Bežične mreže dodira (BSS). Bežična dodirna mreža



Želim posvetiti svoj članak bežičnom tehnologijom dodira (bežične senzorske mreže), koje mi se čini, on mi se čini da je neželjena pažnja HABRA zajednice. Glavni razlog za to vidim da tehnologija još nije postala masivna i uglavnom zanimljiva akademskim krugovima. Ali mislim da ćemo u skoroj budućnosti vidjeti mnogo proizvoda, na ovaj ili onaj način na temelju tehnologija takvih mreža. Proučavao sam senzorne mreže nekoliko godina, napisali su tezu kandidata za ovu temu i brojne članke u ruskim i stranim časopisima. Razvio sam i kurs na bežičnim dodirnim mrežama, koje sam pročitao na državnom univerzitetu Nizhny Novgorod (ne donosim vezu do tečaja, ako vas zanima, mogu dati vezu u privatnom). Imati iskustvo u ovom području, želim da ga podijelim sa cijenjenom zajednicom, nadam se da ćete biti zainteresirani.

Opći

Bežične senzorne mreže u posljednje vrijeme dobile su veliki razvoj. Takve mreže koje se sastoje od pluralnosti minijaturnih čvorova opremljenih primateljem primatelja male snage, mikroprocesor i senzor mogu povezati globalne računarske mreže i fizički svijet. Koncept bežičnih sentorijskih mreža privlači pažnju mnogih naučnika, istraživačkih instituta i komercijalnih organizacija, što je pružilo veliki tok naučnog rada na ovoj temi. Veliki interes za učenje takvih sustava rezultat je širokog spektra korištenja senzornih mreža. Bežične senzorne mreže, posebno mogu se koristiti za predviđanje kvara opreme u zrakoplovnim sistemima i automatizaciji zgrada. Zbog svoje sposobnosti samoorganizacije, autonomije i velike tolerancije greške, takve se mreže aktivno koriste u sigurnosnim sistemima i vojnim primjenama. Uspješna upotreba bežičnih senzornih mreža u medicini praćenja zdravlja povezana je s razvojem bioloških senzora kompatibilni sa integriranim čvorovima senzora. Ali najveća distribucija bežičnih senzornih mreža dobivena je u području nadgledanja i živih bića za nadgledanje okoliša.

Gvožđe

Zbog nedostatka jasne standardizacije u senzornim mrežama, postoji nekoliko različitih platformi. Sve platforme ispunjavaju osnovne osnovne zahtjeve za dodirne mreže: malu potrošnju energije, dugi rad, primatelji i senzori sa malim napajanjem i senzorima. Micaz, telosb, Intel Mote 2 može se pripisati glavnim platformama.

Michaz.

  • Mikroprocesor: atmel atmega128l
  • 7.3728 MHZ frekvencija
  • 128 KB Flash memorije za programe
  • 4 KB SRAM za podatke
  • 2 Uartove
  • SPI SHINA
  • I2C guma
  • Radio: Chipcon CC2420
  • Vanjska flash memorija: 512 Kb
  • 51-pinski dodatni konektor
  • osam 10-bitnog analognog I / O
  • 21 Digital I / O
  • Tri programirajuće LED
  • Jtag port
  • Hrana iz dvije aa baterije
Telosb.
  • Mikroprocesor: MSP430 F1611
  • 8 MHZ frekvencija
  • 48 KB Flash memorije za programe
  • 10 KB RAM-a za podatke
  • SPI SHINA
  • Povezani 12-bitni ADC / DAC
  • DMA kontroler
  • Radio: Chipcon CC2420
  • Vanjska flash memorija: 1024 KB
  • 16-pinski dodatni konektor
  • Tri programirajuće LED
  • Jtag port
  • Neobavezno: Senzori svjetlosti, vlaga, temperatura.
  • Hrana iz dvije aa baterije


Intel Mote 2.
  • 320/416/520 MHz PXA271 Xscale mikroprocesor
  • 32 MB flash memorije
  • 32 MB RAM-a
  • Mini-USB sučelje
  • I-MOTE2 priključak za vanjske uređaje (31 + 21 PIN)
  • Radio: Chipcon CC2420
  • LED indikatori
  • Pokreće tri AAA baterije

Svaka je platforma zanimljiva i ima svoje karakteristike. Lično sam imao iskustva sa radom sa platformama Telosb i Intel Mote 2. Također u našoj laboratoriji razvijen je vlastitu platformu, ali komercijalna je i ne mogu detaljno reći o tome.

Najčešća prije 3 godine bila je upotreba CC2420 čipseta kao primatelja primanja niske snage.

Softver i transfer podataka

Glavni standard prijenosa podataka u dodirnim mrežama je IEE802.15.4, koji je posebno dizajniran za bežične mreže s prijenosnicima koji primaju nisku energiju.

Ne postoje standardi u oblasti softvera u senzornim mrežama. Postoji nekoliko stotina različitih protokola za obradu podataka, kao i sistemi upravljanja čvorom. Najčešći operativni sistem je sistem otvorenog koda - Tinyos (biti na Sveučilištu Stanfordst, lično se sastao s jednim od programera). Mnogi programeri (posebno u vezi sa komercijalnim sistemima) pišu njihov sistem upravljanja, često na java jeziku.

Program kontrole touch čvora koji pokreće Tinyos operativni sistem napisan je na NSC jeziku.

Treba napomenuti da je zbog visokih troškova opreme i složenosti postavki dodirnih mreža, različiti sustavi modeliranja dobiveni široku distribuciju, posebno tossim sustav, posebno dizajniran da simulira rad čvorova Tinyos.

Zaključak

Senzorne mreže postaju sve više distribuirane u Rusiji. Kada sam počeo da studiram 2003. godine, broj ljudi u Rusiji koji je bio upoznat sa ovom tehnologijom mogao bi se prebrojati na prste. Uključujući u Rusiju, to se bavilo neprikladnim luxsoft laboratorijima.

Radio sam sa senzornim mrežama 6 godina i mogu reći puno o tim tehnologijama. Ako je zajednica Hubrasom zanimljiva i ja ću imati priliku, rado ću napisati niz članaka o ovoj temi. Mogu utjecati na stvari poput: Stvarni rad sa TMOTESky platformom, programskim značajkama za Tinyos sustav na NESC jeziku, originalnim istraživačkim rezultatima dobivenim u našim laboratorijima, u utiscima u okviru Univerziteta Stanford, u projektu na senzornim mrežama.

Hvala svima na pažnji, rado ću odgovoriti na vaša pitanja.

1

Izvršena je analiza bežičnih senzornih mreža. Za istraživanje je odabran program OMNET ++. Zadatak se provodi za proučavanje modela asortiman bežičnih senzornih mreža i evaluaciju parametara njihovog funkcioniranja. Sljedeći zadaci su rešeni: poboljšan je model potrošnje energije u bežičnim senzornim mrežama, predlazan je algoritam za rad ovog modela, što vam omogućava da smanjite kašnjenja u prenošenju paketa između čvorova. U odabranom programu razvijen je model računara, dokazan je da je upotreba ovog modela učinkovito i prikladna u praksi. Ovaj je članak proveo proučavanje potrošnje električne energije mrežnih čvorova. To je potrošnja energije koja je ključni parametar za kvalitet funkcioniranja bežičnih senzornih mreža, tako da se prvo postavlja pitanje njegovog izračuna prilikom stvaranja takvih sistema. Provedena je detaljna analiza potrošnje energije bežičnih senzora mreža, a predložena je metoda izračunavanja potrošnje električne energije na terminalnim čvorovima. Predloženi su različiti pristupi smanjenju potrošnje energije. Glavna točka energetsko-efikasnih mrežnih operacija moći će staviti više čvorova u režimu mirovanja, direktno kako bi se povećalo trajanje svog vijeća baterije. Također u kontaktnim mrežama pomoću Zigbee tehnologije, moguće je komprimirati informacije prije nego što se pošalje. Iznos energije utrošenog na isti način ovisit će o odabranoj topologiji mreže. Dokazano je da se najmanji troškovi energije pojavljuju kada se koriste topologije "zvezde" ili "klastera", jer su u tim topologijama koordinatori direktno povezani sa stacionarnom mrežom.

bežična dodirna mreža

oMNET ++ program

kašnjenja u transferu

potrošnja energije senzora

mrežna širina pojasa

uštedu energije

1. Terenyev M.N. Način rada sistema praćenja za praćenje objekata sa promjenjivom konfiguracijom na temelju diskretnih bežičnih senzornih mreža: DIS. ... kazina. Tehn Nauke: 05.13.15 / M.N. Terentyev. - Moskva, 2010.- 154 str.

2. Khusnullin V.I. Studija potrošnje električne energije čvorova u bežičnom dodirnoj mreži / V.I. Husnullin, E.V. Glushak // Teze. Dokl. Na II naučnom forumu "Telekomunikacije: teorija i tehnologija (TTT)" na XVIII međunarodnoj naučno-tehničkoj konferenciji "Problemi tehnologije i telekomunikacione tehnologije". - Kazan, 2017. - T. 2. - str. 10-13.

3. Ivanova I.A. Određivanje oboda zone prevlake bežičnih senzornih mreža / I.A. Ivanova // Industrijska ACS i kontroleri. - 2010. - № 10. - str. 25-30.

4. Vlasova v.a. Analiza energetskih ciklusa čvorova bežičnih sentornih mreža / v.a. Vlasova, A.n. Zelenin // Istočni europski časopis napredne tehnologije. - 2012. - T. 3, br. 9 (57). - P. 13-17.

5. GALKIN P.V. Značajke implementacije bežičnih senzornih mreža zasnovanih na Zigbee tehnologiji: mater. VI intervans Naučna studija. Conf. / P.V. Galkin, D.v. Karlovsky // Stvarni problemi nauka. - 2010. - № 31. - str. 7-11.

6. Baskakov S. Evaluacija potrošnje energije bežičnih čvorova u mrežama mreža / eg. Baskekov // bežična tehnologija. - 2010. - № 1. - P. 28-31.

7. Kireev A.o. Distribuirani sustav nadgledanja energije bežičnih senzornih mreža / a.o. Kireev, A.V. Svjetla // Izvestia Južni Afu. Tehničke nauke. - 2011. - № 5 (118). - str. 60-65.

8. Daniel Kifetew Shenkutie, Preostali nadgledanje energije u bežičnim senzornim mrežama / školama informatičke nauke, računar i elektrotehnike Halmstad univerzitet. - 2011. - 84 str.

9. Kramošenko e.g. Smanjenje potrošnje energije osjetilnih mreža zbog unaprijed kompresije podataka: mater. do sveg kruga IV. Naučna škola. Conf. / E.G. Kramošenko, M.V. Privov // Sustavi za upravljanje informacijama i nadzor računara 2013. - Donetsk: Donntu, 2013. - P. 364-369.

Nedavna dostignuća iz oblasti poluvodiča, mreže i materijalnih i tehničkih tehnologija široke su raspoređivanje velikih bežičnih senzornih mreža (WSN).

Bežična senzorna mreža je distribuirana, samoorganizaciona mreža senzora (senzora) i pogona u kombinaciji sa radio kanalom. Štaviše, područje pokrivenosti takve mreže može biti od nekoliko metara do nekoliko kilometara zbog mogućnosti relej poruka iz jednog elementa u drugu.

Predložen je model bežične touch mreže. Za procjenu učinkovitosti predloženog modela, izvršite modeliranje u softverskom paketu OMNET ++. Analizirat ćemo postupak modeliranja i rezultate modeliranja. OMNET ++ je objektno orijentiran mrežni simulator s diskretnim događajem.

U simulacijama postoje dvije vrste paketa: Paketi za poruke koji se koriste čvorovima senzora za slanje informacija na čvor prijemnika, a drugi tip je energetski paket koji se koristi za prenošenje energetskih podataka u jedinicu za nadgledanje. U simulaciji svaki čvor periodično izračunava količinu potrošenog energije, kao i predviđa količinu energije da će konzumirati u narednom periodu. Postoji usporedba količine energije koja se konzumira s predviđenim: ako je razlika između njih veća od određenog praga, čvor će poslati energetski paket na glavni mrežni čvor (bazna stanica). Neki paketi sadrže informacije o projektovanju potrošnje energije u čvorovima. Numeričke vrijednosti odabrane za modeliranje mogu se vidjeti u donjoj tabeli.

Polovne numeričke vrijednosti

Te se vrijednosti koriste u svim simulacijama. Da bi pokazali efikasnost predloženog modela predviđanja, implementirana je mreža sa stotinu čvorova. Mreže Mreža koristi odabrani protokol usmjeravanja, nazvan MFR, za slanje paketa na čvor prijemnika. Čvor koji koristi MFR podatke na čvor u njegovom rasponu prijenosa.

Na slici. 1 čvor Snosi svoje podatke u M, jer je bliže prijemniku d nego drugi čvorovi u svom rasponu mjenjača kada se projicira linija koja povezuje s čvorovima za SO-a koristeći poruku na lokaciju Obavijestite ih lokacijom svojih susjeda. Čvorovi senzora u mreži ispunjavaju tablicu usmjeravanja lokacija svojih susjeda i odaberu najbliže prenosu podataka.

Implementirajte simulaciju izvedene pomoću OMNET ++ modeliranja. Greška se analizira između preostale energije u svakom čvoru i vrijednosti registriranom u čvoru za praćenje za različite vrijednosti praga. Zatim, istražuju se odnos između broja energetskih paketa koji se šalje na upravljačku jedinicu i korištena vrijednost praga. Troškovi energije su energija potrošena čvorovima na mreži za pohranu podataka u upravljačkoj jedinici u odnosu na količinu preostale energije koja ostaje u njihovim baterijama. Ova mrežna energija ovisi o prosječnom broju energetskih paketa koji se svakog senzorskog čvora šalje upućeni na nadzorni čvor. Na slici. 2 prikazuje prosječni broj paketa koji se šalju na čvor za različite vrijednosti praga kada je E \u003d 100 s.

Nakon pokretanja simulacije za dva i pol sata, rezultati simulacije predstavljeni su na slici. 2 i 3. Grafikoni na brojkama prikazuju broj energetskih paketa koji su poslani u upravljačku jedinicu za tri perioda predviđanja (T \u003d 200, t \u003d 300 i T \u003d 400), kada su dva različita maksimalna brzina dolaska (E \u003d 100 s i e \u003d 50 od). Grafikoni u dvije figure pokazali su kako se stopa dolaska povećava, broj isporučenih energetskih paketa obično se povećava. S istom brzinom dolaska podataka povećava se broj isporučenih energetskih paketa, jer se prag pogreške predviđanja opada.

Sl. 2. Prosječan broj paketa poslanih na čvor kada je E \u003d 100 s

Sl. 3. Prosječan broj paketa poslanih na čvor kada je e \u003d 50 s

Na slici. 4 i 5 prikazuju brojne energetske pakete poslane kada se dogodi događaj da se pokreće senzor senzora čvorova, smatra se strogo periodičnim. Polovni periodi dolaska između događaja p \u003d 50 i p \u003d 100 s. Prema rasporedima, broj energetskih paketa poslanih iz svakog čvora povećao se jer se vrijeme dolaska smanjilo. U istom periodu odabrani broj paketa pokazao je priraštaj kada se prag opada.

Energija prilikom izgradnje energetske kartice izravno je povezana s količinom potrošenog energije, kao rezultat toga se povećava, jer se pravi prag greške u predviđanju smanjuje. Rezultati izvršenog imitacije pokazali su i da rok predviđanja poveća broj isporučenih energetskih paketa. To je zbog činjenice da s dužim intervalima predviđanja, potrošnja energije od čvorova pokazuje više periodičnija karaktera nego kraći intervali predviđanja. To dovodi do preciznije prognoze potrošnje energije, jer metoda ovisi o prethodnoj historiji potrošnje energije čvorova koje treba predvidjeti.

Sl. 4. Prosječni broj paketa poslanih na čvor kada je p \u003d 100 s

Sl. 5. Prosječan broj paketa poslanih na čvor kada je p \u003d 50 s

Na slici. 6 prikazuje usporedbu rezultata dobivenih u eksponencijalnoj upotrebi metode predložene u ovom radu i rezultati pronađeni u. Poređenje se vrši na osnovu prosječnog broja energetskih paketa koji se šalju na čvor za praćenje različitih vrijednosti praga.

U pravilu je prosječan broj paketnog energije poslat na nadzor koji je veći za sve pragove koje se koriste kada se koristi eksponencijalni model od vjerojatnosti b kada se pretpostavlja da se pojavljivanje događaja u okolišu ravnomjerno raspoređuje . To je zbog činjenice da metoda eksponencijalnog prosjeka predviđa nadolazeću potrošnju energije čvorova na osnovu njihove historije potrošnje energije. Zbog pojave neočekivanih događaja, ponašanje nekih komponenti koje konzumiraju čvorove mogu odstupiti od prosječne energije koju su koristili u prošlosti. To utječe na očekivana predviđanja o potrošnji energije u budućnosti čvorova, ohrabrujući čvorove da pošalju veći broj paketa.

Sl. 6. poređenje modela (prosječni paketi koji se šalju na čvor)

Što je veći broj energetskih paketa upućen na nadzor čvora, što je veći trošak izgradnje energetske kartice. U slučaju strogo periodičnog modela dolaska događaja, eksponencijalni model koji se koristi u ovom radu prikazuje bolje performanse od modela koji se koristi u kada je prag postavljen za 1% i 3%. To je zbog stalne potrošnje energije čvorova povezanih s periodičnim karakterom događaja.

Na slici. 7 i 8 prikazuje ukupan broj paketa na mreži za dva različita modela dolaska paketa. U oba slučaja, ukupni broj energetskih paketa u mreži povećava se kada se vrijednost praga opada, a broj paketa poruka ostaje nepromijenjen. Povećanje ukupne količine energetskih paketa povećava troškove energetske kartice, jer je direktno povezana s brojem energetskih paketa poslanih iz čvora senzora. Oba brojeva prikazuju ukupan broj paketa na mreži za cijeli period modeliranja kada je predviđanje predviđanja postavljen na 400 sekundi.

Evaluacija nadzora energije je razlika između preostale energije svakog čvora i zaostale energije registrirane u upravljačkoj jedinici. Kao rezultat procjene zaključujemo da se količina energije koja prelazi vrijednost praga, akumulirana je u jedinici za nadzor i odstupanje više za veće vrijednosti praga.

1) Glavna točka energetskog efikasnog mrežnog operacija moći će staviti više čvorova u režimu mirovanja, direktno kako bi se povećalo trajanje svog vijeća baterije. Kada je dodirni čvor u aktivnom stanju, može ići u stanje mirovanja, omogućavajući mu da smanji potrošnju energije. Touch čvor ulazi u ovaj način između prijemačnih / podataka. Svi se modovi sastoje od ciklusa, a svaki će se ciklus sastojati od perioda spavanja i razdoblja slušanja. Maksimalni troškovi energije bit će prenositi i primanje podataka. Naime, jedna od mogućnosti za smanjenje potrošnje energije bit će tranzicija senzora iz aktivnog načina rada u stanje mirovanja, kada je potrošnja energije minimalna;

2) U dodirnim mrežama pomoću ZigBee tehnologije moguće je komprimirati informacije prije nego što se pošalje. To smanjuje vrijeme prijenosa, sam uređaj smanjuje svoj boravak na zraku i naravno troši manju količinu energije za prenos paketa podataka. Za direktnu kompresiju zahtijeva kodeke. Upotreba kodeka smanjuje potrošnju energije komprimiranjem prenesenih informacija. Minimiziranje količine podataka emitovanih podataka smanjit će potrošnju energije.

3) iznos energije utrošenog na isti način ovisit će o odabranoj topologiji mreže. Energija se više troši u topologiju ćelije zbog činjenice da svaki mrežni čvor ulazi u priključak češće i, prema tome, u radnom stanju to je više.

Sl. 7. Ukupan broj paketa na mreži za P \u003d 50

Sl. 8. Ukupan broj paketa na mreži za E \u003d 50

Najmanji troškovi energije pojavljuju se kada koriste topologije "zvezde" ili "klastera", jer u ovim topologijama koordinatori su direktno povezani sa stacionarnom mrežom.

Bibliografska referenca

Achilova I.I., Glushak E.V. Studija bežičnih senzornih mreža // International Journal of Primijenjena i temeljna istraživanja. - 2018. - № 5-1. - P. 11-17;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id\u003d12208 (Datum rukovanja: 26.04.2019.). VAŠE VAŠU PAŽNJU SVOJU OBJAVLJIVANJE MAGAZINIKA U IZDAVANJU KUĆU "Akademija prirodnih znanosti"

Jedinstvene senzorne mreže imaju jedinstvene karakteristike razmeštanja svjetla, samoorganizacije i tolerancije na grešku. Nakon što su se pojavili kao nova paradigma za prikupljanje informacija, bežične senzorne mreže korištene su u širokim zdravstvenim problemima, kontroli okoliša, energijom, sigurnošću i proizvodnjom hrane.

Tokom posljednjih nekoliko godina bilo je mnogo preduvjeta koje će se senzorne mreže postati stvarne. Stvoreno je nekoliko prototipa senzornih čvorova, uključujući moteze u Berkeleyu, Uamps u MIT-u (na Massachusetts Institutu za tehnologiju) i gnomi u riži. Osnovne karakteristike senzornih mreža su pozicioniranje, otkrivanje, praćenje i otkrivanje. Pored vojnih primjenjivanja, civilne prijave također su temeljene na elementarnim funkcijama koje se mogu podijeliti u nadzor staništa, nadgledanje okoliša, zdravstvene zaštite i druge reklame

aplikacije. Pored toga, Sibley je nedavno stvorio mobilni senzor koji je pozvan kao robomota, opremljen je točkovima i u stanju se kretati po polju.

    kao jedan od prvih pokušaja korištenja senzornih mreža za civilnu upotrebu, Berkeley i Intel Research Laboratory koriste se na dodirnu mrežu za nadgledanje očitavanja oluje na patki Velikog otoka, Maine u ljeto 2002. godine. Dva treća senzora senzora instalirana su sa obale Mainea žetve potrebnih (korisnih) informacija u realnom vremenu na svijet Putin (Internet). Sistem je radio više od 4 mjeseca i isporučio podatke.

    2 mjeseca, nakon što su naučnici napustili otok zbog loših vremenskih uvjeta (zima). Ova aplikacija za nadgledanje staništa važna je klasa aplikacija za dodirnih mreža. Najvažnije je da mrežni senzori mogu prikupljati informacije pod opasnim uvjetima nepovoljnim ljudima. Tokom studija praćenja razmatrani su kriteriji za dizajn, uključujući kreiranje dizajna, stvaranjem senzornog sistema s mogućnošću daljinskog pristupa i upravljanja podacima. Uloženi su brojni pokušaji za postizanje zahtjeva, što je dovelo do izrade skupa mrežnih sistema prototipa. Senzorni sistem koji koristi Berkeley i Intel Research Laboratory, iako je primitivan, bio efikasan u prikupljanju zanimljivih podataka o okolišu i pružio naučnike sa važnim informacijama.

Senzorne mreže su pronašle aplikacije u području promatranja i predviđanja (pretpostavke). Živi primjer takve aplikacije je automatizirana lokalna evaluacija u realnom (ALERT) sustavu, koju je razvila nacionalna prognoza s bežičnom senzorskom mrežom. Opremljen meteorološkim / hidrološkim senzorskim uređajima, senzori u tim uvjetima obično mjere nekoliko svojstava lokalnog vremena, poput nivoa vode, temperature, vjetra. Podaci se prenose izravnom radio linijom (radio-line radio komunikacije) kroz senzore na baznoj stanici. Model predviđanja poplava prilagođen je za obradu podataka i izdavanje automatskog upozorenja. Sistem pruža važne informacije o količini padavina i vode u stvarnom vremenu za procjenu mogućnosti potencijalnog poplave bilo gdje u zemlji. Ovaj (trenutni) sistem upozorenja instaliran je u cijeloj obali zapadne US i koristi se za sprečavanje poplava u Kaliforniji i Arizoni.

    nedavno se senzorski sustavi intenzivno koriste u zdravstvenom sektoru koji koriste pacijenti i ljekari za praćenje i praćenje nivoa glukoze, detektora raka, pa čak i umjetnih organa. Naučnici sugeriraju mogućnost implantacije biomedicinskih senzora u ljudsko tijelo u različite svrhe. Ovi senzori prenose informacije vanjskom računarskom sistemu putem bežičnog sučelja. Nekoliko senzora biomedicina kombinirano je u aplikativni sustav za određivanje dijagnoze i liječenja bolesti. Senzori biomedicina predviđaju napredniji nivo medicinske njege.

Glavna razlika između bežičnih senzornih mreža sa tradicionalnih računalnih i telefonskih mreža nedostatak je stalne infrastrukture koja pripada određenom operateru ili davatelju usluga. Svaki korisnički terminal u dodirnoj mreži ima mogućnost funkcioniranja ne samo kao terminalni uređaj, već, kao i tranzitni čvor, kao što je prikazano na slici 1.2.

Slika 1.2 - Primjer povezivanja mrežnih senzora



Želim posvetiti svoj članak bežičnom tehnologijom dodira (bežične senzorske mreže), koje mi se čini, on mi se čini da je neželjena pažnja HABRA zajednice. Glavni razlog za to vidim da tehnologija još nije postala masivna i uglavnom zanimljiva akademskim krugovima. Ali mislim da ćemo u skoroj budućnosti vidjeti mnogo proizvoda, na ovaj ili onaj način na temelju tehnologija takvih mreža. Proučavao sam senzorne mreže nekoliko godina, napisali su tezu kandidata za ovu temu i brojne članke u ruskim i stranim časopisima. Razvio sam i kurs na bežičnim dodirnim mrežama, koje sam pročitao na državnom univerzitetu Nizhny Novgorod (ne donosim vezu do tečaja, ako vas zanima, mogu dati vezu u privatnom). Imati iskustvo u ovom području, želim da ga podijelim sa cijenjenom zajednicom, nadam se da ćete biti zainteresirani.

Opći

Bežične senzorne mreže u posljednje vrijeme dobile su veliki razvoj. Takve mreže koje se sastoje od pluralnosti minijaturnih čvorova opremljenih primateljem primatelja male snage, mikroprocesor i senzor mogu povezati globalne računarske mreže i fizički svijet. Koncept bežičnih sentorijskih mreža privlači pažnju mnogih naučnika, istraživačkih instituta i komercijalnih organizacija, što je pružilo veliki tok naučnog rada na ovoj temi. Veliki interes za učenje takvih sustava rezultat je širokog spektra korištenja senzornih mreža. Bežične senzorne mreže, posebno mogu se koristiti za predviđanje kvara opreme u zrakoplovnim sistemima i automatizaciji zgrada. Zbog svoje sposobnosti samoorganizacije, autonomije i velike tolerancije greške, takve se mreže aktivno koriste u sigurnosnim sistemima i vojnim primjenama. Uspješna upotreba bežičnih senzornih mreža u medicini praćenja zdravlja povezana je s razvojem bioloških senzora kompatibilni sa integriranim čvorovima senzora. Ali najveća distribucija bežičnih senzornih mreža dobivena je u području nadgledanja i živih bića za nadgledanje okoliša.

Gvožđe

Zbog nedostatka jasne standardizacije u senzornim mrežama, postoji nekoliko različitih platformi. Sve platforme ispunjavaju osnovne osnovne zahtjeve za dodirne mreže: malu potrošnju energije, dugi rad, primatelji i senzori sa malim napajanjem i senzorima. Micaz, telosb, Intel Mote 2 može se pripisati glavnim platformama.

Michaz.

  • Mikroprocesor: atmel atmega128l
  • 7.3728 MHZ frekvencija
  • 128 KB Flash memorije za programe
  • 4 KB SRAM za podatke
  • 2 Uartove
  • SPI SHINA
  • I2C guma
  • Radio: Chipcon CC2420
  • Vanjska flash memorija: 512 Kb
  • 51-pinski dodatni konektor
  • osam 10-bitnog analognog I / O
  • 21 Digital I / O
  • Tri programirajuće LED
  • Jtag port
  • Hrana iz dvije aa baterije
Telosb.
  • Mikroprocesor: MSP430 F1611
  • 8 MHZ frekvencija
  • 48 KB Flash memorije za programe
  • 10 KB RAM-a za podatke
  • SPI SHINA
  • Povezani 12-bitni ADC / DAC
  • DMA kontroler
  • Radio: Chipcon CC2420
  • Vanjska flash memorija: 1024 KB
  • 16-pinski dodatni konektor
  • Tri programirajuće LED
  • Jtag port
  • Neobavezno: Senzori svjetlosti, vlaga, temperatura.
  • Hrana iz dvije aa baterije


Intel Mote 2.
  • 320/416/520 MHz PXA271 Xscale mikroprocesor
  • 32 MB flash memorije
  • 32 MB RAM-a
  • Mini-USB sučelje
  • I-MOTE2 priključak za vanjske uređaje (31 + 21 PIN)
  • Radio: Chipcon CC2420
  • LED indikatori
  • Pokreće tri AAA baterije

Svaka je platforma zanimljiva i ima svoje karakteristike. Lično sam imao iskustva sa radom sa platformama Telosb i Intel Mote 2. Također u našoj laboratoriji razvijen je vlastitu platformu, ali komercijalna je i ne mogu detaljno reći o tome.

Najčešća prije 3 godine bila je upotreba CC2420 čipseta kao primatelja primanja niske snage.

Softver i transfer podataka

Glavni standard prijenosa podataka u dodirnim mrežama je IEE802.15.4, koji je posebno dizajniran za bežične mreže s prijenosnicima koji primaju nisku energiju.

Ne postoje standardi u oblasti softvera u senzornim mrežama. Postoji nekoliko stotina različitih protokola za obradu podataka, kao i sistemi upravljanja čvorom. Najčešći operativni sistem je sistem otvorenog koda - Tinyos (biti na Sveučilištu Stanfordst, lično se sastao s jednim od programera). Mnogi programeri (posebno u vezi sa komercijalnim sistemima) pišu njihov sistem upravljanja, često na java jeziku.

Program kontrole touch čvora koji pokreće Tinyos operativni sistem napisan je na NSC jeziku.

Treba napomenuti da je zbog visokih troškova opreme i složenosti postavki dodirnih mreža, različiti sustavi modeliranja dobiveni široku distribuciju, posebno tossim sustav, posebno dizajniran da simulira rad čvorova Tinyos.

Zaključak

Senzorne mreže postaju sve više distribuirane u Rusiji. Kada sam počeo da studiram 2003. godine, broj ljudi u Rusiji koji je bio upoznat sa ovom tehnologijom mogao bi se prebrojati na prste. Uključujući u Rusiju, to se bavilo neprikladnim luxsoft laboratorijima.

Radio sam sa senzornim mrežama 6 godina i mogu reći puno o tim tehnologijama. Ako je zajednica Hubrasom zanimljiva i ja ću imati priliku, rado ću napisati niz članaka o ovoj temi. Mogu utjecati na stvari poput: Stvarni rad sa TMOTESky platformom, programskim značajkama za Tinyos sustav na NESC jeziku, originalnim istraživačkim rezultatima dobivenim u našim laboratorijima, u utiscima u okviru Univerziteta Stanford, u projektu na senzornim mrežama.

Hvala svima na pažnji, rado ću odgovoriti na vaša pitanja.