Особое беспокойство вызывает распространение беспроводной связи (Wi-Fi), генерирующей пульсирующее электромагнитное излучение.

Эта технология беспроводного доступа в интернет может нанести вред формирующейся центральной нервной системе ребенка, считают эксперты

Специалисты из Всемирной организации здравоохранения рекомендуют воздержаться от использования системы беспроводного доступа в интернет через Wi-Fi в учебных заведениях для детей.

По мнению медиков, она, как и другие системы широкополосного беспроводного доступа в сеть, отрицательно влияет на развитие центральной нервной системы детей. Причиной этому является электромагнитное излучение, которое может создать дополнительную нагрузку на организм ребенка.

ВОЗ отмечает, что пока располагает недостаточным объемом данных, позволяющих делать однозначные выводы о вреде Wi-Fi для детского организма. Поэтому организация относит использование этой системы, как и мобильников, к факторам недоказанного риска.

В 2010 году ученые из Нидерландов выяснили, что излучение Wi-Fi заставляет деревья «болеть» и сбрасывать часть листьев.

Один из авторов исследования, ученый-инженер Алистер Филипс, заявил тогда о возможной опасности для людей Wi-Fi и радиоволн. По его данным, пульсирующий сигнал Wi-Fi может быть даже вреднее для человеческого организма, чем стабильные разновидности радиоволн.

По мнению Филипса, облучение может сказаться на способности молодых людей быть отцами. Особенно это касается тех мужчин, которые любят держать ноутбуки на коленях, отметил ученый. Также Wi-Fi пагубно отражается на способности человека соображать, то есть, оказывает непосредственное влияние на мозг и способность мыслить, подчеркнул специалист.

Итак, подведем итоги.

Первые симптомы воздействия электромагнитного поля:

• утомляемость,
• раздражительность,
• нарушения сна,
• нарушения памяти и внимания.

Продолжительное влияние электромагнитных полей может вызвать:

• мигрень,
• бесплодие (у мужчин и у женщин),
• проблемы при беременности - выкидыши,
• поражения центральной нервной системы у детей,
• рак мозга.

Как уменьшить влияние электромагнитных полей?

1. Соблюдайте безопасные расстояния - не стойте у работающей СВЧ-печи, не спите у роутера wi-fi.
2. Выключайте роутера wi-fi, когда не пользуетесь интернетом.
3. Правильно располагайте в квартире мебель и электроприборы. Не размещайте кровать у стенки, если за ней находится холодильник, компьютер или телевизор.
4. Даже несущие стены не служат преградой для низкочастотного ЭМП, а потому при расстановке мебели имеет смысл заглянуть и к соседям. Вдруг за спинкой вашего любимого кресла, где вы проводите по несколько часов каждый вечер, стоит чужая электроплита?
5. Не держите ноутбуки на коленях.
6. Сократите время разговоров по мобильным телефонам. Находясь дома, старайтесь пользоваться стационарным аппаратом.

Беспроводная информационно-коммуникационная инфраструктура на основе сверхширокополосной интеллектуальной связи

• 85
• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

(голосов: 2)

13-06-2016

Проект предусматривает разработку уникальной, не имеющей аналогов в мире, беспроводной сверхширокополосной инфраструктуры интеллектуальной связи внутри промышленных и технических объектов, зданий и сооружений, офисных и жилых помещений; создание аппаратуры, программного обеспечения и критических компонентов отечественной элементной базы для разрабатываемой инфраструктуры; организация производства опытно-промышленных партий создаваемой аппаратуры; осуществление развертывания беспроводной сверхширокополосной инфраструктуры на пилотных объектах.

Создаваемые коммуникационные средства используют новый, полностью свободный в настоящее время, нелицензируемый диапазон частот 2.85 – 10.6 ГГц. Эти средства будут объединяться в Mesh сети со скоростью передачи между узлами до 100 Мбит/сек, число узлов может достигать нескольких тысяч.

Проект основывается на оригинальных отечественных разработках, запатентованных в РФ и за рубежом, включенных в международный стандарт сверхширокополосной беспроводной связи, апробированных в ряде реализованных средств связи и мониторинга.

Компания ООО «Анамезон»

ООО «Анамезон» ведет научно-исследовательскую работу в следующих направлениях:
• Исследования в области нелинейной динамики, информационных и коммуникационных технологий на основе динамического хаоса.
• Беспроводные сверхширокополосные системы связи и сенсорные сети на основе хаотических сигналов
• Сверхширокополосная беспроводная персональная инфраструктура на основе динамического хаоса.

Разрабатываемые в рамках данных направлений СШП беспроводные средства связи используют новый нелицензируемый частотный диапазон 3,1 – 10,6 ГГц и обеспечивают передачу данных внутри помещений со скоростями 100 кбит/c – 50 Мбит/c. В качестве сверхширокополосного носителя информации используются хаотические радиоимпульсы – оригинальная Российская разработка, получившая высокие оценки отечественных и зарубежных специалистов. Данная технология вошла в два международных стандарта: в стандарт персональной сверхширокополосной связи IEEE 802.15.4a «Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs)» и в стандарт IEEE 802.15.6 «Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Wireless Personal Area Networks (WPANs) used in or around a body», регламентирующий физический и канальный уровень беспроводных сверхширокополосных нательных сенсорных сетей…

Принципиальными отличиями представляемой технологии от существующих сетевых средств беспроводной локальной и персональной связи (WiFi, Bluetoth, ZigBee) являются:
— использование нового, незагруженного нелицензируемого частотного ресурса с агрегированной пропускной способностью в десятки раз превосходящей пропускную способность диапазона 2,4 и 5 ГГц;
— высокая устойчивость к многолучевому распространению, характерному для объектовых условий;
— биологическая безопасность, определяемая очень низким уровнем интегральной мощности излучения и «размазыванием» этой мощность по широкому спектру частот;
— шумоподобные хаотические сигналы, применяемые для передачи информации, малозаметны для постороннего наблюдателя, что обеспечивает дополнительную степень безопасности связи уже на физическом уровне;
— низкое энергопотребление, эффективная масштабируемая передача всех типов данных, возможность быстрого развертывания инфраструктуры при большом числе узлов.

К настоящему моменту на базе предложенной технологии создан широкий спектр продуктов от составных элементов беспроводных сверхширокополосных систем связи до готовых решений – беспроводных сенсорных сетей для различных применений: генераторы хаоса, СШП малогабаритные приемо-передатчики для беспроводных персональных систем связи, активные СШП радиометки (RFID), учебно-научный комплекс СШП беспроводной связи, СШП беспроводные сенсорные сети.Технология защищена 5 российскими и 4 международными патентами.

http://startuppoint.ru/startup/community.sk.ru-net-1110109-default.aspx

«Умная пыль» - сценарии использования

• 0
• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

(голосов: 0)

Роман Станислава Лема «Непобедимый», описывающий драматическое противостояние землян и кибернетического квази-организма, созданного инопланетным разумом, давно уже стал классикой научной фантастики. Считается, что именно в этой книге польский писатель-футуролог впервые описал концепцию «умной пыли» — мириадов мельчайших механизмов, способных к самоорганизации. Сегодня ученые вплотную подошли к созданию микроботов, умеющих образовывать мобильные сети. Этим миниатюрным устройствам еще далеко до инопланетных «мушек», описанных Лемом. Но даже на современном уровне развития технологий «умная пыль» может найти немало интересных (и опасных) применений.

Следует отметить, что научные работы по нижеописанному проекту Smart Dust были изъяты из открытого доступа начиная где-то с 1999 г. По данным из открытых источников, на рубеже веков ученые США продолжали миниатюризацию «пылинок», проводя натурные испытания. В 2003 году К. С. Дж. Пистер, соавтор приведенной здесь работы, опубликовал статью под названием „Smart Dust — Hardware Limits to Wireless Sensor Networks” («Умная пыль — аппаратные ограничения для беспроводных сетей»), полный текст которой недоступен. С тех пор миниатюризация электронных устройств продолжалась, уменьшалось их энергопотребление. И неизвестно, во что превратился этот интереснейший проект сегодня. К слову, давно ли вы вытирали в своей квартире пыль из самых укромных уголков?

Крупные сети беспроводных датчиков становятся актуальной темой научных исследований. Успехи в области технологии создания аппаратных средств и инженерного проектирования привели к значительному снижению размеров, потребления питания и стоимости цифровых схем, беспроводных коммуникаций и микроэлектромеханических систем (MEMS). Это позволило создать очень компактные, автономные и мобильные узлы, каждый из которых содержит один или более датчиков, вычислительные и коммуникационные средства, а также источник питания. Полноценно использовать эти революционные технологии невозможно, прежде всего, в силу отсутствия соответствующих сетевых технологий. В научной работе, подготовленной исследователями факультета электротехники и информатики Калифорнийского университета в Беркли (Дж.М.Кан (J.M.Kahn), Р.Х.Кац (R.H.Katz), К.С.Дж.Пистер (K.S.J. Pister)), рассматриваются основные элементы технологии «умной пыли» (smart dust) и описываются исследовательские задачи, которые придется решить представителям сообществ, занимающихся мобильными сетями и системами — необходимо обеспечить согласованное соединение большого количества узлов мобильных сетей, расположенных в крайне ограниченном пространстве.

Рис. 1. Мот («умная пылинка») содержит микродатчики, оптический приемник, пассивный и активный оптические передатчики, схему обработки сигнала и управления, а также источник питания

Одним из наиболее заметных проектов, связанных с построением мобильной сети, состоящей из узлов-микродатчиков, является проект Smart Dust («Умная пыль»), реализованный в свое время в Калифорнийском университете в Беркли под руководством профессоров Пистера и Кана. Основной задача проекта состояла в исследовании предельно возможных размеров и потребления питания автономными узлами-датчиками. Снижение габаритов являлось первоочередной задачей — узлы такой сети должны быть максимально дешевыми и простыми в развертывании. Исследователи исходили из того, что они смогут разместить необходимые датчики, средства связи и обработки данных, а также источник питания, в объеме не превышающем нескольких кубических миллиметров. При этом, такие элементы должны демонстрировать высокую производительность, связанную с функциональностью датчиков и средств связи. Эти устройства миллиметровых масштабов и были названы «умной пылью» (smart dust). Возможно, будущие образцы «умной пыли» будут достаточно малыми по размерам, чтобы парить в воздухе, поддерживаемые его потоками, собирать информацию и осуществлять связь на протяжении нескольких часов или даже дней. Как минимум, в научной фантастике такая идея уже упоминалась (роман Нила Стивенсона «Алмазный век»).

Исследование систем на основе «умной пыли» началось буквально вчера. Основная задача этой статьи состоит в представлении некоторых технологических возможностей и вопросов с тем, чтобы привлечь большее количество серьезных исследователей, интересующихся этим чрезвычайно важным направлением.

«Умная пыль»: технологии

Как это обычно бывает в новых научных областях, терминология, связанная с «умной пылью», с одной стороны еще не устоялась, с другой — в обиход научного сообщества, нередко, входят термины, предложенные первопроходцами. На сегодняшний день наиболее часто в англоязычной научной литературе при описании «умной пыли» ее базовые элементы называют mote («пылинка»). В отечественных статьях можно встретить морфологическую передачу термина — «мот» (мн. ч. — «моты»). В этой статье мы будем применять этот вариант, а в качестве синонима — «умная пылинка» (smart dust mote).

На рисунке ниже изображена отдельная «умная пылинка» — мот. В единый корпус интегрированы MEMS-датчики, полупроводниковый лазерный диод и зеркало управления лучом на основе MEMS для активной оптической передачи, кубический уголковый MEMS-отражатель для пассивной оптической передачи, оптический приемник, схема обработки сигнала и управления, а также источник питания на базе толстопленочных аккумуляторов и солнечных элементов. Это устройство замечательно тем, что оно может собирать информацию, коммуницировать и при этом не имеет внешних источников питания.

Основная задача состоит в интеграции всех этих функций при очень низком потреблении питания, а следовательно, максимальном продлении срока службы при ограниченном объеме, предназначенном для хранения энергии. С учетом того, что объем такого устройства должен ориентировочно равняться 1 куб. мм, а в наличии имеются наилучшие на сегодня аккумуляторные технологии, количество хранимой энергии составляет порядка 1 Дж. Если эта энергия используется непрерывно в течение дня, то при грубом расчете потребляемая мотом мощность не может превышать 10 мкВт.

Прогнозируемая функциональность «умной пыли» может быть достигнута только если общая потребляемая мощность мота не превышает нескольких микроватт и при этом используется стратегия бережного потребления энергии (т.е. различные элементы мота потребляют питание только когда оно им необходимо). Если же «умным пылинкам» придется работать в течение нескольких дней, могут быть применены солнечные элементы: подобное решение позволит получать до 1 Дж в день при использовании солнечных лучей, либо около 1 мДж — при работе от источников искусственного освещения.

Исследование Джозефа М. Кана и Кристофера С. Дж. Пистера выполнено в рамках проекта Smart Dust (DARPA). Исследование Пистера и Рэнди Говарда Каца выполнено в рамках контракта Endeavour Expedition to the Information Technology Future (DARPA).

Методы работы датчиков и реализацию обработки данных при низком потреблении питания можно считать хорошо проработанными. Более сложная инженерная проблема — разработка коммуникационной архитектуры, работающей при сверхнизком энергопотреблении. На сегодня наиболее подходящими технологиями для осуществления этой задачи является использование радиоволн или оптической передачи, причем у обеих технологий есть свои преимущества и недостатки. В первом случае проблемой является очень ограниченное пространство для размещения антенн, вследствие чего возможна передача только на очень коротких волнах (т.е. очень больших частотах), а связь в этом режиме не позволяет работать при низком потреблении питания. Кроме того, РЧ-трансиверы являются относительно сложными схемами, что затрудняет снижение энергопотребления до требуемого уровня (несколько микроватт) — потребуются схемы модуляции, полосовой фильтрации и демодуляции, а также дополнительный модуль, в случае если передача сигналов от большого количества мотов должна быть мультиплексирована с разделением по времени, частоте или с использованием кодирования.

Привлекательная альтернатива состоит в использовании оптической передачи (т.н. атмосферная оптическая линия связи, АОЛС). Исследования Кана и Пистера, описанные в статье «Беспроводная связь для “умной пыли”» (V. S. Hsu, J. M. Kahn, and K. S. J. Pister, “Wireless Communications for Smart Dust”, Electronics Research Laboratory Memorandum Number M98/2, 1998), показали, что при использовании АОЛС для передачи одного бита информации требуется значительно меньше энергии, чем в случае применения радиочастотных аналогов. Оптические линии имеют несколько преимуществ, связанных с энергопотреблением. Оптическим приемопередатчикам требуется только одна простая схема аналоговой и цифровой безмодуляционной передачи — и никаких модуляторов, активных полосовых фильтров или демодуляторов. Использование волн короткой длины видимого или ближнего ИК-излучения (порядка 1 микрон) позволяют устройству миллиметрового размера излучать узкий луч (т.е. может быть достигнут высокий коэффициент усиления антенны). Еще одна выгода в использовании таких волн состоит в том, что базовый трансивер (БТ), оснащенный компактным приемником-формирователем изображения, сможет декодировать сигналы, одновременно передаваемые с большого количества мотов, находящихся в «поле зрения» приемника, что, по сути, представляет собой вид мультиплексной передачи с пространственным уплотнением.

Для успешного декодирования одновременных передач требуется, чтобы «умные пылинки» не находились на линии прямой видимости между другими мотами и КУ. Впрочем, такое блокирование маловероятно
из-за малых размеров устройств. Второе требование к декодированию одновременно принятых сигналов состоит в том, чтобы изображения разных мотов регистрировалось разными пикселями фотоприемника КУ.

Чтобы получить представление о требуемом разрешении приемника, рассмотрим следующий пример. Предположим, что трансивер КУ следит за содержащей «умную пыль» зоной размером 17х17 м. При этом он использует высокоскоростную видеокамеру с очень скромной матрицей 256х256 пикселов. Каждый пиксел регистрирует изменения области размером около 6,6 кв. см. Поэтому одновременные передачи могут быть декодированы только в том случае, если «умные пылинки» разделяет расстояние не меньше размеров пачки сигарет.

Рис. 3. Конструкция оптической сети на основе АОЛС, в которой базовый трансивер связывается одновременно с несколькими «умными пылинками» (показан только один мот). Лазер на базовой станции имеет достаточную оптическую мощность для прямой и обратной передачи данных.

Еще одно преимущество использования АОЛС состоит в том, что один из элементов MEMS делает возможным использование технологии пассивной оптической передачи сигнала, т. е. для передачи модулированных оптических сигналов не потребуется какой-либо излучатель. Этим элементом является кубический уголковый отражатель (КУО, рис. 2). Он состоит из трех взаимно перпендикулярных зеркал из покрытого золотом поликремния. КУО имеет свойство возвращать любой попадающий на него луч света обратно к источнику (при условии, что луч света падает в пределах определенного диапазона углов от пространственной диагонали куба). Если одно из зеркал смещается, свойства световозвращающей системы ухудшаются. Микроскопический КУО содержит электростатический привод, который может отклонять одно из зеркал с частотой около 1 кГц. На сегодняшний день получены результаты, свидетельствующие о возможности передачи модулированного сигнал на скорости порядка нескольких килобит в секунду. Поскольку сама «умная пылинка» не излучает в этом случае свет, а отражает его, пассивный передатчик потребляет небольшое количество энергии. Используя КУО, Чу и Пистер продемонстрировали передачу данных на скорости до 1 килобита в секунду на расстояние до 150 метров, применяя 5-милливаттный лазер (P. B. Chu, N. R. Lo, E. C. Berg, K. S. J. Pister, „Optical Communication Using Micro Corner Cube Reflectors”, Proc. of IEEE MEMS Workshop, Nagoya, Japan, January 1997, стр. 350–355).

Стоит подчеркнуть, что в случае использования пассивных оптический линий связи на основе КУО линия прямой видимости не должна перекрываться. Кроме того, пассивный передатчик на основе КУО является направленным по своей природе, и кубический уголковый отражатель может передавать сигнал на базовый трансивер только в случае, если пространственная диагональ КУО направлена непосредственно на КУ — допустимо отклонение в пределах нескольких десятков градусов. Пассивный передатчик может отражать излучение в нескольких направлениях при использовании нескольких разнонаправленных КУО, но при этом неизбежно увеличение размеров мота. Даже если мот оснащается несколькими КУО, отсутствие всенаправленной передачи довольно сильно влияет на осуществимость стратегии сетевой маршрутизации.

На рис. 3 изображена оптическая сеть на основе АОЛС, использующая пассивную передачу информации с применением КУО. Базовый трансивер оснащен лазером, луч которого освещает область, содержащую «умные пылинки». Этот луч может быть модулирован передаваемыми данными, включая команды на включение и запрос информации от мота. Когда луч не модулируется, моты могут использовать КУО для передачи данных обратно на базовую станцию. Высокоскоростная видеокамера с ПЗС-матрицей, размещенная на КУ, «видит» эти сигналы КУО как вспышки света. Затем коммуникационный узел декодирует эти мигающие изображения в данные. Эксперимент Кана и Пистера показал, что такая схема позволяет достичь скорости передачи данных в несколько килобит в секунду на расстоянии нескольких сотен метров при ярком солнечном освещении (V. S. Hsu, J. M. Kahn, and K. S. J. Pister, „Wireless Communications for Smart Dust”, Electronics Research Laboratory Memorandum Number M98/2, 1998). Ночью в условиях чистого неподвижного воздуха диапазон дальности действия увеличивается до нескольких километров. Поскольку камера использует процесс формирования изображения для разделения одновременных передач от различных мотов, можно сказать, что она использует мультиплексную передачу с пространственным уплотнением. Возможность выделять отдельные каналы в процессе передачи данных, является следствием использования коротких волн видимого или ближнего ИК-излучения. Это не требует какой-либо координации между мотами, а значит, не требует усложнения их конструкции.

Когда сценарий применения требует, чтоб моты использовали активные оптические передатчики, MEMS-технология может быть использована для сборки полупроводникового лазера, конденсорной линзы и микрозеркала, управляющего лучом, как показано на рис. 1. Активные передатчики делают возможной связь между «умными пылинками» при условии наличия прямой видимости между ними. Энергопотребление предполагает компромисс между пропускной способностью и дальностью действия. Моты могут осуществлять обмен данными на больших расстояниях (десятки километров) при низких скоростях передачи данных или более высоких скоростях (мегабиты в секунду) на более коротких расстояниях. Относительно высокое потребление питания полупроводниковыми лазерами (порядка 1 мВт) приводит к тому, что активные передатчики могут использоваться только для краткосрочных обменов в пакетном режиме. В случае использования сети датчиков на основе мотов с активными передатчиками потребуется использование специального протокола, фокусирующего их лучи на приемных устройствах.