm）
Ø         天 线：                     SMA天线
Ø         传感器：                     标准传感器（9种）
Ø         电 池：                     可充电锂电池
Ø         电池容量：           750mAH
Ø         射频距离：           80~100m
 
WSN-ANTc30-AR750
Ø         射频芯片：           CC2430
Ø         节点板外观：      尺寸（68mm * 40mm * 8mm）
Ø         天 线：                     SMA天线
Ø         传感器：                     自适应传感器（9种）
Ø         电 池：                     可充电锂电池
Ø         电池容量：           750mAH
Ø         射频距离：           80~100m
 
WSN-ANTc31-R750
Ø         射频芯片：           CC2431（可定位）
Ø         节点板外观：      标准尺寸（68mm * 40mm * 8mm）
Ø         天 线：                     SMA天线
Ø         传感器：                     标准传感器（9种）
Ø         电 池：                     可充电锂电池
Ø         电池容量：           750mAH
Ø         射频距离：           80~100m
 
WSN-ANTc31-AR750
Ø         射频芯片：           CC2431（可定位）
Ø         节点板外观：      标准尺寸（68mm * 40mm * 8mm）
Ø         天 线：                     SMA天线
Ø         传感器：                     自适应传感器（9种）
Ø         电 池：                     可充电锂电池
Ø         电池容量：           750mAH
Ø         射频距离：           80~100m
 
WSN-ANTc91-R750
Ø         射频芯片：           CC2591
Ø         节点板外观：      标准尺寸（68mm * 40mm * 8mm）
Ø         天 线：                     SMA天线
Ø         传感器：                     标准传感器（9种）
Ø         电 池：                     可充电锂电池
Ø         电池容量：           750mAH
Ø         射频距离：           800~1000m
 
 WSN-ANTc91-AR750
Ø         射频芯片：           CC2591
Ø         节点板外观：      标准尺寸（68mm * 40mm * 8mm）
Ø         天 线：                     SMA天线
Ø         传感器：                     自适应传感器（9种）
Ø         电 池：                     可充电锂电池
Ø         电池容量：           750mAH
Ø         射频距离：           800~1000m

 

 
1、WSN-小型可充电标准节点
Ø         射频芯片：           CC2430
Ø         节点板外观：      标准尺寸（52mm * 25mm * 6mm）
Ø         天 线：                     陶瓷天线
Ø         传感器：                     标准传感器（9种）
Ø         电 池：                     可充电锂电池
Ø         电池容量：           250mAH
Ø         射频距离：           80~100m