面向碳排放与碳汇监测的大规模无线传感网理论与关键技术重大项目

“面向碳排放与碳汇监测的大规模无线传感网理论与关键技术”重大项目指南科学有效的碳排放与碳汇监测将提升我国在应对全球气候变化的国际事务中的话语权，并为国家发展低碳经济提供科学依据。由于城市和森林生态系统的时空异质性和尺度复杂性，大范围、长期、持续、同步监测城市和森林生态关键指标存在困难。作为沟通物理世界和数字世界的桥梁，无线传感网在碳排放和碳汇监测中具有得天独厚的技术优势。开展大规模传感网的基础理论与关键技术研究，构建相应的典型应用系统，可以为碳排放与碳汇监测向多站点联合、多系统组合、多尺度拟合、多目标融合的方向发展创造条件。在科学基金等项目的持续支持下，我国已经具备了开展相关研究的基础队伍和研究条件。本重大项目围绕“大规模资源受限型无线网的组网、定位和诊断”和“海量进化型感知数据的认知和管理”两大科学问题，通过多学科交叉研究，构建具有国际领先水平的开放共性实验平台，促进无线传感网基础理论、关键技术与规模化应用的有机结合，为建立与完善我国物联网理论和应用技术体系框架奠定基础。一、科学目标本重大项目从大规模无线传感网的基础科学理论、综合实验平台、典型应用示范三个层次开展基础科学问题和关键技术研究，力争在大规模无线传感网面临的“大规模资源受限型无线网的组网、定位和诊断”和“海量进化型感知数据的认知和管理”两大科学问题上取得突破，解决无线传感网传感失谐、诊判失据、模型失用和评测失调等基础理论和关键技术难题，为物联网应用发展提供理论与技术支撑。无线传感网在环境监测、灾害预警、工业控制、智能交通、远程医疗等领域，国内外已有诸多相关研究和系统部署，但无线传感网技术仍面临规模化应用壁垒：当前典型无线传感网系统的总规模不超过数百个节点，通常仅覆盖一个或几个较小的试验性区域，仅支持几跳甚至单跳数据收集；受制于能量效率、系统管理和网络维护技术，传感网可持续运转时间也无法满足对城市和森林进行长期持续监测的需求。本重大项目争取在基础理论和关键技术取得突破的基础上，结合生态定位观测站构建一个覆盖城市和森林的大规模多维碳排放与碳汇监测无线传感网实验平台，为碳排放与碳汇评测标准的建立提供科学依据。力争在综合实验平台和典型应用示范中实现传感网系统总规模达到上万个节点、网络覆盖面积超过100平方公里，以无线多跳自组技术实现10跳以上数据收集，单基站传感子网最大控制节点数超过1000个节点。二、研究内容1．非绑定自组织网络的弱状态路由与后IP寻址突破传统IP方式相对固定架构（绑定物理位置、绑定物理连接）的限制，研究动态环境下大规模无线传感网的非绑定路由模型与网络架构。2．持续进化型海量感知数据的量质融合管理面向碳排放和碳汇长期监测、测量的需求，针对传感网数据持续变化和质量低的特点，研究持续进化型海量感知数据的量质融合管理的基础理论和关键技术。3．规模型泛在系统非基于领域知识的自演化与自导向诊断针对野外监测环境复杂多变、节点和数据传输不可靠的特点，研究网络智能再生机制，非基于领域知识、具有鲁棒性的系统自演化技术，及自导向的节点自我诊断方法。4．规模型无线网络可定位性理论与非测距定位方法针对环境监测应用的特点，突破传统基于精确测距的定位方法带来的局限，探索复杂环境下无线网络的自组织定位方法。5．规模化自组织传感网在碳排放和碳汇监测中的典型应用突破传感网技术规模化应用壁垒，针对城市和森林的碳排放与碳汇监测开展典型应用，为碳交易、节能减排效果以及碳汇能力评估提供科学依据。三、资助期限5年（2012年1月至2016年12月）四、资助经费2000万元五、申请注意事项1.申请书的资助类别选择“重大项目”，亚类说明选择“项目申请书”或“课题申请书”，附注说明选择“面向碳排放与碳汇监测的大规模无线传感网理论与关键技术”（以上选择不准确或未选择的项目申请将不予受理）。2.“项目申请书”中的“主要参与者”只填写各课题“申请人”相关信息；“签字和盖章页”中“依托单位公章”盖“项目申请人”所属依托单位公章，“合作研究单位公章”盖“课题申请人”所属依托单位公章。3.“课题申请书”中的“主要参与者”包括课题所有主要成员相关信息；“签字和盖章页”中“依托单位公章”盖“课题申请人”所属依托单位公章，“合作研究单位公章”盖合作研究单位的法人单位公章。4.“项目申请书”和“课题申请书”应当通过各自的依托单位提交。5.重大项目只接受整体申请，要分别撰写项目申请书和课题申请书，不接受仅针对项目指南中某一部分研究内容或一个课题的申请。项目整体申请课题设置不超过5个。每一个课题一般由1个单位承担，最多不超过2个，项目承担单位数合计不超过5个。项目主持人必须是其中1个课题的负责人。6.本项目由信息科学部和生命科学部联合提出，由信息科学部负责受理。