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分布式信息处理与感知技术
来源:计算机学院 发布时间:2014-12-23 11:35:08 【字号: 】 阅览次数:

 一、研究团队构成

1.团队构成:该团队为北京市学术创新团队,目前课题组成员有17人,包括教师和研究生,主要从事嵌入式系统应用开发、驱动开发、无线传感器网络中Zigbee、WiFi、WLAN、物联网末端系统等方面的研究与开发工作。
2.学术科研情况:近三年来,团队成员主持和参与的包括国家863、省部级科研项目、横向科技开发项目等18项,先后获得省部级二等奖励5项,取得了包括国内领先成果鉴定等成果14项,软件著作权2项,申请发明专利2项。在《电子学报》,《计算机研究与发展》,《通信学报》等国家一级学报、核心期刊、国际会议上发表论文150多篇。
3.主要研究领域。无线传感器网路,高性能计算、嵌入式系统、传感器网络安全、无线网状网、网络通信与网络协议,嵌入式技术等领域。
4.与清华大学合作。本团队与清华大学计算机系网络技术研究所有长期的项目合作与研究生的联合培养计划,清华大学计算机系网络所致力于计算机网络研究,曾多次承担 “九五”、“十五”、 “十一五”等重点科技攻关项目,包括"863"重大项目"核心路由器"以及"高性能安全路由器"等重大研究项目。目前承担的项目有:973项目"新一代互联网体系结构扩展性和演进性研究"、多个自然科学基金重大项目、以及多项中国下一代互联网CNGI重大项目。本团队与清华网络所共建联合实验室---“物联网联合实验室”,旨在利用各自优势在多个项目展开合作,共同培养高质量优秀硕士生。
二、项目成果及应用
1、主要研究成果
(1)低功耗节点设计
利用低功耗芯片CC2530作为核心(MCU和RF),节点上嵌入温度传感器和电池模块,自行设计了低功耗传感器节点如图1。该节点能够完成数据的采集、处理、发送和接收。可外接模拟量(0-5V)和数字量信号输出传感器。
图 1 传感器节点
(2)传感器节点间的时间同步算法。研究在符合工程实践的条件下,以低功耗为优化目标,精度依赖应用要求的自适应调节实践同步算法,适合WSN自组织、多跳,节点密集、易失效等特性的时间同步机制及其实现算法。
(3)传感器网络中定位算法。研究在有定位要求的应用工程中,定位算法的设计与实现,并在客户端软件中对节点的相对位置以图形的方式进行显示。
(4)网络拓扑控制与覆盖协议。研究高效的节点唤醒和睡眠机制;低功耗、分布式、高效的适用于大规模无线传感网络的分簇路由算法;对智能目标监控的拓扑结构控制等,如2所示。
图 2 节点拓扑显示
(5)数据远程上传。可以将采集的数据通过3G/GPRS网络上传至远程服务器。如图3所示。
图 3 数据显示终端
(6)远端数据监控。可以将采集的数据通过Internet实现远程访问,达到秒级实时。
(7)数据管理。系统可以通过有线/无线的形式将采集的数据远程上传至服务器端,并在服务器端进行数据管理,或者从服务器端接收控制命令用于控制网络。
(8)多种终端应用。可以通过本地、远程等形式登录到服务器,获得采集的数据,并对数据进行分析应用等功能。目前的终端包括PC客户端、智能手机移动终端(正在开发过程中)等。图4是终端的数据分析显示。
图4 终端数据分析
2、主要应用系统
(1)环境信息监测监控
本系统可应用到环境监控。该系统采集大气中CO、CO2、一氧化氮、有机气体、臭氧、灰尘等环境数据,然后通过Zigee协议传输至网关节点,并进一步上传至远程服务器端;用户可以在客户端可以随时查看环境数据的变化情况。
(2)常规医疗信息监测监控

    本系统可应用到被监护人的身体体征远程监测中。该系统可以采集被检测者的脉搏、体温、血压、血氧浓度等指标,然后通过Zigee协议传输至网关节点,并进一步上传至远程服务器端,监控人可以通过远程终端随时查看被监控者的身体特征。

团队带头人:马礼 教授

 

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