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Wireless Sensor Networks for Spacecraft

Wireless Sensor Networks for Spacecraft. Damon PARSY, CEO of BEANAIR. BeanAir 社について 1. Beanair 社について 2. 2008 年会社設立 Beanair 製品の設計と製造はフランス Astech のメンバー ( 航空 / 宇宙市場分野のフランス企業の集まり ) システムインテグレータパートナー : アメリカ , ヨーロッパ , オーストラリア , ブラジル , 南アフリカ , ロシア. Beanair 社 無線センサネットワーク (WSN).

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Wireless Sensor Networks for Spacecraft

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Presentation Transcript

  1. Wireless Sensor Networks for Spacecraft Damon PARSY, CEO of BEANAIR

  2. BeanAir社について1 RETINKING SENSING TECHNOLOGY

  3. Beanair社について 2 • 2008年会社設立 • Beanair製品の設計と製造はフランス • Astechのメンバー • (航空/宇宙市場分野のフランス企業の集まり) • システムインテグレータパートナー: • アメリカ,ヨーロッパ,オーストラリア,ブラジル,南アフリカ,ロシア RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  4. Beanair社無線センサネットワーク(WSN) RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  5. 宇宙での計測に求められるもの • 宇宙飛行中や地上での試験時における宇宙船の動作状況を • モニタリング、制御する • 短い範囲(10〜30m) & 低いデータ数の無線センサネットワーク • 数百単位の計測箇所が存在するため,大量な計測システムやセンサケーブルが必要となる。また,プロジェクトにかかる時間や費用も莫大 • 2種の異なる計測モードが存在: • 静的な計測 (温度, 湿度) • 動的な計測 (音, 振動) • 早い応答時間 • データ損失のない圧縮と伝送 • 時間同期と堅牢な無線センサネットワーク RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  6. 無線センサネットワークの挑戦と利益 • 利益: • 非常に簡単な分散配置と拡張性 • ハードウェア & 配線の減少 • 新たなアプリケーションの構築 (HUMS - Health and usage monitoring system, 移動体) • 挑戦: • 干渉するもの (マルチパスフェージング, 無線のジャミング…) や妨害するもの • 素早い応答と時間の同期 • 電源供給と低電力消費 RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  7. 無線センサネットワークの構築 • OSI モデル アプリケーション層 • どの無線プロトコル? トランスポート層 ネットワーク層 データリンク層 物理層 RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  8. 市場に存在する既存の無線ネットワーク レンジ Ultra Narrow Band (UNB) 1000m IEEE 802.15.4 (Zigbee, WirelessHART, ISA100A…) 100m IEEE 802.11/WIFI 10m IEEE 802.15.1 Bluetooth 1m UWB /WirelessUSB NFC/RFID データレート (bps) 1M 100K 10M 1K 10K RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  9. なぜIEEE 802.15.4 MAC レイヤー ? • 軽量なMAC層 (Wifiの４メガバイトの代わりにフラッシュメモリの10から20キロバイト) • 素早い応答と低いデータレート(250kbps),低消費電力 • BluetoothやWifiに比べ,より良い範囲の無線が利用できます • しかし, IEEE 802.15.4に基づき既存の標準無線の無線プロトコルは • どうでしょう ? • ZigBee無線プロトコルは、エネルギーメーターと • スマートグリッド市場向けにより適しているが • 応答時間は保証されません • WirelessHARTとISA100Aは、プロセス産業の市場で使用されています。：しかし,導入が容易ではなく動的測定に互換性がありません • 宇宙船にメッシュネットワークは不要! RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  10. IEEE 802.15.4 タスクグループ RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  11. IEEE 802.15.4 タスクグループ • IEEE 802.15.4G: • 波長~12インチ (周波数868 MHz から915 MHz帯), • 　　多くの宇宙船内の空洞部と同じくらいの大きさ • 868 MHz帯において1つの周波数が利用可能: 周波数ホッピングに互換性が無い • 900-915 MHz帯はヨーロッパではライセンスフリーではない • 868MHz帯はアメリカではライセンスフリーではない • IEEE 802.15.4E: • 2.4GHZ帯は世界中においてライセンスフリー • Wifiと Bluetoothの共存 • 波長~5インチ • IEEE 802.15.4A: • 波長~1.4から 5インチ • 範囲の双方向に基づく時刻同期 • レイク受信機は、マルチパスフェージングの影響に対抗 • 市場にはいくつかのICのプロバイダが存在 RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  12. MAC 層: 媒体アクセス制御 Access RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  13. WSN トポロジー : スター型 WS WC WS WS WC: wirelesscoordinator 無線コーディネータ WS: wirelesssensor 無線センサ WS RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  14. ミドルウェア層: 6LowPANの利点 OSI モデル • オープンスタンダード • (IETFにて定義) • 軽量なソフトウェアスタック • 低消費電力の無線エリアネットワークを通じてIPv6通信 • 低いオーバーヘッド • 複数のネットワークトポロジオプション (メッシュ, ツリー,スター) • TEDSセンサとの互換性 (IEEE 1451.5 specifications) • マルチキャストルーティング • (IEEE 802.15.4上でのMAC レイヤー層では利用不可) 6LoWPANプロトコル層 TCP/IP プロトコル層 RTP Application HTTP アプリケーション トランスポート ネットワーク データリンク 物理 TCP UDP UDP ICMP ICMP IP IPV6 with LoWPAN Ethernet MAC IEEE802.15.4 MAC Ethernet PHY IEEE802.15.4 PHY RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  15. マルチキャストルーティング リクエスト WS ACK+ 応答 WC ACK+ 応答 リクエスト WS リクエスト ACK+応答 WS RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  16. 宇宙市場における無線センサの“標準”を構築宇宙市場における無線センサの“標準”を構築 Recipe of our « Grand Chef » Gusteau: IEEE 802.15.4-A/E Mac レイヤー層 CSMA/CA や GTSの 技術的なアクセス スター型NWアーキテクチャ 6LowPAN RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  17. 宇宙市場へむけた無線センサネットワーク　1宇宙市場へむけた無線センサネットワーク　1 Beanairは、宇宙船の新世代専用の革新的な 無線センサネットワークに取り組んでいます(Ariane VI) RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  18. 宇宙市場へむけた無線センサネットワーク 2 テレメトリサブシステム ゲートウェイ 無線センサ IEEE 802.15.4A に基づくWSN 無線 コーディネータ IEEE 1588V2 プロトコル 無線センサ 無線センサ 無線センサ RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  19. 宇宙市場へむけた無線センサネットワーク３ • 主な機能: • IEEE802.15.4A – 非常にワイドな帯域 • 完全時間同期された無線センサネットワーク (1µs以下) • 高いデータ転送: 100 Kbits/s から6.8Mbits/s • 3.5GHz から 6.5GHzの6つの無線バンドをサポート • 以下との互換性: • TEDS センサー: IEEE1451.2 & IEEE 1451.5 (6LowPAN) • 低消費電力IEPE センサー (Piezo) • 自立型電源供給 • データ損失の無い圧縮と伝送 • イーサネット上のIEEE1588V2 (HWの正確な時間同期) RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  20. 是非、サンシステムサプライに問い合わせください是非、サンシステムサプライに問い合わせください <本社> 東京都杉並区井草3-32-2 <営業技術本部> 東京都中央区新川1-25-2 TEL 03-3397-5241 FAX 03-3399-2245 Mobile +81-90-9810-7128 E-mail ssobata@sunss.co.jp URL www.sunss.co.jp https://www.facebook.com/BeanAir @beanair Beanair WSN ブースNo.S-02 ご清聴ありがとうございます RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

  21. RETHINKING SENSING TECHNOLOGY

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