Wireless Sensor Network

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1 Wireless Sensor Network
第四組 B 張延偉 行銷你的想法是很具挑戰性的，首先你必須讓聽眾大體上同意你的想法，然後你必須刺激他們開始行動，透過卡內基訓練® 證據 – 行動 – 利益公式，你就可傳達一個激發性且行動性的簡報。 2019/6/4

2 Outline： 我們將看到... 無線感測網路的源起 感測器的軟硬架構 感測網路的設計考量 生活中的絕佳應用 未來的發展趨勢
舉一個足夠引起注意的實例來作開場，該實例並最好與聽眾有所關聯性，該實例即是個支援行動及證明利益的證據。激勵性的實例可讓聽眾們對以下的行動計畫有所準備。 2019/6/4

3 無線感測網路的源起 無線感測網路的發展，最早是美國加州柏 克萊大學(UC Berkeley)，David Culler教授 主持的一項研究計劃，稱之為「智慧灰塵 (Smart Dust)」。這項計劃是由美國國防部 研究計劃單位(DARPA)所支助，原先的構 想是應用在軍事上，例如：戰場監控… 下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

4 無線感測網路的簡介 感測器本身就像是一台小型電腦，並配備 了簡單的感測、運算、無線傳輸等裝置可 以針對環境中事物(如溫度、光源等)做偵 測，並將所收集的資料先做簡單運算處理 後，再透過無線傳輸裝置將資料傳回。 感測器的設計以省電、價格低廉、體積小、 且具有感應環境裝置為目標。 下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

5 無線感測網路預想中的應用 偵察機便帶著戰場資訊離去 並且Wireless Sensor，正如其名(Smart Dust) 難以清除。
下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

6 各式各樣的Sensor 如銅幣大小的Sensor 2019/6/4
下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 如銅幣大小的Sensor 2019/6/4

7 所以問題來了… 製程技術如何把感測器和電路作的那麼小？ 如何讓這些微小型設備具有無線通訊的功能？ 如何讓這些微小型設備耗電量降到最低 ？
如何把成本降到最低？ 下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

8 感測器的硬體架構 一個典型的感測器包括： 感測單位(Sensing Unit) 處理單位(Processing Unit)
傳輸單位(Transceiver Unit) 電力供應單位(Power Unit) 下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

9 感測器的硬體架構 (cont’d) 無論是任何一種功能運作都必須使用電量，是感測 器中十分重要的單位，省電可以說是主要考量的因 素之一。
下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 無論是任何一種功能運作都必須使用電量，是感測 器中十分重要的單位，省電可以說是主要考量的因 素之一。 傳輸單位可使用的傳輸介質有紅外線(Infrared)、 無線電波(Radio)、以及光纖介質(Optical Media) 等，配合環境及應用的不同，可以使用不同的選擇。 儲存元件(Storage)：將蒐集到的環境資訊儲存在 儲存元件中 處理元件(Processor)：負責執行事先儲存好的程 式碼，以協調並控制感測器之間不同的單位元件。 感測器(Sensor)：負責偵測環境 ADC(Analog-to-Digital Converters)：將感測到的 類比訊號轉換成數位訊號 2019/6/4

10 感測器的軟體架構 ─ TinyOS Sensor的硬體資源相當有 限。所以軟體作業系統上面， 必須很有效率的利用有限資 源去處理各種狀況事件。利 用一般的OS方法，這些資 料暫存起來，再好好的去排 程，並不是個理想的手段。 所以要一個更有效率的OS。 下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

11 感測器的軟體架構 ─ TinyOS TinyOS是event驅動的OS，其硬體抽象層，每個單 元被描述成一個元件。每一個元件具有四個相關的 部分： 一組固定大小的資料框架（Frame） 命令處理單元（Command Handler） 事件處理單元（Event Handler） 一組簡單的工作描述（Task） 整個系統的程式碼只有3450 Bytes 下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

12 感測器的軟體架構 ─ TinyOS 下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

13 感測網路的設計考量 (一)網路的容錯能力(Fault Tolerance) (二)網路的擴展性(Scalability)：
(三)感測器的價格(Sensor Costs) (四)感測器硬體設計的限制(Hardware Constraints) 下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

14 感測網路的設計考量 (cont’d) (五)無線感測網路的網路拓樸(Sensor Network Topology)
(六)感測環境(Environment) (七)感測網路的傳輸介質(Transmission Media) (八)省電機制(Power Consumption) 下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

15 感測網路的設計考量 ─ Route 傳統Wireless network的傳輸分為：
ad hoc network及infrastructure型的網 路 WSN的架構最接近ad hoc，雖然它們同為 無固定基礎結構，但現有的網路協定及演算 法大多無法直接應用到sensor network上。 下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

16 感測網路的設計考量 ─ Route ad hoc network infrastructure 2019/6/4
下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

17 感測網路的設計考量 ─ Route 其中導致此結果最主要的幾個原因如下： WSN的node密度高且十分容易故障
WSN的網路型態（topology）時常改變 WSN主要使用broadcast communication而大部份 ad hoc網路使用point-to-point通訊 WSN的能量、運算能力及記憶體受到極大的限制 下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

18 感測網路的設計考量 ─ Route B D E F G C A B D E F G C A “Ideal”
下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 “Ideal” Shortest-path routes Avoids overlap Minimum energy Flooding (Conventional Approach) Send to all neighbors E.g., routing table updates 2019/6/4

19 感測網路的設計考量 ─ Route Data negotiation SPIN messages Resource management
Sensor Protocol for Information via Negotiation Data negotiation Meta-data (data naming) Application-level control Model “ideal” data paths SPIN messages ADV- advertise data REQ- request specific data DATA- requested data Resource management A B ADV REQ DATA 下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

20 感測網路的設計考量 ─ Media 無線感測網路的傳輸介質包括可以利用紅外 線、無線電波、以及光通訊介質等作為傳輸 媒介。
舉例來講，現在有採用2.4GHz頻帶，和藍芽 (Bluetooth)介面相容的傳輸裝置；而另一種 低功率的感測器裝置則是使用916MHz頻帶， 但無線電波是最好的介質嗎？ 下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

21 感測網路的設計考量 ─ Media RF的好處為發展成熟的技術，但壞處分為下 列三項：
Complex Ckt. ─ Modu, DeModu, filter… Antenna Size Channel Partitioning ─ TDMA, FDMA, CDMA 下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

22 感測網路的設計考量 ─ Media 另一種Solution ─ Optical Communication (Passive Optical Communication) 下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

23 感測網路的設計考量 ─ Media 2019/6/4

24 感測網路的設計考量 ─ Media 利用Passive Optical Communication的sensor ( 僅63mm2 )
下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

25 感測網路的設計考量 ─ Media Passive Optical Communication的好處為相 當省power，但壞處分為下列三項： Peer-to-peer commu. can’t be performed Sensor need a clear line of sight to base Only reflect fraction of light, the rest of light is wasted 2019/6/4

26 生活中的絕佳應用 (一) 自動化花園管理系統(S.Sense Wireless Sensor)： 2019/6/4
下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

27 生活中的絕佳應用 (cont’d) (二)展覽會場的保全系統(Sensicast ART)： 2019/6/4
下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

28 生活中的絕佳應用 (cont’d) (三)Senera的橋樑安全監控系統： 2019/6/4
下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

29 生活中的絕佳應用 (cont’d) 當然還有… 軍事應用 環境應用 健康應用 家庭應用 其他商業應用 2019/6/4
下一步，陳述行動步驟，須儘可能的簡單明瞭，並確定你能想像聽眾採取這些行動的情形，若你不行，他們也不行。陳述這些行動步驟時，需要保有自信，這樣才能激勵聽眾去採取行動。 2019/6/4

30 未來的發展趨勢 Life Time:生存的時間 Communication Efficiency:溝通的效能
Location Awareness:位置的辨識 Cooperation Behavior:協調的行為 Power Consumption:電力的損耗 Security and Privacy:資料的保護與隱私 要完成卡內基訓練®的證據 – 行動 –利益 公式，請接著告訴聽眾們有哪些利益可得，可考慮他們的興趣、需要與喜好等。並提出統計資料、實證或展覽等來支援這些利益的論點。 2019/6/4

31 總結 因為WSN是一個應需求而生的技術，儘管 目前還有需多挑戰，但相信未來一定會跟 PC或者是Internet一樣自然而然的融入大 家的生活
在談完利益之後，再度陳述行動步驟來作為結尾，只要有信心和說服力，相信一定能推銷出你的想法。 2019/6/4

32 感謝大家的聆聽，謝謝各位! 在談完利益之後，再度陳述行動步驟來作為結尾，只要有信心和說服力，相信一定能推銷出你的想法。 2019/6/4