技術(shù)
導(dǎo)讀:芬蘭Tampere科技大學(xué)(簡(jiǎn)稱TUT大學(xué))開(kāi)發(fā)出一種低延時(shí)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),目前正在用于提升Kajaani 市Kainuu中心醫(yī)院精神科病房的人員安全。
芬蘭Tampere科技大學(xué)(簡(jiǎn)稱TUT大學(xué))開(kāi)發(fā)出一種低延時(shí)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),目前正在用于提升Kajaani 市Kainuu中心醫(yī)院精神科病房的人員安全。該網(wǎng)絡(luò)由TUT大學(xué)設(shè)計(jì),應(yīng)醫(yī)院的要求,無(wú)線報(bào)警的應(yīng)用和低延時(shí)網(wǎng)絡(luò)在2009年的春季和夏季進(jìn)行了部署。
據(jù)設(shè)計(jì)者稱,這個(gè)網(wǎng)絡(luò)具備多反射、低延時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸功能,標(biāo)簽的電池也節(jié)能高效,根據(jù)使用的程度,可以持續(xù)大約一到兩年。該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行在2.4 GHz頻段上,使用TUT大學(xué)開(kāi)發(fā)的專用數(shù)據(jù)傳輸和無(wú)線通信協(xié)議。設(shè)計(jì)者報(bào)告稱,這個(gè)協(xié)議優(yōu)化了操作,使操作堅(jiān)實(shí)可靠。
這套系統(tǒng)包含了電池供電的標(biāo)簽和從這些標(biāo)簽里接收信號(hào)的路由器。這些路由器組成了一個(gè)無(wú)線多反射網(wǎng)絡(luò),把標(biāo)簽數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)關(guān),然后將信息傳送到系統(tǒng)服務(wù)器。所有的硬件(包括標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)有的組件,如微控制器和無(wú)線電芯片)都是TUT大學(xué)研發(fā)的。
TUT大學(xué)的一名研究人員Ville Kaseva指出網(wǎng)絡(luò)設(shè)備里可以添加傳感器,這樣通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以測(cè)量和監(jiān)控各種參數(shù)。
Kaseva 解釋說(shuō):“通常情況下,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的建立可以為所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)能,使用這套系統(tǒng)的時(shí)候,路由器插入到一個(gè)電源里,幾乎所有時(shí)間都是激活的,可以通過(guò)多種無(wú)線反射進(jìn)行快速數(shù)據(jù)傳輸?!?
在Kainuu中心醫(yī)院,工作人員正在使用這個(gè)網(wǎng)絡(luò)和專門設(shè)計(jì)的標(biāo)簽,如果他們?cè)诓》坑形kU(xiǎn)情況的話可以發(fā)出警報(bào),通知管理者。這種手掌大小的電池供電的標(biāo)簽包含一個(gè)按鈕,在需要幫助時(shí)員工可以按下按鈕,使標(biāo)簽發(fā)出一個(gè)編入唯一序列號(hào)(可識(shí)別標(biāo)簽持有者)的警報(bào)信號(hào)。該設(shè)備的信號(hào)傳送到附近所有的路由器上,為了可靠的定位。在室內(nèi),一臺(tái)設(shè)備的范圍可達(dá)25米。醫(yī)院里的這個(gè)網(wǎng)絡(luò)涵蓋了1,300平方米的范圍,并包括50臺(tái)靜態(tài)的設(shè)備,作為路由器或網(wǎng)關(guān)使用,以及12個(gè)移動(dòng)標(biāo)簽,作為報(bào)警設(shè)備使用。
電池供電的標(biāo)簽包含一個(gè)按鈕,員工可以按下按鈕尋求幫助
由于路由器和網(wǎng)關(guān)的位置是固定的,系統(tǒng)可以通過(guò)測(cè)量信號(hào)長(zhǎng)度計(jì)算出標(biāo)簽的位置,然后觸發(fā)報(bào)警,這樣在幾秒鐘內(nèi),管理者就可以獲知需要幫助的員工的位置了。標(biāo)簽發(fā)出的信號(hào)有時(shí)間標(biāo)記,向管理者表明警報(bào)被觸發(fā)的確切時(shí)間。這個(gè)警報(bào)信息顯示在第三方用戶的界面上。除了設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件,TUT大學(xué)的研究人員還開(kāi)發(fā)了嵌入式網(wǎng)絡(luò)軟件、服務(wù)器軟件、警報(bào)發(fā)送界面和定位算法。
除了在Kainuu中心醫(yī)院做的上述部署之外,研究人員說(shuō)他們?cè)谄渌鞣N應(yīng)用上還進(jìn)行了超過(guò)20項(xiàng)試點(diǎn),包括環(huán)境測(cè)量、建筑物自動(dòng)化、交通運(yùn)輸和物流。這種移動(dòng)標(biāo)簽有一個(gè)內(nèi)置的加速計(jì),并可與其他傳感器共用。目前,用于測(cè)試的傳感器包括測(cè)量濕度的、測(cè)量電壓的、測(cè)量聲波的和氣流的。運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器(壓電的和無(wú)源紅外的)也投入了使用。
TUT大學(xué)在2008年開(kāi)發(fā)了最大的網(wǎng)絡(luò),覆蓋了好幾座建筑物,使用了350個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn),作為路由器和可測(cè)量的標(biāo)簽使用。
這些節(jié)點(diǎn)通過(guò)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器測(cè)量各種建筑物自動(dòng)化狀況,如溫度、亮度、濕度、二氧化碳和房間內(nèi)的活動(dòng)。
據(jù)Kaseva稱,該網(wǎng)絡(luò)的主要好處是可以持續(xù)監(jiān)控員工的位置、選定的量度、短時(shí)延遲、數(shù)據(jù)傳輸、可靠的操作和低度干擾,這套系統(tǒng)的傳輸功率僅為1毫瓦, 而Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)里路由器的傳輸功率為100毫瓦。此外,該系統(tǒng)易于安裝并且可擴(kuò)展,可在需要的地方添加新的設(shè)備。
今年秋天,應(yīng)Tampere醫(yī)院的要求,Kaseva和他的同事打算在病人身上測(cè)試溫度傳感標(biāo)簽,對(duì)病人的位置和體溫進(jìn)行持續(xù)的、遠(yuǎn)程的監(jiān)控。
Kaseva說(shuō):“我們正與醫(yī)院的研究團(tuán)隊(duì)合作以確定哪些其他生理參數(shù)需要測(cè)量以及如何測(cè)量?!?/P>
TUT大學(xué)已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)子公司——Wirepas有限公司,正在出售這項(xiàng)技術(shù)。該公司已經(jīng)推出了人員和資產(chǎn)管理兩個(gè)版本的系統(tǒng),還有監(jiān)控建筑物的系統(tǒng)。