Kablosuz dokunmatik ağlar (BSS). Kablosuz dokunmatik ağ



Makalemi Wireless Touch Network Technology (Kablosuz Sensör Ağları) ile adamak istiyorum, bu bana gözükse, HABRA topluluğunun dikkatiyle haksız yere mahrum bırakıldı. Bunun temel nedeni, teknolojinin henüz büyük olmadığını ve çoğunlukla akademik çevrelere ilgi çekici olmadığını görüyorum. Ancak yakın gelecekte, bu tür ağların teknolojilerine dayanan birçok ürün, bir şekilde veya başka bir şekilde göreceğiz. Birkaç yıldır duyusal ağlar okudum, bu konuda aday tezi yazdı ve Rusça ve yabancı dergilerde bir takım makaleler. Ayrıca Nizhny Novgorod State Üniversitesi'nde okuduğumuz kablosuz dokunmatik ağlarda bir kurs geliştirdim (eğer ilgileniyorsanız, eğer ilgileniyorsanız, özel olarak bir bağlantı verebilirim). Bu alanda tecrübe sahibi olmak, saygın bir toplulukla paylaşmak istiyorum, umarım ilgilenirsiniz.

Genel

Kablosuz duyusal ağlar son zamanlarda büyük gelişme aldı. Düşük güç alıcı verici ile donatılmış çok sayıda minyatür düğümden oluşan bu tür ağlar, mikroişlemci ve sensör, küresel bilgisayar ağlarını ve fiziksel dünyayı birbirine bağlayabilir. Kablosuz duyusal ağlar kavramı, bu konuda büyük bir bilimsel çalışma akışı sağlayan birçok bilim insanının, araştırma enstitü ve ticari kuruluşun dikkatini çekiyor. Bu tür sistemleri öğrenmeye büyük ilgi, çok çeşitli duyusal ağların kullanımından kaynaklanmaktadır. Özellikle kablosuz duyusal ağlar, havacılık sistemlerinde ve binalar otomasyonunda ekipman arızasını tahmin etmek için kullanılabilir. Kendi kendine örgütlenme, özerklik ve yüksek hata toleransı yeteneği nedeniyle, bu tür ağlar güvenlik sistemlerinde ve askeri uygulamalarda aktif olarak kullanılır. Sağlık izleme tıbbındaki kablosuz duyusal ağların başarılı kullanımı, entegre sensör düğümleriyle uyumlu biyolojik sensörlerin gelişimi ile ilişkilidir. Ancak kablosuz duyusal ağların en büyük dağılımı çevresel izleme ve canlılar alanında elde edildi.

Demir

Duyusal ağlarda net standardizasyon eksikliği nedeniyle, birkaç farklı platform var. Tüm platformlar, dokunmatik ağlar için temel temel gereksinimleri karşılamaktadır: küçük güç tüketimi, uzun işlem, düşük güç alma verici vericiler ve sensörler. MICAZ, TELOSB, Intel Mote 2 ana platformlara atfedilebilir.

Michaz.

  • Mikroişlemci: Atmel ATMEGA128L
  • 7.3728 MHz Frekansı
  • 128 KB programlar için flash bellek
  • Veri için 4 KB SRAM
  • 2 uart's
  • SPI lastiği
  • I2C lastik
  • Radyo: Chipcon CC2420
  • Harici Flash Bellek: 512 KB
  • 51-pin ek konektör
  • sekiz 10-bit Analog I / O
  • 21 Dijital G / Ç
  • Üç Programlanabilir LED
  • Jtag limanı
  • İki AA pilinden yiyecek
Telosb.
  • Mikroişlemci: MSP430 F1611
  • 8 MHz frekansı
  • Programlar için 48 KB Flash Bellek
  • Veriler için 10 KB RAM
  • SPI lastiği
  • Bağlı 12 bit ADC / DAC
  • Dma denetleyicisi
  • Radyo: Chipcon CC2420
  • Harici Flash Bellek: 1024 KB
  • 16 pin ek konektör
  • Üç Programlanabilir LED
  • Jtag limanı
  • İsteğe bağlı: Işık sensörleri, nem, sıcaklık.
  • İki AA pilinden yiyecek


Intel Mote 2.
  • 320/416/520 MHz PXA271 XScale Mikroişlemci
  • 32 MB Flash Bellek
  • 32 MB RAM
  • Mini USB Arabirimi
  • Harici cihazlar için i-mote2 konektörü (31 + 21 pin)
  • Radyo: Chipcon CC2420
  • LED Göstergeleri
  • Üç AAA pille çalışır

Her platform ilginçtir ve kendi özelliklerine sahiptir. Şahsen, Telosb ve Intel Mote platformları ile çalıştığım deneyimim vardı. Ayrıca laboratuvarımızda ayrıca kendi platformu geliştirildi, ancak ticari ve bunu detaylı olarak söyleyemem.

En yaygın 3 yıl önce, CC2420 yonga setinin düşük güç alıcı verici olarak kullanılmasıydı.

Veri yazılımı ve transfer

Temas ağlarındaki ana veri iletim standardı, düşük güçlü alıcı vericilere sahip kablosuz ağlar için özel olarak tasarlanmış olan IEE802.15.4'tür.

Duyusal ağlarda yazılım alanında standart bulunmamaktadır. Düğüm yönetim sistemlerinin yanı sıra birkaç yüz farklı veri işleme protokolü vardır. En yaygın işletim sistemi, açık kaynak sistemidir - Tinyos (Stanfordst Üniversitesi'nde, kişisel olarak geliştiricilerden biriyle tanışır). Birçok geliştirici (özellikle ticari sistemlerle ilgili) yönetim sistemlerini sık sık Java dilinde yazarlar.

Tinyos işletim sistemini çalıştıran dokunmatik düğüm kontrol programı, NESC dilinde yazılmıştır.

Ekipmanın yüksek maliyeti ve dokunmatik ağların ayarlarının karmaşıklığından dolayı, çeşitli modelleme sistemleri, özellikle Tinyos düğümlerinin çalışmasını simüle etmek için özel olarak tasarlanmış çeşitli modelleme sistemleri elde ettiği çeşitli modelleme sistemleri yapıldığı belirtilmelidir.

Sonuç

Duyusal ağlar Rusya'da giderek daha fazla dağıtılmaktadır. 2003 yılında çalışmaya başladığımda, bu teknolojiye aşina olan Rusya'daki insan sayısı parmaklarda sayılabilir. Rusya'da da bu, uygun olmayan bir Luxsoft laboratuvarlarında bulundu.

6 yıldır duyusal ağlarla çalıştım ve bu teknolojiler hakkında çok şey söyleyebilirim. Hubrasom topluluğu ilginçse ve fırsatım olacaksa, bu konuyla ilgili bir dizi makale yazacağım. Gibi bir şeyleri etkileyebilirim: Tmotesky platformu ile gerçek çalışma, NESC dilinde Tinyos sistemi için programlama özellikleri, laboratuvarımızda elde edilen orijinal araştırma sonuçları, Stanford Üniversitesi'nde 1.5 aylık çalışma izlenimleri, Duyusal Ağlardaki projede.

Hepinize dikkatiniz için teşekkür ederiz, sorularınızı cevaplamaktan mutluluk duyarım.

1

Kablosuz duyusal ağların bir analizi yapıldı. Araştırma için OMNET ++ programı seçildi. Görev, kablosuz duyusal ağların model yelpazesini incelemek ve işleyişlerinin parametrelerini değerlendirmek için uygulanır. Aşağıdaki görevler çözüldü: Kablosuz duyusal ağlarda bir enerji tüketimi modeli geliştirildi, bu modelin çalışması için bir algoritma önerildi; Seçilen programda bir bilgisayar modeli geliştirilmiştir, bu modelin kullanımının pratikte etkili ve uygun olduğu kanıtlanmıştır. Bu makale, ağ düğümlerinin güç tüketiminin bir çalışmasını yürütmüştür. Kablosuz duyusal ağların işleyişinin kalitesi için kilit bir parametre olan enerji tüketimidir, bu nedenle bu tür sistemler oluştururken hesaplamasının sorunu ilk önce ortaya çıkar. Kablosuz sensör ağlarının güç tüketiminin detaylı bir analizi yapıldı ve terminal düğümlerinin güç tüketimini hesaplama yöntemi önerildi. Güç tüketimini azaltmak için farklı yaklaşımlar önerilmektedir. Enerji tasarruflu ağ işlemlerinin ana noktası, pil ömrünün süresini arttırmak için doğrudan uyku modunda daha fazla düğüm yerleştirebilecektir. Ayrıca, Zigbee teknolojisini kullanarak temas ağlarında, gönderilmeden önce bilgileri sıkıştırmak mümkündür. Aynı şekilde harcanan enerji miktarı, seçilen ağ topolojisine bağlı olacaktır. "Yıldız" veya "Küme Ağacı" topolojilerini kullanırken en küçük enerji maliyetlerinin meydana geldiği, çünkü bu topolojilerde, koordinatörler doğrudan sabit ağa bağlanır.

kablosuz dokunmatik ağ

oMNET ++ programı

transfer gecikmeleri

sensörlerin güç tüketimi

Şebeke bant genişliği

enerji tasarrufu

1. Terentyev M.N. Ayrık kablosuz duyusal ağlara dayanarak değiştirilebilir bir konfigürasyona sahip nesnelerin izlenmesi için izleme sistemlerinin çalışma yöntemi: DIS. ... cand. tehindi Bilimler: 05.13.15 / M.N. Terentyev. - Moskova, 2010.- 154 s.

2. Khusnullin v.i. Kablosuz dokunmatik ağda düğümlerin güç tüketimi çalışması / v.i. Husnullin, e.v. GLUSHAK // TEZE. Dokl. II Bilimsel Forumunda "Telekomünikasyon: Teori ve Teknoloji (TTT)" XVIII Uluslararası Bilimsel ve Teknik Konferansında "Teknoloji ve Telekomünikasyon Teknolojisi Sorunları". - Kazan, 2017. - T. 2. - S. 10-13.

3. Ivanova I.A. Kablosuz Duyusal Ağların Kaplama Bölgesi Bölgesi'nin Belirlenmesi / I.A. Ivanova // Endüstriyel ACS ve Kontrolörler. - 2010. - № 10. - S. 25-30.

4. Vlasova v.a. Kablosuz Duyusal Ağların Düğümlerinin Enerji Döngülerinin Analizi / V.A. Vlasova, A.N. Zelenin // Doğu Avrupa İleri Teknoloji Dergisi. - 2012. - T. 3, No. 9 (57). - S. 13-17.

5. GALKIN P.V. Zigbee teknolojisine dayalı kablosuz duyusal ağların uygulanmasının özellikleri: Mater. Vi ingiltere Bilimsel çalışma. conf. / P.v. Galkin, D.V. Karlovsky // Fiel Bilim Sorunları. - 2010. - № 31. - S. 7-11.

6. Baskakov S. Meshlogic / S. Baskakov ağlarında kablosuz düğümlerin güç tüketiminin değerlendirilmesi // kablosuz teknolojisi. - 2010. - № 1. - S. 28-31.

7. KIREV A.O. Kablosuz Duyusal Ağların / A.O'yun Dağıtılmış Enerji İzleme Sistemi. Kireev, A.V. Işıklar // Izvestia Güney AFU. Teknik bilim. - 2011. - № 5 (118). - S. 60-65.

8. Daniel Kifetew Shenkutie, Kablosuz Sensör Ağlarında Kalan Enerji İzleme / Bilgi Fen Bilgisi, Bilgisayar ve Elektrik Mühendisliği Halmstad Üniversitesi. - 2011. - 84 s.

9. KRAMOSHENKO E.G. Verilerin ön sıkışması nedeniyle duyusal ağların güç tüketimini azaltmak: mater. IV'ye her yönden. bilimsel okul. conf. / ÖRNEĞİN. KRAMOSHENKO, M.V. Privov // Bilgi Yönetim Sistemleri ve Bilgisayar İzleme 2013. - Donetsk: Donntu, 2013. - S. 364-369.

Yarı iletken, ağ ve malzeme ve teknik teknolojiler alanındaki son başarılar, büyük ölçekli kablosuz duyusal ağların (WSN) dağıtılması yaygındır.

Kablosuz duyusal ağı, bir dizi sensör (sensör) ve birbirleriyle birlikte radyo kanalı ile birleştirilen aktüatörlerin dağıtılmış, kendi kendini düzenleyen bir ağdır. Ayrıca, böyle bir ağın kapsama alanı, bir elementten diğerine mesajları iletme kabiliyetinden dolayı birkaç metreden birkaç kilometreye kadar olabilir.

Kablosuz dokunmatik ağın modeli önerildi. Önerilen modelin etkinliğini değerlendirmek için, OMNET ++ yazılım paketinde modelleme yapın. Modelleme prosedürünü ve modelleme sonuçlarını analiz edeceğiz. OMNET ++, ayrık bir olaya sahip nesneye yönelik bir ağ simülatörüdür.

Simülasyonlarda, iki tür paket vardır: alıcı düğümüne bilgi göndermek için sensör sensörlerinin düğümleri tarafından kullanılan mesaj paketleri ve ikinci tip, enerji bilgisini izleme birimine iletmek için kullanılan bir enerji paketidir. Simülasyonda, her düğüm periyodik olarak tüketilen enerji miktarını hesaplar, yanı sıra önümüzdeki dönemde tüketecek enerji miktarını tahmin eder. Tahmini ile tüketilen enerji miktarının bir karşılaştırması var: Aralarındaki farklar belirli bir eşikten daha büyükse, düğüm enerji paketini ana ağ düğümüne (Baz İstasyonu) gönderir. Bazı paketler, düğümlerde öngörülen enerji tüketimi hakkında bilgi içerir. Modelleme için seçilen sayısal değerler aşağıdaki tabloda görülebilir.

Kullanılan sayısal değerler

Bu değerler tüm simülasyonda kullanılır. Önerilen tahmin modelinin etkinliğini göstermek için, yüz düğümlü bir ağ uygulanmıştır. Ağlar Ağ, paketi alıcı düğümüne göndermek için MFR adlı MFR adlı seçilen yönlendirme protokolünü kullanır. MFR'yi kullanan bir düğüm, verileri transfer aralığında düğüme iletir.

İncirde. 1 düğüm S, verilerini M düğüm M'ye iletir, çünkü d düğümünü ve alıcıyı bağlayan bir satırla yansıtıldığında, aktarım aralığındaki diğer düğümlerden diğer düğümlerden daha yakındır. Sensör düğümleri bir konum mesajı mesajı kullanın. Onlara komşularının yerini bildir. Ağdaki sensörlerin düğümleri, yönlendirme tablosunu, komşularının yerini doldurur ve veri iletiminin yanındaki en yakın olanı seçin.

OMNET ++ modelleme kullanılarak yapılan simülasyonu uygulayın. Her düğümdeki artık enerji ile farklı eşik değerler için izleme düğümünde kayıtlı değer arasında bir hata analiz edilir. Daha sonra, kontrol ünitesine gönderilen enerji paketlerinin sayısı ile kullanılan eşik değeri arasındaki ilişki incelenmiştir. Enerji maliyetleri, kontrol ünitesindeki bilgileri pillerinde kalan artık enerji miktarına göre depolamak için ağdaki düğümler tarafından harcanan enerjidir. Bu ağ enerjisi, her sensör düğümü tarafından izleme düğümüne gönderilen ortalama enerji paketlerinin sayısına bağlıdır. İncirde. Şekil 2, e \u003d 100 s olduğunda farklı eşik değerler için düğüme gönderilen ortalama paket sayısını göstermektedir.

Simülasyonu iki buçuk saat boyunca başlattıktan sonra, simülasyon sonuçları ŞEKİL 2'de sunulur. Şekil 2 ve 3. Şekillerdeki grafikler, iki farklı maksimum varış hızı (E \u003d 100) (E \u003d 100), üç tahmin süresi (t \u003d 200, t \u003d 300 ve t \u003d 400) için kontrol ünitesine gönderilen enerji paketlerinin sayısını göstermektedir (E \u003d 100) s ve e \u003d 50'den). İki rakamdaki grafikler, varış oranının nasıl arttığını göstermiştir, sevk edilen enerji paketlerinin sayısı genellikle artmaktadır. Verilerin aynı oranı ile, tahminin eşiği azaldığından, gönderilen enerji paketlerinin sayısı artar.

İncir. 2. E \u003d 100 S olduğunda düğüme gönderilen ortalama paket sayısı

İncir. 3. E \u003d 50 S olduğunda düğüme gönderilen ortalama paket sayısı

İncirde. Şekil 4 ve 5, sensör düğümlerinin sensörünün tetiklendiği, kesinlikle periyodik olarak kabul edilirse, bir olay meydana geldiğinde gönderilen enerji paketlerinin sayısını göstermektedir. Etkinlikler arasında kullanılan varış süreleri p \u003d 50 ve p \u003d 100 s. Programlara göre, varış zamanı düştüğü için her düğümden gönderilen enerji paketlerinin sayısı arttı. Aynı dönemde, seçilen paket sayısı bir eşik azaldığında artış gösterdi.

Bir enerji kartı inşa ederken enerji, öngörülen hata eşiği azaldığından, bunun sonucunda da artar, bunun sonucunda harcanan enerji miktarı ile ilgilidir. Yapılan taklitlerin sonuçları, tahmin süresinin gönderilen enerji paketlerinin sayısını arttırdığını göstermiştir. Bunun nedeni, daha uzun tahmin aralıklarla, düğümlerin enerji tüketiminin daha kısa tahmin aralıklarından daha fazla periyodik karakter sergilediği gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Bu, yöntem, yöntem, tahmin etmek için düğümlerin enerji tüketiminin önceki geçmişine bağlı olduğundan, enerji tüketiminin daha doğru bir tahminine yol açar.

İncir. 4. p \u003d 100 sn olduğunda düğüme gönderilen ortalama paket sayısı

İncir. 5. P \u003d 50 sn olduğunda düğüme gönderilen ortalama paket sayısı

İncirde. Şekil 6, bu işte önerilen yöntemin üstel kullanımında elde edilen sonuçların bir karşılaştırmasını ve sonuçları bulunur. Karşılaştırma, çeşitli eşik değerleri için izleme düğümüne gönderilen ortalama enerji paketi sayısına göre yapılır.

Kural olarak, izleme düğümüne gönderilen ortalama paket enerjisi sayısı, üssel bir modelin, ortamdaki olayların ortaya çıkışının eşit şekilde dağıtıldığı varsayıldığında, üssel bir modelin kullanıldığında kullanılan tüm eşik değerler için daha yüksektir. . Bunun nedeni, üstel ortalama yönteminin, enerji tüketim geçmişlerine dayanan düğümlerin yaklaşmakta olan enerji tüketimini öngörmektedir. Beklenmedik olayların ortaya çıkmasından dolayı, bazı bileşenlerin tüketen düğümlerinin davranışları geçmişte kullandıkları ortalama enerjiden sapabilir. Bu, düğümlerin gelecekteki, düğümlerin gelecekteki enerji tüketiminin beklenen tahminlerini etkiler, düğümleri daha fazla sayıda paket göndermeye teşvik eder.

İncir. 6. Modellerin karşılaştırılması (NODE'ye gönderilen ortalama paketler)

Düğümün izlenmesine gönderilen enerji paketlerinin sayısı ne kadar yüksek olursa, bir enerji kartı oluşturmanın maliyeti ne kadar yüksek olur. Kesinlikle periyodik olayların varış modeli durumunda, bu çalışmada kullanılan üstel model, eşiğin% 1 ve% 3 olarak ayarlandığında kullanılan modelden daha iyi performans gösterir. Bu, olayların periyodik karakteri ile ilişkili düğümlerin enerjisinin sürekli tüketilmesinden kaynaklanmaktadır.

İncirde. Şekil 7 ve 8, paketlerin gelişinin iki farklı modeli için ağdaki toplam paket sayısını göstermektedir. Her iki durumda da, eşik değeri düştüğünde ağdaki toplam enerji paketi sayısı artar ve mesaj paketlerinin sayısı değişmeden kalır. Toplam enerji paketindeki artış, enerji kartının maliyetini arttırır, çünkü sensör düğümünden gönderilen enerji paketlerinin sayısıyla doğrudan ilişkilidir. Her iki sayı da, tahmin süresi 400 saniyeye ayarlandığında, tüm modelleme süresi boyunca ağdaki toplam paket sayısını gösterir.

Enerji izlemenin değerlendirilmesi, her bir düğümün artık enerjisi ile kontrol ünitesinde kayıtlı kalan enerji arasındaki farktır. Değerlendirme sonucunda, eşik değerini aşan enerji miktarının, izleme biriminde biriktirildiği ve daha yüksek eşik değerleri için daha fazla sapma olduğu sonucuna varıyoruz.

1) Enerji verimli ağ işlemlerinin ana noktası, doğrudan pil ömrünün süresini arttırmak için doğrudan uyku modunda daha fazla düğüm yerleştirebilecektir. Dokunmatik düğüm aktif durumda olduğunda, enerji tüketimini azaltmasına izin veren uyku moduna geçebilir. Dokunmatik düğüm, alma / veri alımı oturumları arasında bu moda girer. Tüm modlar döngülerden oluşur ve her döngü uyku periyodları ve dinleme periyodlarından oluşacaktır. Maksimum enerji maliyetleri iletilir ve veri alacaktır. Yani, güç tüketimini azaltma seçeneklerden biri, enerji tüketimi minimum olduğunda, sensörün aktif moddan uyku moduna geçişi olacaktır;

2) Zigbee teknolojisini kullanarak temas ağlarında, gönderilmeden önce bilgileri sıkıştırmak mümkündür. Bu, transfer süresini azaltır, cihazın kendisi havada kalmasını azaltır ve elbette, bir veri paketini iletmek için daha az miktarda enerji tüketir. Doğrudan sıkıştırma için kodekler gerektirir. Kodeklerin kullanımı, iletilen bilgileri sıkıştırarak enerji tüketimini azaltır. Yayın verilerinin hacmini en aza indirgemek güç tüketimini azaltır.

3) Aynı şekilde harcanan enerji miktarı, seçilen ağ topolojisine bağlı olacaktır. Her ağ düğümünün daha sık bağlantıya girmesi nedeniyle hücre topolojisinde enerji harcanır ve bu nedenle çalışma koşulunda daha fazladır.

İncir. 7. Ağdaki toplam paket sayısı p \u003d 50

İncir. 8. E \u003d 50 için ağdaki toplam paket sayısı

"Yıldız" veya "Küme Ağacı" topolojilerini kullanırken en küçük enerji maliyetleri meydana gelir, çünkü bu topolojilerde, koordinatörler doğrudan sabit ağa bağlanır.

Bibliyografik Referans

Achilova I.I., Glushak e.v. Kablosuz duyusal ağların incelenmesi // Uluslararası Uygulamalı ve Temel Araştırma Dergisi. - 2018. - № 5-1. - S. 11-17;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id\u003d12208 (kullanım tarihi: 04/26/2019). Dikkatinize "Doğa Bilimi Akademisi" Yayın Evinde Yayıncılık Dergileri'ne getiriyoruz

Benzersiz duyusal ağlar, ışık dağıtımının, kendini organizasyonun ve hata toleransının benzersiz özelliklerine sahiptir. Bilgi toplamak için yeni bir paradigma olarak ortaya çıkan, geniş sağlık sorunlarında, çevre kontrolü, enerjiler, gıda güvenliği ve üretiminde kablosuz duyusal ağlar kullanılmıştır.

Son birkaç yıl boyunca, duyusal ağların gerçek olacağı birçok önkoşul vardı. MIT'deki UAMP'ler (Massachusetts Enstitüsü'nde) ve pirinçteki cüceler dahil olmak üzere, Berkeley'deki motonlar dahil olmak üzere duyusal düğümlerin birkaç prototipi oluşturulmuştur. Duyusal ağların temel özellikleri konumlandırma, algılama, izleme ve algılamadır. Askeri uygulamalara ek olarak, sivil başvurular ayrıca, ortamın izlenmesi, çevrenin izlenmesi, sağlık hizmetlerini ve diğer ticari

uygulamalar. Ek olarak, Sibley yakın zamanda robomote olarak adlandırılan bir mobil sensör yarattı, tekerleklerle donatılmış ve alan boyunca hareket edebiliyor.

    sivil kullanımı için duyusal ağları kullanmaya çalışan ilk girişimlerden biri olan Berkeley ve Intel Araştırma Laboratuvarı, 2002 yazında büyük adalar ördek, Maine'deki fırtına okumalarını izlemek için bir dokunmatik ağ kullandı. İki üçüncü sensör sensörü, EBY'nin Kıyısı Kıyısı'ndan, gerekli (faydalı) bilginin gerçek zamanlı olarak dünyanın Putin (İnternet) için gerçek zamanlı olarak kuruldu. Sistem 4 aydan fazla çalıştı ve veriler sağladı.

    2 ay boyunca, bilim adamları, kötü hava koşulları nedeniyle adayı terk ettikten sonra (kış). Bu habitat izleme uygulaması, önemli bir dokunma ağ uygulamaları sınıfıdır. En önemli şey, ağ sensörlerinin, insanlar için olumsuz tehlikeli koşullar altında bilgi toplayabilmesidir. İzleme çalışmaları sırasında, tasarım oluşturma ve uzaktan erişim ve veri yönetimi olasılığı olan bir duyusal sistem oluşturarak tasarım kriterleri göz önünde bulunduruldu. Prototip Sensör ağ sistemlerinin geliştirilmesine yol açan gereklilikleri elde etmek için sayısız girişimde bulunuldu. Berkeley ve Intel Araştırma Laboratuvarı tarafından kullanılan duyusal sistem, ilkel, ilginç çevresel veri toplama ve bilim insanlarını önemli bilgiler sağlama konusunda etkili olmuştur.

Duyusal ağlar, gözlem ve tahmin alanlarındaki uygulamaları buldular (varsayımlar). Böyle bir uygulamanın canlı bir örneği, ulusal hava durumu hizmeti tarafından kablosuz bir sensör ağı ile geliştirilen gerçek zamanlı (Uyarı) sisteminde otomatik yerel değerlendirmedir. Meteorolojik / hidrolojik sensör cihazları ile donatılmış, bu koşullardaki sensörler tipik olarak su seviyesi, sıcaklık, rüzgar gibi yerel havaların çeşitli özelliklerini ölçmektedir. Veriler, baz istasyonundaki sensörlerden doğrudan radyo hattı (görüş hattı radyo iletişimi) ile iletilir. Sel tahmin modeli, veri işleme ve otomatik bir uyarı verilmesi için uyarlandı. Sistem, ülkenin herhangi bir yerinde potansiyel sel olasılığını değerlendirmek için gerçek zamanlı yağış ve su seviyesi hakkında önemli bilgiler sağlar. Bu (current) Uyarı sistemi Batı ABD Kıyısı boyunca kurulur ve California ve Arizona'daki taşkınları önlemek için kullanılır.

    son zamanlarda, sensör sistemleri, hastalar ve doktorlar tarafından kullanılan sağlık sektöründe, glikoz, kanser dedektörleri ve hatta yapay organların seviyesini izlemek ve izlemek için yoğun bir şekilde kullanılmaktadır. Bilim adamları, biyomedikal sensörleri insan vücuduna farklı amaçlar için implante etme olasılığını önermektedir. Bu sensörler, bir harici bilgisayar sistemine kablosuz bir arayüz yoluyla iletir. Hastalığın teşhisini ve tedavisini belirlemek için birkaç biyomedifin sensörü, uygulama sistemine birleştirilir. Biyomedicin sensörleri foreshadow daha ileri düzeyde bir tıbbi bakım seviyesi.

Geleneksel bilgisayardan ve telefon ağlarından kablosuz duyusal ağlar arasındaki temel fark, belirli bir operatöre veya sağlayıcıya ait sabit bir altyapının olmamasıdır. Dokunmatik ağdaki her kullanıcı terminali, yalnızca bir terminal cihazı olarak değil, aynı zamanda Transit düğümünün yanı sıra Şekil 1.2'de gösterildiği gibi çalışabilme yeteneğine sahiptir.

Şekil 1.2 - Ağ sensörlerini bağlama örneği



Makalemi Wireless Touch Network Technology (Kablosuz Sensör Ağları) ile adamak istiyorum, bu bana gözükse, HABRA topluluğunun dikkatiyle haksız yere mahrum bırakıldı. Bunun temel nedeni, teknolojinin henüz büyük olmadığını ve çoğunlukla akademik çevrelere ilgi çekici olmadığını görüyorum. Ancak yakın gelecekte, bu tür ağların teknolojilerine dayanan birçok ürün, bir şekilde veya başka bir şekilde göreceğiz. Birkaç yıldır duyusal ağlar okudum, bu konuda aday tezi yazdı ve Rusça ve yabancı dergilerde bir takım makaleler. Ayrıca Nizhny Novgorod State Üniversitesi'nde okuduğumuz kablosuz dokunmatik ağlarda bir kurs geliştirdim (eğer ilgileniyorsanız, eğer ilgileniyorsanız, özel olarak bir bağlantı verebilirim). Bu alanda tecrübe sahibi olmak, saygın bir toplulukla paylaşmak istiyorum, umarım ilgilenirsiniz.

Genel

Kablosuz duyusal ağlar son zamanlarda büyük gelişme aldı. Düşük güç alıcı verici ile donatılmış çok sayıda minyatür düğümden oluşan bu tür ağlar, mikroişlemci ve sensör, küresel bilgisayar ağlarını ve fiziksel dünyayı birbirine bağlayabilir. Kablosuz duyusal ağlar kavramı, bu konuda büyük bir bilimsel çalışma akışı sağlayan birçok bilim insanının, araştırma enstitü ve ticari kuruluşun dikkatini çekiyor. Bu tür sistemleri öğrenmeye büyük ilgi, çok çeşitli duyusal ağların kullanımından kaynaklanmaktadır. Özellikle kablosuz duyusal ağlar, havacılık sistemlerinde ve binalar otomasyonunda ekipman arızasını tahmin etmek için kullanılabilir. Kendi kendine örgütlenme, özerklik ve yüksek hata toleransı yeteneği nedeniyle, bu tür ağlar güvenlik sistemlerinde ve askeri uygulamalarda aktif olarak kullanılır. Sağlık izleme tıbbındaki kablosuz duyusal ağların başarılı kullanımı, entegre sensör düğümleriyle uyumlu biyolojik sensörlerin gelişimi ile ilişkilidir. Ancak kablosuz duyusal ağların en büyük dağılımı çevresel izleme ve canlılar alanında elde edildi.

Demir

Duyusal ağlarda net standardizasyon eksikliği nedeniyle, birkaç farklı platform var. Tüm platformlar, dokunmatik ağlar için temel temel gereksinimleri karşılamaktadır: küçük güç tüketimi, uzun işlem, düşük güç alma verici vericiler ve sensörler. MICAZ, TELOSB, Intel Mote 2 ana platformlara atfedilebilir.

Michaz.

  • Mikroişlemci: Atmel ATMEGA128L
  • 7.3728 MHz Frekansı
  • 128 KB programlar için flash bellek
  • Veri için 4 KB SRAM
  • 2 uart's
  • SPI lastiği
  • I2C lastik
  • Radyo: Chipcon CC2420
  • Harici Flash Bellek: 512 KB
  • 51-pin ek konektör
  • sekiz 10-bit Analog I / O
  • 21 Dijital G / Ç
  • Üç Programlanabilir LED
  • Jtag limanı
  • İki AA pilinden yiyecek
Telosb.
  • Mikroişlemci: MSP430 F1611
  • 8 MHz frekansı
  • Programlar için 48 KB Flash Bellek
  • Veriler için 10 KB RAM
  • SPI lastiği
  • Bağlı 12 bit ADC / DAC
  • Dma denetleyicisi
  • Radyo: Chipcon CC2420
  • Harici Flash Bellek: 1024 KB
  • 16 pin ek konektör
  • Üç Programlanabilir LED
  • Jtag limanı
  • İsteğe bağlı: Işık sensörleri, nem, sıcaklık.
  • İki AA pilinden yiyecek


Intel Mote 2.
  • 320/416/520 MHz PXA271 XScale Mikroişlemci
  • 32 MB Flash Bellek
  • 32 MB RAM
  • Mini USB Arabirimi
  • Harici cihazlar için i-mote2 konektörü (31 + 21 pin)
  • Radyo: Chipcon CC2420
  • LED Göstergeleri
  • Üç AAA pille çalışır

Her platform ilginçtir ve kendi özelliklerine sahiptir. Şahsen, Telosb ve Intel Mote platformları ile çalıştığım deneyimim vardı. Ayrıca laboratuvarımızda ayrıca kendi platformu geliştirildi, ancak ticari ve bunu detaylı olarak söyleyemem.

En yaygın 3 yıl önce, CC2420 yonga setinin düşük güç alıcı verici olarak kullanılmasıydı.

Veri yazılımı ve transfer

Temas ağlarındaki ana veri iletim standardı, düşük güçlü alıcı vericilere sahip kablosuz ağlar için özel olarak tasarlanmış olan IEE802.15.4'tür.

Duyusal ağlarda yazılım alanında standart bulunmamaktadır. Düğüm yönetim sistemlerinin yanı sıra birkaç yüz farklı veri işleme protokolü vardır. En yaygın işletim sistemi, açık kaynak sistemidir - Tinyos (Stanfordst Üniversitesi'nde, kişisel olarak geliştiricilerden biriyle tanışır). Birçok geliştirici (özellikle ticari sistemlerle ilgili) yönetim sistemlerini sık sık Java dilinde yazarlar.

Tinyos işletim sistemini çalıştıran dokunmatik düğüm kontrol programı, NESC dilinde yazılmıştır.

Ekipmanın yüksek maliyeti ve dokunmatik ağların ayarlarının karmaşıklığından dolayı, çeşitli modelleme sistemleri, özellikle Tinyos düğümlerinin çalışmasını simüle etmek için özel olarak tasarlanmış çeşitli modelleme sistemleri elde ettiği çeşitli modelleme sistemleri yapıldığı belirtilmelidir.

Sonuç

Duyusal ağlar Rusya'da giderek daha fazla dağıtılmaktadır. 2003 yılında çalışmaya başladığımda, bu teknolojiye aşina olan Rusya'daki insan sayısı parmaklarda sayılabilir. Rusya'da da bu, uygun olmayan bir Luxsoft laboratuvarlarında bulundu.

6 yıldır duyusal ağlarla çalıştım ve bu teknolojiler hakkında çok şey söyleyebilirim. Hubrasom topluluğu ilginçse ve fırsatım olacaksa, bu konuyla ilgili bir dizi makale yazacağım. Gibi bir şeyleri etkileyebilirim: Tmotesky platformu ile gerçek çalışma, NESC dilinde Tinyos sistemi için programlama özellikleri, laboratuvarımızda elde edilen orijinal araştırma sonuçları, Stanford Üniversitesi'nde 1.5 aylık çalışma izlenimleri, Duyusal Ağlardaki projede.

Hepinize dikkatiniz için teşekkür ederiz, sorularınızı cevaplamaktan mutluluk duyarım.