شبكات اللمس الموزعة
أجهزة الاستشعار والجهاز المستلم
يتم بناء شبكات الحسية اللاسلكية من عقدة تسمى حشرة العتة (قذى.) - الأطعمة ذاتية الحكم الصغيرة مع البطاريات والشفاه مع الاتصالات الراديوية في التردد - على سبيل المثال 2.4 جيجا هرتز. يسمح البرنامج الخاص بالوعي بتنظيم أنفسهم في شبكات موزعة، لربط بعضنا البعض ومقابلة البيانات وتبادل البيانات مع أقرب العقد، المسافة التي عادة لا تتجاوز 100 متر.
في الأدب باللغة الإنجليزية يتم استدعاء مثل هذه الشبكة شبكة الاستشعار اللاسلكية. (WSN) هي شبكة لاسلكية تتكون من أجهزة مستقل موزعة جغرافيا باستخدام أجهزة استشعار للتحكم المشترك في الظروف البدنية أو البيئية في مناطق مختلفة.
يمكنهم قياس هذه المعلمات كدرجات درجات الحرارة أو الصوت أو الاهتزاز أو الضغط أو الكائنات أو الهواء. تم تحفيز تطوير شبكات الحسية اللاسلكية في البداية من خلال المهام العسكرية، مثل مراقبة ساحة المعركة. حاليا، تستخدم شبكات الحسية اللاسلكية بشكل متزايد في العديد من مجالات الحياة المدنية، بما في ذلك الرصد الصناعي والرصد البيئي والرعاية الصحية والسيطرة على الأشياء. أصبح النطاق أكثر أوسعا.
مخطط شبكة المستوى 3. المستوى الأول من أجهزة الاستشعار والبوابة. 2nd مستوى الخادم. 3 رقيقة المستوى العميل
كل عقدة شبكة: مات مجهزة بإعداد الرصيف أو جهاز لاسلكي آخر، متحكم صغير ومصدر للطاقة، عادة بطاريات. من الممكن استخدام بطاريات الإضاءة الشمسية أو غيرها من مصادر الطاقة البديلة
ينتقل البيانات من العناصر عن بعد عبر الشبكة بين العقدة الأقرب إلى العقدة عن طريق قناة الراديو. نتيجة لذلك، يتم نقل حزمة مع البيانات إلى البوابة مع أقرب mot. البوابة عادة ما تكون كابل USB مع الخادم. على الخادم - تتم معالجة البيانات التي تم جمعها، مخزنة ويمكن الوصول إليها عبر شل على شبكة الإنترنت لعدد واسع من المستخدمين.
تختلف تكلفة عقدة المستشعر من مئات الدولارات إلى عدة سنتات، اعتمادا على حجم شبكة المستشعر وتعقيدها.
بوابة (2PCS) متصلة بجهاز كمبيوتر محمول USB. يتم توصيل جهاز الكمبيوتر المحمول UTP بالإنترنت ويقدم كخادم.
الأجهزة الحسية مع هوائي الراديو
يتم تحسين العقدة اللاسلكية الأجهزة وبروتوكولات تفاعل الشبكة بين العقد لاستهلاك الطاقة لضمان عمر خدمة طويل من النظام مع مصادر الطاقة المستقلة. اعتمادا على وضع التشغيل، يمكن أن يصل عمر العقدة إلى عدة سنوات.
يتم التصديق حاليا على عدد من المعايير أو قيد التطوير للشبكات الحسية اللاسلكية. Zigbee هو معيار لاستخدام الأشياء مثل التحكم الصناعي، السبر المدمج، جمع البيانات الطبية، أتمتة المباني. يساهم تطوير Zigbee في اتحاد كبير من الشركات الصناعية.
ويستند Wirelesshart، ISA100، Zigbee، وجميعها على نفس المستوى: IEEE 802.15.4 - 2005.
إن أنظمة التشغيل الشبكات الحسية اللاسلكية هي أقل تعقيدا من أنظمة التشغيل العالمية بسبب موارد محدودة في أجهزة الشبكة التي تعمل باللمس. لهذا السبب، لا يحتاج نظام التشغيل إلى تضمين دعم لواجهات المستخدم.
لا تتميز معدات شبكات اللمس اللاسلكية بالأنظمة المدمجة التقليدية، وبالتالي، بالنسبة للشبكات الحسية، يمكنك استخدام نظام التشغيل المدمج.
برنامج التصور لنتائج القياس وجيل التقارير MoteView v1.1
عادة ما يتم تخزين البيانات من الشبكات الحسية اللاسلكية كبيانات رقمية في المحطة الأساسية المركزية. هناك العديد من البرامج القياسية مثل Tosgui Monsense، SCS، تسهيل عرض هذه الكميات الكبيرة من البيانات. بالإضافة إلى ذلك، يشير الكونسورتيوم المفتوح (OGC) إلى معايير التوافق والتفاعل في بيانات تعريف الترميز، مما سيسمح لأي شخص في الوقت الحقيقي لمراقبة أو التحكم في شبكة المستشعر اللاسلكي عبر متصفح الويب.
للعمل مع البيانات القادمة من عقد شبكة اللمس اللاسلكية، يتم استخدام البرامج التي تسهل عرض البيانات وتقييم البيانات. أحد هذه البرامج هو moteview. يتيح لك هذا البرنامج عرض البيانات في الوقت الفعلي وتحليلها، وبناء جميع أنواع الرسوم البيانية، وإصدار تقارير في مختلف التخفيضات.
يحتوي كل حجم الاستشعار مع غطاء البيرة (ولكن في المستقبل أبعادهم يمكن تقليل مئات المرات) يحتوي على معالج وذاكرة الذاكرة والإذاعة. يمكن أن تكون هذه الأغطية منتشرة على أي منطقة، وسوف تطبق أنفسهم على اتصال بين أنفسهم، وشكل شبكة لاسلكية واحدة والبدء في تمرير البيانات إلى أقرب جهاز كمبيوتر.
يمكن للأجهزة الاستشعار المشتركة في الشبكة اللاسلكية تتبع المعلمات البيئية: الحركة والضوء ودرجة الحرارة والضغط والرطوبة، إلخ. يمكن إجراء المراقبة على مساحة كبيرة جدا، لأن أجهزة الاستشعار نقل المعلومات على سلسلة من جار إلى جار. التقنية تسمح لهم لسنوات (حتى عقود) للعمل دون تغيير البطاريات. الشبكات التي تعمل باللمس هي أجهزة إحساس عالمية لجهاز كمبيوتر، ويمكن التعرف على جميع الكائنات المادية الموجودة في العالم المجهزة بأجهزة الاستشعار من قبل الكمبيوتر. في المستقبل، سيحصل كل من المليارات المليئة على عنوان IP، ويمكنهم حتى أن يشكل شيئا مثل شبكة تعمل باللمس العالمية. إن قدرات الشبكات الحسية مهتمة بالجيش والصناعة فقط. وفقا لآخر تقرير للشركة على العالم، والذي يتخصص في دراسة سوق الشبكات الحسية، هذا العام يعاني السوق من ارتفاع ملحوظ. حدث ملحوظ آخر هذا العام هو إصدار أول نظام Zigbee الأول في العالم على نفس microcircuit (المصنعة من قبل Ember). من بين الشركات الصناعية الكبرى في الولايات المتحدة، من بينها إجراء مسح على العالم، حوالي 29٪ يستخدمون بالفعل شبكات الحسية، وخطة 40٪ أخرى لنشرها في غضون 18 شهرا. في أمريكا، ظهر أكثر من مائة شركة تجارية، والتي تعمل في إنشاء وصيانة الشبكات الحسية.
بحلول نهاية هذا العام، سيتجاوز عدد أجهزة الاستشعار على هذا الكوكب 1 مليون دولار. ينمو الآن ليس فقط عدد الشبكات، ولكن أيضا حجمها. لأول مرة، تم إنشاء العديد من شبكات أكثر من 1000 عقد وتشغيلها بنجاح، بما في ذلك واحدة بمقدار 25 ألف عقد.
المصدر: كوكب الويب
استخدام WSN عدديا ومتنوعا. يتم استخدامها في النظم التجارية والصناعية لمراقبة البيانات الصعبة أو مكلفة للتحكم في استخدام أجهزة الاستشعار السلكية. WSN يمكن استخدامها في المناطق الصعبة حيث يمكنهم البقاء لسنوات عديدة (المراقبة البيئية) دون الحاجة إلى استبدال مصادر الطاقة. يمكنهم التحكم في تصرفات المتسللين للكائن المحمي
يستخدم WSN أيضا لرصد وتتبع والتحكم. فيما يلي بعض التطبيقات:
 |
مراقبة درجة الحرارة، تدفق الهواء، وجود أشخاص ومعدات التحكم للحفاظ على حلول متنوعة؛ |
| التحكم بالإضاءة؛ | |
 |
إدارة الطاقة؛ |
 |
مجموعة من قراءات الأمتار الشقة من الغاز والماء والكهرباء وغيرها؛ |
 |
الأمن والإنذار الحريق؛ |
 |
مراقبة حالة الهياكل الداعمة للمباني والهياكل. |
 |
التحكم عن بعد وتشخيص المعدات الصناعية؛ |
 |
صيانة المعدات للحالة الحالية (التنبؤ بمخزون الموثوقية)؛ |
 |
مراقبة عمليات الإنتاج؛ |
شبكات اللمس اللاسلكية: نظرة عامة
Akuldiz I.F.
ترجمة من الإنجليزية: Levinsky A.S.
حاشية. ملاحظة
توضح المقالة مفهوم الشبكات الحسية، والتنفيذ الذي أصبح ممكنا نتيجة للجمع بين النظم الميكانيكية الميكانيكية MyCronectro والاتصالات اللاسلكية والإلكترونيات الرقمية. تمت دراسة مهام وإمكانات الشبكات الحسية، لمحة عامة عن الحقائق التي تؤثر على تنميتها. بنية بناء شبكات حسية وخوارزميات وبروتوكولات مطورة لكل طبقة بنية. يفحص المقال أسئلة حول تنفيذ الشبكات الحسية.
1 المقدمة
أحدث الإنجازات في مجال تكنولوجيات الأنظمة الميكانيكية الكهروميكانيكية (MEMS) والاتصالات اللاسلكية والإلكترونيات الرقمية لإنشاء بعماذج غير مكلفة منخفضة الطاقة والطاقة متعددة الوظائف (العقد)، وهي صغيرة و "التواصل" مباشرة مع بعضها البعض وبعد الشبكات الحسية المستندة إلى التشغيل المشترك لعدد كبير من العقد الصغيرة، والتي تتكون من وحدات لجمع البيانات ومعالجتها. هذه الشبكات لها مزايا كبيرة على مجموعة من أجهزة الاستشعار التقليدية. إليك ملميتان رئيسيتان من أجهزة الاستشعار التقليدية: يمكن أن تكون أجهزة الاستشعار بعيدة عن الظاهرة المرصودة. مع هذا النهج، يلزم العديد من أجهزة الاستشعار، والتي تستخدم بعض الأساليب المعقدة لتسليط الضوء على الأهداف من الضوضاء.
يمكنك نشر العديد من أجهزة الاستشعار التي تجعل مجموعة البيانات فقط. وضع بعناية مواقف أجهزة الاستشعار والعلم. سوف يقومون بنقل الملاحظات إلى العقد المركزية، حيث سيتم جمع البيانات ومعالجة البيانات.
تتكون الشبكة الحسية من عدد كبير من العقد (MOTOT)، والتي تقع بشكل كثيف بالقرب من الظاهرة المرصودة. موقف موتوت لا يحتاج إلى الاعتماد المسبق. وهذا يجعل من الممكن أن يكون لهم عشوائيا في المجالات المحلية الثابتة أو استخدام المساعدة للمساعدة التي تتطلب استجابة سريعة. من ناحية أخرى، فإن هذا يعني أن بروتوكولات الشبكة والخوارزميات Mlow يجب أن يكون لها قدرة التنظيم الذاتي. ميزة أخرى فريدة من نوعها للشبكات الحسية هي العمل المشترك للعقد الفردية. تم تجهيز العثة بمعالج. لذلك، بدلا من نقل البيانات المصدر، يمكنهم معالجةها، وأداء حسابات بسيطة ثم نقل البيانات الضرورية والمعالجة جزئيا فقط. الميزات الموصوفة أعلاه توفر مجموعة واسعة من استخدام الشبكات الحسية. يمكن استخدام هذه الشبكات في الرعاية الصحية للاحتياجات والأمن العسكريين. على سبيل المثال، يمكن مراقبة البيانات الفسيولوجية للمريض بواسطة طبيب بعيد. إنه مناسب لكل من المريض ويسمح للطبيب بفهم حالته الحالية. يمكن استخدام الشبكات الحسية لتحديد الوكلاء الكيميائيين الأجانب في الهواء والماء. يمكنهم المساعدة في تحديد نوع الملوثات والتركيز وموقعها. في جوهرها، تسمح لك شبكات اللمس بفهم البيئة بشكل أفضل. نحن نفترض أنه في المستقبل، ستكون الشبكات الحسية اللاسلكية جزءا لا يتجزأ من حياتنا، وأكثر من أجهزة كمبيوتر شخصية حديثة. يتطلب تنفيذ هذه المشاريع وغيرها من المشاريع التي تتطلب استخدام الشبكات الحسية اللاسلكية أساليب خاصة. تم تطوير العديد من البروتوكولات والخوارزميات لشبكات النظير اللاسلكي التقليدية، لذلك فهي غير ملائمة للغاية لميزات ومتطلبات فريدة من نوعها للشبكات الحسية. نقدم الاختلافات في شبكات الحسية والنظير إلى نظير: يمكن أن يكون عدد العقد من شبكة اللمس عدة أوامر من الحجم أعلى من العقد في شبكة نظير إلى نظير.
تقع العقد بإحكام.
تخضع العقد للفشل.
يمكن أن تتغير الشبكات الحسية الطوبولوجيا
تستخدم العقد أساسا رسائل البث بشكل رئيسي، في حين تستند معظم أسماء الأقران إلى نقطة إلى نقطة إلى نقطة.
العقد محدودة في التغذية ومرافق الحوسبة والذاكرة.
لا يمكن أن يكون العقد رقم تعريف عالمي (في) بسبب عدد كبير من النفقات العامة والعدد الكبير من أجهزة الاستشعار.
نظرا لأن العقد الموجودة على الشبكة مرتبة مشدودة، يمكن أن تكون العقد المجاورة قريبة جدا من بعضها البعض. وبالتالي، فإن الاتصال متعدد القفز في شبكات تعمل باللمس سوف يستهلك طاقة أقل من الروابط المباشرة. بالإضافة إلى ذلك، يمكنك استخدام إشارة نقل الطاقة المنخفضة، وهي مفيدة في الملاحظات الخفية. يمكن أن تتغلب الاتصالات متعددة القفز بشكل فعال بعض الصعوبات عند توزيع إشارة إلى الاتصالات اللاسلكية لمسافات طويلة. واحدة من أهم القيود المفروضة على العقد هي استهلاك الطاقة الصغيرة. لها مصادر طاقة محدودة. لذلك، في حين أن الشبكات التقليدية تهدف إلى تحقيق جودة إشارة عالية، يجب أن تركز بروتوكولات شبكة موتوت بشكل رئيسي على الحفاظ على الطاقة. يجب أن يكون لديهم آليات تعطي المستخدم القدرة على تمديد عمر MOT بسبب انخفاض في عرض النطاق الترددي، أو زيادة وقت تأخير البيانات. يشارك العديد من الباحثين حاليا في تطوير المخططات التي تلبي هذه المتطلبات. في هذه المقالة، سنراجع البروتوكولات والخوارزميات الموجودة حاليا للشبكات الحسية. هدفنا هو توفير فهم أفضل للقضايا البحثية الحالية في هذا المجال. سنحاول أيضا استكشاف القيود المفروضة على التطوير وتحديد الأدوات التي يمكن استخدامها لحل مهام التصميم. يتم تنظيم المقالة على النحو التالي: في القسم الثاني، سنصف إمكانات الشبكات الحسية وفائدةها. في القسم 3، سنناقش العوامل التي تؤثر على تصميم هذه الشبكات. سيتم النظر في دراسة مفصلة للتقنيات الحالية في هذا المجال في القسم 4. وتلخيصها في القسم 5.
2. تطبيق الشبكات الحسية اللاسلكية
قد تتكون الشبكات الحسية من أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار، مثل أجهزة استشعار تعريف المجال المغناطيسي المزمن، الحرارية والأشعة تحت الحمراء، الصوتية، والتي يمكن أن تنفذ مجموعة واسعة من الظروف البيئية. على سبيل المثال، مثل:
درجة الحرارة،
رطوبة،
حركة السيارات
حالة البرق
الضغط،
تكوين التربة،
مستوى الضوضاء،
وجود أو عدم وجود بعض الكائنات،
الحمل الميكانيكي
الخصائص الديناميكية، مثل السرعة والاتجاه وحجم الكائن.
يمكن استخدام MOTS للاستشعار والكشف عن الأحداث المستمرة والكشف عنها وتحديدها. يعد مفهوم الاتصال الصغير واللاسكون اللاسلكي العديد من التطبيقات الجديدة لمثل هذه الشبكات. لقد صنفتهم في الاتجاهات الرئيسية: الاستخدام العسكري والبحث البيئي والرعاية الصحية واستخدامها في المنازل وغيرها من المناطق التجارية. ولكن من الممكن توسيع هذا التصنيف وإضافة المزيد من الفئات، مثل دراسة الفضاء الخارجي والمعالجة الكيميائية والقضاء على الكوارث الطبيعية.
2.1. التطبيق العسكري
يمكن أن تكون الشبكات الحسية اللاسلكية جزءا لا يتجزأ من الإدارة العسكرية والاتصالات والاستكشاف والملاحظات وأنظمة التوجيه (C4SRT). إن النشر السريع والتنظيم الذاتي والتسامح الأخطاء هي خصائص الشبكات الحسية التي تجعلها أداة واعدة لحل المهام. نظرا لأن الشبكات الحسية يمكن أن تستند إلى النشر الكثيف في العقد المتاح والرخيصة، فإن تدمير بعضها خلال الأعمال العدائية لن يؤثر على العملية العسكرية كدمج الاستشعار التقليدي. لذلك، فإن استخدام الشبكات الحسية مناسب بشكل أفضل للمعارك. نحن نسرد بعض الطرق لتطبيق مثل هذه الشبكات: مراقبة الأسلحة والذخيرة للقوات الودية، ورصد المعركة؛ توجيه التضاريس؛ تقييم الضرر الناجم عن المعارك؛ الكشف عن الهجمات النووية والبيولوجية والكيميائية. رصد القوات الودية والأسلحة والذخيرة: يمكن للزعماء والقادة مراقبة حالة قواتهم وشرط وتوافر المعدات والذخيرة في ساحة المعركة باستخدام شبكات الحسية. يمكن إرفاق أجهزة الاستشعار التي تبلغ عن وضعها بكل مركبة ومعدات وذخيرة مهمة. يتم جمع هذه البيانات معا في العقد الرئيسية، وإرسالها إلى المديرين. يمكن أيضا إعادة توجيه البيانات إلى المستويات العليا للتسلسل الهرمي للأمر مقابل الجمع بين البيانات من أجزاء أخرى. ملاحظات القتال: يمكن تغطية المواقع الحرجة والمسارات والطرق والقضيون بسرعة شبكات تعمل باللمس لدراسة أنشطة قوات العدو. أثناء العمليات أو بعد تطوير خطط جديدة، يمكن نشر شبكات اللمس في أي وقت لمراقبة المعركة. قوات الاستخباراتية للعدو والمنطقة: يمكن نشر الشبكات الحسية في الأراضي الحرجة، ويمكن جمعها في غضون دقائق قليلة من البيانات القيمة والمفصلة وفي الوقت المناسب عن قوى العدو والمحلية، قبل أن يستطيع العدو اعتراضهم. الاتجاه: يمكن استخدام شبكات اللمس في أنظمة إرشادات الذخيرة الذكية. تقييم الضرر بعد القتال: قبل الهجوم مباشرة أو بعد الهجوم، يمكن نشر شبكات اللمس في المنطقة المستهدفة لجمع بيانات تقييم الأضرار. الكشف عن الهجمات النووية والبيولوجية والكيميائية: عند استخدام الأسلحة الكيميائية أو البيولوجية، فإن استخدامه بالقرب من الصفر، من المهم أن يكون لتحديد دقيق للوكلاء الكيميائيين وفي الوقت المناسب. يمكن استخدام شبكات الحسية كأنظمة لمنع الهجمات الكيميائية أو البيولوجية والبيانات التي تم جمعها في وقت قصير ستساعد على تقليل عدد الضحايا بشكل كبير. يمكنك أيضا استخدام الشبكات الحسية للاستخبارات التفصيلية، بعد اكتشاف هذه الهجمات. على سبيل المثال، يمكنك الاستخبارات في حالة العدوى الإشعاعية دون تعريض شعب الإشعاع.
2.2. التطبيق البيئي
بعض الاتجاهات في البيئة، حيث يتم استخدام شبكات اللمس: تتبع حركة الطيور والحيوانات الصغيرة والحشرات؛ مراقبة حالة البيئة من أجل تحديد نفوذها على المحاصيل الزراعية والماشية؛ الري؛ مراقبة واسعة النطاق للأراضي والكواكب البحثية؛ الكشف عن الكيميائية / البيولوجية؛ كشف حرائق الغابات دراسات الأرصاد الجوية أو الجيوفيزيائية؛ الكشف عن الفيضانات وبحوث التلوث. الكشف عن حرائق الغابات: نظرا لأن Mys يمكن أن تكون مرسما استراتيجيا ومتنشرا بإحكام في الغابة، يمكن أن تتابع الأصل الدقيق للنار قبل أن يصبح النار لا يمكن السيطرة عليها. يمكن نشر الملايين الاستشعار على أساس مستمر. يمكن تجهيزها بألواح شمسية، لأن العقد يمكن تركها دون مراقبة منذ أشهر وحتى سنوات. ستعمل العث معا لأداء مهام الاستشعار والتغلب عليها الموزعة، مثل الأشجار والصخور التي تمنع تشغيل أجهزة استشعار سلكية. عرض الحالة الحيوية للبيئة: يتطلب مناهج معقدة لإدماج المعلومات في المقاييس المؤقتة والمكانية. التقدم المحرز في مجال تكنولوجيا الاستشعار عن بعد وجمع البيانات الآلي، خفضت بشكل كبير تكاليف البحث. تتمثل ميزة هذه الشبكات في أن العقد يمكن توصيلها بالإنترنت، والذي يسمح للمستخدمين البعيدين بمراقبة البيئة ومراقبتها ومراقبةها. على الرغم من أن أجهزة استشعار الأقمار الصناعية والجانب مفيدة في مراقبة مجموعة كبيرة ومتنوعة، على سبيل المثال، فإن التعقيد المكاني لأنواع النباتات المهيمنة، فإنها لا تسمح بمراقبة العناصر الصغيرة التي تشكل معظم النظام البيئي. نتيجة لذلك، هناك حاجة إلى نشر في أماكن شبكات الاستشعار اللاسلكية. أحد الأمثلة على التطبيق هو تجميع البيئة البيئية البيولوجية في الاحتياطي في جنوب كاليفورنيا. تتناول المؤامرات الثلاثة بشبكة، في كل منها 25-100 عقد، تستخدم للمراقبة المستمرة للبيئة. الكشف عن الفيضانات: مثال على الكشف عن الفيضانات هو نظام تحذير في الولايات المتحدة. تحدد عدة أنواع من أجهزة الاستشعار الموضوعة في نظام التنبيه مستوى هطول الأمطار ومستوى المياه والطقس. مشاريع بحثية مثل مشروع قاعدة بيانات جهاز كوغار في جامعة كورنيل ومشروع Datappace بجامعة Rutgers، ودراسة النهج المختلفة للتفاعل مع العقد الفردية على الشبكة لتلقي اللقطات والبيانات الطويلة التي تم جمعها. الزراعة: ميزة الشبكات الحسية هي أيضا القدرة على التحكم في مستوى المبيدات الحشرية في الماء، ومستوى تآكل التربة ومستوى تلوث الهواء في الوقت الفعلي.
2.3. تطبيق في الطب
أحد الاستخدامات في الطب هو جهاز معطل؛ مراقبة المرضى؛ التشخيص؛ مراقبة استخدام الأدوية في المستشفيات؛ جمع البيانات الفسيولوجية البشرية؛ ومراقبة الأطباء والمرضى في المستشفيات. مراقبة الحالة الفسيولوجية للشخص: البيانات الفسيولوجية التي تم جمعها بواسطة شبكات تعمل باللمس يمكن تخزينها لفترة طويلة من الزمن ويمكن استخدامها للبحث الطبي. يمكن أن تتبع عقد الشبكة المثبتة أيضا حركات المسنين، وعلى سبيل المثال، لتحذير قطرات. هذه العقد صغيرة وتوفر مريض حرية أكبر في الحركة، في الوقت نفسه السماح للأطباء بتحديد أعراض المرض مسبقا. بالإضافة إلى ذلك، يسهمون في توفير حياة أكثر راحة للمرضى مقارنة بالعلاج في المستشفى. للتحقق من إمكانية هذا النظام في كلية الطب غرينوبل وفرنسا، تم إنشاء "المنزل الذكي الصحي". وبعد مراقبة الأطباء والمرضى في المستشفى: يحتوي كل مريض على عقدة شبكة صغيرة وسهلة. كل عقدة لها مهمتها الخاصة الخاصة. على سبيل المثال، يمكن للمرء اتباع إيقاع القلب، في حين أن الآخر يزيل شهادة ضغط الدم. قد يكون للأطباء أيضا مثل هذه العقدة، سيسمح للأطباء الآخرين بإيجادهم في المستشفى. مراقبة الأدوية في المستشفيات: يمكن إرفاق العقد بالمخدرات، ثم يمكن تقليل فرص إصدار الدواء الخطأ. وبالتالي، سيكون لدى المرضى العقد التي تحدد الحساسية والأدوية اللازمة. الأنظمة المحوسبة، كما هو موضح في أظهرت أنها يمكن أن تساعد في تقليل الآثار الجانبية من الأدوية الإصدار الخاطئة.
2.4. تطبيق في المنزل
أتمتة المنزل: يمكن دمج العقدة الذكية في الأجهزة المنزلية، مثل منظفات الفراغ، أفران ميكروويف، ثلاجات ومدونات الفيديو. يمكنهم التفاعل مع بعضهم البعض ومع شبكة خارجية عبر الإنترنت أو الأقمار الصناعية. سيسمح ذلك للمستخدمين النهائيين بإدارة الأجهزة المنزلية بسهولة على حد سواء محليا وعناية. البيئة الذكية: يمكن أن يكون تصميم البيئة الذكية مناهضين مختلفين، أي الموجهة نحو الأشخاص أو التكنولوجيا. في حالة النهج الأول، يجب أن تتكيف البيئة الذكية مع احتياجات المستخدمين النهائيين من وجهة نظر التفاعل معهم. بالنسبة للأنظمة المركزة التكنولوجية، يجب تطوير تقنيات الأجهزة الجديدة وحلول الشبكة والتطبيقات الوسيطة. أمثلة على كيفية استخدام العقد لإنشاء بيئة ذكية موضحة في. يمكن دمج العقد في الأثاث والمعدات، يمكنهم التواصل مع بعضهم البعض وخادم الغرفة. يمكن لخادم الغرفة أيضا التواصل مع خوادم أخرى من الغرف للتعرف على الخدمات التي يمكن أن تقدمها، على سبيل المثال، الطباعة والمسح الضوئي والعمل مع الفاكس. يمكن دمج هذه الخوادم والعقد الحسية في الأجهزة المدمجة الحالية وجعل أنظمة تنظيم ذاتية التنظيم الذاتي والتكيف بناء على نموذج نظرية النموذج كما هو موضح في العملية.
3. العوامل التي تؤثر على تطوير نماذج الشبكة الحسية.
تعتمد تطوير الشبكات الحسية على العديد من العوامل التي تشمل التسامح مع الأخطاء، قابلية التوسعة، وتكاليف الإنتاج، ونوع بيئة التشغيل، ولمس طوبولوجيا الشبكة، وقيود الأجهزة، ونموذج نقل المعلومات واستهلاك الطاقة. تعتبر العديد من العوامل من قبل العديد من الباحثين. ومع ذلك، في أي من هذه الدراسات، لا تؤخذ في الاعتبار بالكامل جميع العوامل التي تؤثر على تطوير الشبكة. فهي مهمة لأنها بمثابة دليل لتطوير بروتوكول أو خوارزميات لشبكات حساسية العمل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام هذه العوامل لمقارنة النماذج المختلفة.
3.1. التسامح مع الخطأ
قد تفشل بعض العقد بسبب عدم وجود طاقة أو أضرار جسدية أو تدخل طرف ثالث. يجب ألا يؤثر فشل العقدة على تشغيل شبكة اللمس. هذه مسألة الموثوقية والتسامح مع الخطأ. التسامح الفشل هو القدرة على الحفاظ على وظيفة شبكة الاستشعار دون إخفاقات عندما تفشل العقدة. يتم تصميم موثوقية RK (T) أو عدم التسامح مع الأخطاء من العقدة في استخدام توزيع Poisson لتحديد احتمال عدم وجود عقدة عقدة خلال فترة الزمن (0؛ ر) يستحق الاهتمام بالحقيقة يمكن تركيز البروتوكولات والخوارزميات على مستوى التسامح مع الأخطاء اللازمة لبناء شبكات الحسية. إذا كانت المتوسطة التي يتم فيها وضع العقد قليلا تخضع للتدخلات، فقد تكون البروتوكولات أقل بكميا. على سبيل المثال، إذا تم تضمين العقد في المنزل لمراقبة مستوى الرطوبة ودرجة الحرارة، فقد تكون متطلبات التسامح الرفض منخفضة، لأن هذا النوع من الشبكات الحسية لا يمكن أن تفشل و "الضوضاء" للبيئة لا تؤثر على عملهم. من ناحية أخرى، إذا تم استخدام العقد في ساحة المعركة لمراقبة، فيجب أن يكون التسامح مع الخطأ مرتفعا، لأن الملاحظات حاسمة ويمكن تدمير العقد أثناء الأعمال العدائية. نتيجة لذلك، يعتمد مستوى التسامح مع الخطأ على استخدام الشبكات الحسية ويجب تطوير النموذج بهذا.
3.2. قابلية التوسع
قد يكون عدد العقد المنتشرين لدراسة هذه الظاهرة ترتيب مئات أو آلاف. اعتمادا على التطبيق، يمكن أن يصل الرقم إلى القيم القصوى (الملايين). يجب أن تكون النماذج الجديدة قادرة على العمل مع هذا العدد من العقد. يجب عليهم أيضا استخدام كثافة حسي عالية يمكن أن تختلف من العديد من العقد إلى عدة مئات على مؤامرة يمكن أن يكون أقل من 10 أمتار. يمكن حساب الكثافة وفقا ل
3.3. تكاليف الإنتاج
نظرا لأن الشبكات الحسية تتكون من عدد كبير من العقد، يجب أن تكون تكلفة عقدة واحدة لتبرير التكلفة الإجمالية للشبكة. إذا كانت تكلفة الشبكة أعلى من نشر أجهزة الاستشعار التقليدية، فهي غير مبررة اقتصاديا. نتيجة لذلك، يجب أن تكون تكلفة كل عقدة منخفضة. الآن تكلفة العقدة باستخدام جهاز إرسال Bluetooth أقل من 10 دولارات. السعر على بيكونود في مساحة 1 دولار. وبالتالي، يجب أن تكون تكلفة عقدة شبكة المستشعر أقل بكثير من 1 دولار للتبرير الاقتصادي لاستخدامها. تكلفة عقدة Bluetooth، التي تعتبر جهازا رخيصا، أعلى 10 مرات من متوسط \u200b\u200bالأسعار لعقد شبكة اللمس. يرجى ملاحظة أن العقدة لديها أيضا بعض الوحدات النمطية الإضافية، مثل وحدة جمع البيانات وحدة معالجة البيانات (الموصوفة في القسم 3.4.) بالإضافة إلى ذلك، يمكن تزويدها بموقع أو نظام مولد الطاقة اعتمادا على استخدام الشبكات الحسية. نتيجة لذلك، فإن تكلفة العقدة سؤال صعب، بالنظر إلى مقدار الوظائف حتى مع سعر أقل من 1 دولار.
3.4. ميزات الأجهزة
تتكون عقدة الشبكات الحسية من أربعة مكونات رئيسية، كما هو موضح في الشكل. 1: وحدة جمع البيانات، وحدة المعالجة، المرسل وإمدادات الطاقة. يعتمد وجود وحدات إضافية على استخدام الشبكات، على سبيل المثال، قد تكون وحدات المواقع ومولدات الطاقة والمواد التعبئة (MAC) وحدات. تتكون وحدة جمع البيانات، كقاعدة عامة، من قسمين: أجهزة الاستشعار والمحولات التناظرية الرقمية (ADC). يتم تحويل إشارة تمثيلية تم إنشاؤها بواسطة جهاز استشعار استنادا إلى الظاهرة المرصودة إلى إشارة رقمية باستخدام ADC، ثم تغذيها إلى وحدة المعالجة. وحدة المعالجة التي تستخدم الذاكرة المتكاملة، تدير الإجراءات التي تسمح جنبا إلى جنب مع العقد الأخرى لإجراء مهام المراقبة. تربط كتلة الإرسال (الإرسال والاستقبال) العقدة مع الشبكة. واحدة من أهم مكونات العقدة هي مصدر الطاقة. قد يتمكن مزود الطاقة قادرا على إعادة الشحن، على سبيل المثال، باستخدام الألواح الشمسية.
معظم العقد نقل البيانات وجمع البيانات، تحتاج إلى معرفة موقع دقة عالية. لذلك، يتم تمكين وحدة الموقع إلى المخطط العام. في بعض الأحيان قد تكون هناك حاجة إلى جهاز تعبئة، مما إذا لزم الأمر، يقوم بنقل العقدة عند الضرورة لأداء المهام. قد تحتاج إلى وضع جميع هذه الوحدات في حجم الحالة مع صناديق التعبئة. قد يكون حجم العقدة أقل سنتيمتر مكعب وسهلة بما يكفي للبقاء في الهواء. بالإضافة إلى الحجم، هناك بعض القيود الصعبة الأخرى للعقد. إنهم يجب عليهم :
تستهلك القليل جدا من الطاقة،
العمل مع عدد كبير من العقد في مسافات منخفضة،
لديك تكلفة منخفضة للإنتاج
أن تكون مستقلة وتعمل دون مراقبة
التكيف مع البيئة.
نظرا لأن العقد يمكن أن تصبح لا يمكن الوصول إليها، فإن عمر شبكة اللمس يعتمد على توريد العقد الفردية. الطعام مورد محدود وبسبب القيود في الحجم. على سبيل المثال، فإن إمدادات الطاقة الإجمالية للعقدة الذكية حوالي 1 J. بالنسبة لشبكة استشعار متكاملة لاسلكية (WINS)، يجب أن يكون متوسط \u200b\u200bمستوى الشحن أقل من 30 لوس أنجلوس لضمان وقت طويل. من الممكن إطالة عمر الشبكات الحسية باستخدام البطاريات القابلة لإعادة الشحن، على سبيل المثال، للحصول على الطاقة من البيئة. الألواح الشمسية هي مثال مشرق لاستخدام إعادة الشحن. يمكن أن تكون وحدة نقل بيانات العقدة عبارة عن جهاز بصري سلبي أو نشط، كما هو الحال في جهاز إرسال عقدة ذكية أو تردد راديو (RF). بالنسبة لنقل تردد الراديو، فأنت بحاجة إلى وحدة نمطية تستخدم عرض نطاق معين، وحدة تصفية، ديموديا، مما يجعلها أكثر تعقيدا ومكلفة. بالإضافة إلى ذلك، من الممكن الخسائر في نقل البيانات بين العقدتين بسبب حقيقة أن الهوائيات توضع بالقرب من الأرض. ومع ذلك، فإن الاتصال الراديوي هو الأفضل في معظم مشاريع الشبكة الحسية القائمة، لأن ترددات البيانات منخفضة (كقاعدة عامة، أقل من 1 هرتز)، وتيرة دورات النقل مرتفعة بسبب انخفاض المسافات. تتيح لك هذه الخصائص استخدام ترددات الراديو المنخفضة. ومع ذلك، لا يزال تصميم أجهزة الإرسال الراديوي الموفرة للطاقة وانخفاض التردد مهمة معقدة تقنيا، والتقنيات الحالية المستخدمة في إنتاج جهاز Bluetooth ليست فعالة للشبكات الحسية، حيث تستهلك الكثير من الطاقة. على الرغم من أن المعالجات الحالية تقلل باستمرار أبعادها وزيادة الطاقة ومعالجة وتخزين البيانات من العقدة لا تزال مكانها الضعيف. على سبيل المثال، تتكون وحدة معالجة العقدة الذكية من معالج MHz ATMEL AVR8535، متحكم مع 8 كيلو بايت للحصول على تعليمات، ذاكرة فلاش، 512 بايت رام و 512 بايت EEPROM. في هذه الوحدة، التي تحتوي على 3500 بايت تحت نظام التشغيل و 4500 بايت من الذاكرة الحرة تحت التعليمات البرمجية، يتم استخدام نظام التشغيل Tinyos. تحتوي وحدة المعالجة على مصابيح العقدة النموذجية الأخرى على معالج SA-1110 بتردد 59-206 ميغاهيرتز. تستخدم عقد IAMPS نظام تشغيل L-OS متعدد الخيوط. تتطلب معظم مهام جمع البيانات معرفة موقف العقدة. نظرا لأن العقد عادة ما تكون موجودة بشكل عشوائي وبدون إشراف، يجب أن تكون متباينة باستخدام نظام الموقع. يتم استخدام تعريف الموقع في العديد من بروتوكولات توجيه شبكات اللمس (المزيد في القسم 4). يشير البعض إلى أن كل عقدة لديها وحدة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، والذي يعمل بدقة تصل إلى 5 أمتار. تدعي الورقة أن معدات جميع العقد GPS ليست بالضرورة لتشغيل الشبكات الحسية. هناك نهج بديل، حيث تستخدم بعض العقد فقط GPS ومساعدة العقد الأخرى، وتحديد موقفها على الأرض.
3.5. شبكة طوبولوجيا
وجود حقيقة أن العقد يمكن الاعتراف بها وتخضع للإفشل المتكرر، وجعل صيانة الشبكة مهمة معقدة. من المئات إلى عدة آلاف من العقد يمكن نشرها على إقليم شبكة اللمس. يتم نشرها في أعلى عشرة أمتار من بعضها البعض. يمكن أن تكون كثافة موقع العقد أعلى من 20 عقدة لكل متر مكعب. يتطلب الترتيب الكثيف لعقد متعددة صيانة دقيقة للشبكة. سننظر في القضايا المتعلقة بالخدمة والتغيير في طوبولوجيا الشبكة في ثلاث مراحل:
3.5.1. يمكن النشر المسبق ونشر العقد في تناثر الشامل من العقد أو تثبيت كل منهما بشكل منفصل. يمكن نشرها:
الانتثار من الطائرة
عن طريق وضع صاروخ أو قذيفة
ألقيت عن طريق المنجنيق (على سبيل المثال، من السفينة، إلخ)،
التنسيب في المصنع
يتم نشر كل عقدة بشكل منفصل من قبل شخص أو روبوت.
على الرغم من حقيقة أن عددا كبيرا من أجهزة الاستشعار ونشرها التلقائي يزيل عادة موضعها وفقا للخطة المصممة بعناية، فيجب أن يكون مخطط النشر الأولي:
تقليل تكاليف التثبيت
القضاء على الحاجة إلى أي مؤسسة مسبقة والتخطيط المسبق،
زيادة مرونة التنسيب
تعزيز التنظيم الذاتي والتسامح مع الخطأ.
3.5.2. المرحلة بعد نشر الشبكة
بعد نشر الشبكة، يرتبط التغيير في طوبولوجياها بتغيير خصائص العقد. قائمة بهم:
وضع،
توافر (بسبب التدخل، والعقبات المتحركة الضوضاء، إلخ)،
شحن البطارية
خطأ
تغيير المهام.
يمكن نشر العقد بشكل ثابت. ومع ذلك، تفشل الأجهزة هي ظاهرة المعتادة بسبب تصريف البطارية أو الدمار. الشبكات الحسية المحتملة ذات التنقل العالي من العقد. بالإضافة إلى ذلك، تؤدي العقد والشبكات مهام مختلفة ويمكن أن تتعرض للتداخل المتعمد. وبالتالي، فإن بنية شبكة المستشعر عرضة للتغييرات المتكررة بعد النشر.
3.5.3. المرحلة نشر عقد إضافية
يمكن إضافة عقد إضافية في أي وقت لاستبدال العقد الخاطئة أو بسبب التغييرات في المهام. إضافة نماذج جديدة يخلق الحاجة إلى إعادة تنظيم الشبكة. يقاتل التغييرات المتكررة في طبولوجيا شبكة نظير إلى نظير، والذي يحتوي على العديد من العقد ولديه قيود صلبة للغاية على استهلاك الطاقة، يتطلب بروتوكولات توجيه خاصة. يتم وصف هذه المشكلة بالتفصيل في القسم 4.
3.6. بيئة
تقع العقد بإحكام قريب جدا أو مباشرة داخل الظاهرة المرصودة. وبالتالي، فإنها تعمل دون مراقبة في المناطق الجغرافية النائية. يمكنهم العمل
على التقاطعات الحية،
داخل السيارات الكبيرة
في قاع المحيط
داخل الاعصار
على سطح المحيط خلال إعصار،
في المناطق الملوثة بيولوجيا وكيميائية
في ساحة المعركة
في منزل أو مبنى كبير
في مستودع كبير،
تعلق على الحيوانات
تعلق على المركبات سريعة الحركة
في مياه الصرف الصحي أو النهر جنبا إلى جنب مع تدفق المياه.
تعطي هذه القائمة فكرة عن، تحت أي ظروف يمكن أن تعمل العقد. يمكنهم العمل تحت ضغط مرتفع في أرضية المحيط، في ظروف قاسية، من بين القمامة أو في ساحة المعركة، في درجات حرارة متطرفة، على سبيل المثال، في فوهة محرك الطائرات أو في المناطق القطبية الشمالية، في أماكن صاخبة جدا حيث يوجد الكثير من التدخل.
3.7. طرق نقل البيانات
في شبكة Louch Louch Multi-Louch، تتواصل العقد عبر الاتصالات اللاسلكية. يمكن إجراء الاتصال من خلال الراديو أو ميناء الأشعة تحت الحمراء أو الوسائط البصرية. من أجل استخدام جميع بيئة النقل هذه على مستوى العالم يجب أن تكون متوفرة في جميع أنحاء العالم. أحد خيارات الراديو هو استخدام النطاقات الصناعية والعلمية والطبية (ISM)، والتي تتوفر دون تراخيص في معظم البلدان. يتم وصف بعض أنواع الترددات التي يمكن استخدامها في جدول التردد الدولي الوارد في المادة S5 على لوائح الاتصالات الراديوية (المجلد 1). تم استخدام بعض هذه الترددات بالفعل في الاتصالات الهاتفية اللاسلكية والشبكات المحلية اللاسلكية (WLAN). بالنسبة للشبكات الحسية الصغيرة الحجم وتكلفة منخفضة، لا يلزم مكبر الصوت للإشارة. وفقا لقيود الأجهزة وتخصيص التسوية بين كفاءة الهوائي واستهلاك الطاقة يفرض قيودا معينة على اختيار تردد الإرسال في نطاق الترددات الفائقة. كما أنها توفر استخدام تردد ISM 433 ميغاهرتز في أوروبا و 915 ميغاهيرتز ISM في أمريكا الشمالية. يتم النظر في النماذج الممكنة من أجهزة الإرسال لهذه المنطقتين. تتمثل المزايا الرئيسية لاستخدام ترددات راديو ISM مجموعة واسعة من الترددات وإمكانية الوصول إليها في جميع أنحاء العالم. إنهم غير مرتبطين بمعيار معين، وبالتالي تعطي حرية كبيرة في تنفيذ استراتيجيات توفير الطاقة في الشبكات الحسية. من ناحية أخرى، هناك العديد من القواعد والقيود، مثل مختلف القوانين والتدخل من التطبيقات الحالية. وتسمى نطاقات التردد هذه أيضا ترددات غير منظم. تعتمد معظم المعدات الحديثة للعقد على استخدام أجهزة الإرسال الراديوي. العقد اللاسلكية IAMPS التي وصفتها أجهزة الإرسال المتوافقة مع Bluetooth بتردد 2.4 جيجاهرتز ولها مزج تردد متكامل. يوصف جهاز العقد منخفضة الطاقة في العملية، يستخدمون قناة قناة واحدة تعمل بتردد 916 ميغاهيرتز. تستخدم هندسة WINS أيضا اتصالات راديوية. هناك طريقة أخرى ممكنة للتواصل في شبكات اللمس هي منفذ IR. تتوفر اتصال الأشعة تحت الحمراء دون ترخيص ومحمي من الأجهزة الكهربائية التداخل. أجهزة الإرسال IR أرخص وأسهل في الإنتاج. تستخدم العديد من أجهزة الكمبيوتر المحمولة اليومية، PDAs والهواتف المحمولة واجهة الأشعة تحت الحمراء لنقل البيانات. العيب الرئيسي لمثل هذا الاتصال هو شرط الرؤية المباشرة بين المرسل والمستلم. هذا يجعل اتصال الأشعة تحت الحمراء غير المرغوب فيه للاستخدام في الشبكات الحسية بسبب بيئة النقل. يستخدم الأزواج بطريقة مثيرة للاهتمام للنقل من قبل الأزواج الذكية، والتي هي وحدات للمراقبة التلقائية ومعالجة البيانات. يتم استخدامها لنقل البيئة البصرية. هناك اثنين من مخططات نقل سلبية باستخدام Corner-Cube RetoreFlecctor (CCR) ونشطة باستخدام الصمام الثنائي الليزر والمرايا الليزرية (تمت مناقشتها). في الحالة الأولى، مطلوب مصدر إضاءة متكامل، يتم استخدام تكوين ثلاثة المرايا لنقل إشارة (CCR). تستخدم الطريقة النشطة ديود ليزر ونظام اتصال الليزر النشط، لإرسال أشعة الضوء إلى جهاز استقبال مزعلي. متطلبات غير عادية لاستخدام الشبكات الحسية تجعل اختيار معقد وسيلة النقل. على سبيل المثال، تتطلب التطبيقات البحرية استخدام بيئة نقل المياه. هنا تحتاج إلى استخدام إشعاع موجة طويلة التي يمكن أن تخترق أسطح الماء. في المنطقة التي يصعب الوصول إليها أو في ساحة المعركة قد تكون هناك أخطاء وأكثر تدخل. بالإضافة إلى ذلك، قد يكون الأمر كذلك، فإن الهوائيات من العقد لا تملك الطول الضروري وقدرة الإشعاع للتواصل مع الأجهزة الأخرى. وبالتالي، يجب أن يكون اختيار بيئة الإرسال مصحوبا بمخططات تعديل وترميز موثوق، مما يعتمد على خصائص قناة الإرسال.
3.8. استهلاك الطاقة
لا يمكن تزويد العقدة اللاسلكية، كونها جهاز إخراج دقيق، بمصدر كهربائي محدود (
3.8.1. الاتصالات
تستهلك العقدة الحد الأقصى للطاقة للتواصل، والذي يفترض حفل استقبال النقل والبيانات. يمكن القول أنه للتواصل للمسافات الصغيرة مع قوة إشعاعية منخفضة، فإن ناقل الحركة والاستقبال يحتاج إلى كمية متطابقة تقريبا من الطاقة. تجميع الترددات، مذبذبات التحكم في الجهد، حظر المراحل (PLL) ومكبرات الصوت، كل هذا يتطلب الطاقة، الموارد محدودة. من المهم أن نعتبر في الوقت نفسه قوة نشطة فقط، ويعتبر استهلاك الكهرباء أيضا عند بدء تشغيل أجهزة الإرسال. يأخذ إطلاق جهاز الإرسال جزءا بسيطا، لذلك يستهلك كمية ضئيلة من الطاقة. هذه القيمة يمكن أن تكون قابلة للمقارنة مع مرور الوقت منع PLL. ومع ذلك، مع انخفاض في الحزمة المرسلة، تبدأ قوة الإطلاق في السيطرة على استهلاك الطاقة. نتيجة لذلك، فمن غير فعال لإيقاف تشغيل جهاز الإرسال باستمرار وإيقاف معظم الطاقة سوف تمر هذا. حاليا، تحتوي أجهزة إرسال الراديو منخفضة الطاقة على قيم PT والعلاقات العامة القياسية في 20 ديسيبل و Pout بالقرب من 0 DBM. يرجى ملاحظة أن الكمبيوتر Picoradio هو -20 ديسيبل. تم مناقشة تصميم أجهزة إرسال ذات الحجم الصغيرة وغير مكلفة في المصدر. استنادا إلى نتائجهم، فإن مؤلفي هذه المقالة، بالنظر إلى ميزانية واستهلاك استهلاك الطاقة، يعتقدون أن قيم حزب العمال والعلاقات العامة يجب أن تكون على الأقل من حيث الحجم أقل من القيم أعلاه.
3.8.2. معالجة البيانات
استهلاك الطاقة أثناء معالجة البيانات أقل بكثير مقارنة بنقل البيانات. المثال الموصوف في العمل يوضح في الواقع هذا التناقض. بناء على نظرية Rayleya، عندما يتم فقد ربع الطاقة، يمكن أن نستنتج أن استهلاك الطاقة لمدة 1 كيلو بايت لمسافة 100 متر هو نفس تنفيذ 3 ملايين تعليمات بسرعة 100 مليون تعليمات في الثانية (MIPS) / W المعالج. وبالتالي، فإن معالجة البيانات المحلية أمر حاسم لتقليل استهلاك الطاقة في شبكة استشعار القفزات. لذلك، يجب أن يكون العقد إمكانيات حسابية مدمجة وتكون قادرة على التفاعل مع البيئة. سيؤدي قيود التكاليف والحجم إلى أشباه الموصلات أشباه الموصلات (CMOS) باعتبارها التقنيات الرئيسية للمعالجات الدقيقة. لسوء الحظ، لديهم قيود على كفاءة استخدام الطاقة. CMOS يتطلب الطاقة في كل مرة تتغير فيها الدولة. الطاقة المطلوبة لاستبدال الدول تتناسب مع تواتر التبديل، والحاوية (يعتمد على المنطقة) تقلبات الجهد. وبالتالي، فإن انخفاض في جهد العرض هو وسيلة فعالة لتقليل استهلاك الطاقة في حالة نشطة. يعتبر تحجيم الجهد الديناميكي الذي تم النظر فيه، إلى تكييف الطاقة وتكرار المعالج وفقا لحمل العمل. عندما يتم تقليل الحمل الحسابي إلى المعالج الدقيق، فإن التخفيض البسيط في التردد يعطي انخفاضا خطيا في الطاقة المستهلكة، ومع ذلك، فإن الحد من الجهد التشغيل يمنحنا انخفاضا بنسبة تربيعية في استهلاك الطاقة. من ناحية أخرى، لن يتم استخدام جميع أداء المعالج الممكن. سيعطي هذا النتيجة، إذا أخذنا في الاعتبار حقيقة أن أداء الذروة غير مطلوب دائما وبالتالي، يمكن تكييف الجهد التشغيلي وتكرار المعالج ديناميكيا وفقا لمتطلبات المعالجة. يقدم المؤلفون خططا للتنبؤ بعبء العمل بناء على المعالجة التكيفية لمجموعة ملفات التحميل الحالية وعلى تحليل العديد من المخططات التي تم إنشاؤها بالفعل. تتم مناقشة استراتيجيات تخفيض الطاقة المعالج الأخرى. تجدر الإشارة إلى أن المخططات الإضافية يمكن استخدامها لتشفير وتكوين البيانات. يمكن أيضا استخدام الدوائر المتكاملة في بعض الحالات. في كل هذه السيناريوهات، تعتمد هيكل شبكة اللمس، خوارزميات العمل والبروتوكولات على استهلاك الطاقة المعني.
4. الهندسة المعمارية للشبكات الحسية
عادة ما توجد العقد عشوائيا في جميع أنحاء منطقة الملاحظة. يمكن لكل منها جمع البيانات وتعرف طريق البيانات مرة أخرى إلى العقدة المركزية، المستخدم النهائي. يتم إرسال البيانات باستخدام بنية شبكة Hop Multi-Hop. يمكن للعقدة المركزية التواصل مع مدير المهام عبر الإنترنت أو الأقمار الصناعية. يتم عرض كومة البروتوكولات المستخدمة من قبل العقدة المركزية وجميع العقد الأخرى في الشكل. 3. تتضمن كومة البروتوكول معلومات حول الطاقة والمعلومات حول الطرق، وتساعد بيانات على بروتوكولات الشبكة، وتساعد على التواصل بشكل فعال من خلال بيئة لاسلكية، وتعزز العمل المشترك من العقد. يتكون مكدس البروتوكول من مستوى التطبيقات ومستوى النقل ومستوى الشبكة ومستوى القناة وطبقة مادية وطبقة إدارة الطاقة وطبقة إدارة التنقل وطبقة تخطيط المشكلة. اعتمادا على مهام جمع البيانات، يمكن بناء أنواع مختلفة من برامج التطبيق على مستوى التطبيقات. يساعد مستوى النقل في الحفاظ على دفق البيانات إذا لزم الأمر. يوفر مستوى الشبكة توجيه البيانات المقدم من مستوى النقل. نظرا لأن الوسيط يحتوي على أصوات غريبة، يمكن نقل العقد، فيجب أن يقلل بروتوكول MAC لحدوث التصادم عند إرسال البيانات بين العقد المجاورة. الطبقة المادية هي المسؤولة عن إمكانية نقل المعلومات. تساعد هذه البروتوكولات في العقد لأداء المهام عند حفظ الكهرباء. تحدد طبقة إدارة الطاقة كيفية استخدام العقدة الطاقة. على سبيل المثال، يمكن للعقدة تعطيل جهاز الاستقبال بعد تلقي رسالة من أحد جيرانها. سيساعد ذلك في تجنب الحصول على رسالة مكررة. بالإضافة إلى ذلك، عندما يكون العقدة شحن بطارية منخفضة، فإنه ينقل المعلومات التي لا يمكن المشاركة في توجيه الرسالة. جميع الطاقة المتبقية سيستخدمها لجمع البيانات. تحدد طبقة إدارة التنقل (MAC) وتسجيل حركة العقد، لذلك هناك دائما طريق لنقل البيانات إلى العقدة المركزية ويمكن أن تحدد العقد جيرانها. ومعرفة جيرانها يمكن أن توازن عقدة من استهلاك الطاقة معا معهم. خطط إدارة المهام وإعاد جداول جمع المعلومات لكل منطقة بشكل منفصل. ليست هناك حاجة إلى جميع العقد في منطقة واحدة لأداء مهام الاستشعار في نفس الوقت. نتيجة لذلك، تقوم بعض العقد بأداء المزيد من المهام من غيرها، فإنها تعتمد على قوتها. هذه الطبقات والوحدات النمطية هذه ضرورية لتقديم العقد للعمل معا والسعي لتحقيق أقصى قدر من كفاءة الطاقة، وتحسين مسار نقل البيانات على الشبكة، وكذلك استخدام موارد بعضها البعض بشكل مشترك. بدونهم، ستعمل كل عقدة بشكل فردي. من وجهة نظر شبكة المستشعر بأكملها، فمن الضروري أن تعمل العقد جنبا إلى جنب مع بعضها البعض، مما يساهم في امتداد وقت الشبكة نفسها. قبل مناقشة الحاجة إلى تضمين في وحدات البروتوكول وطبقات التحكم، سننظر إلى ثلاثة أعمال موجودة مخصصة لمكدس البروتوكول، والتي تظهر في الشكل 3. نموذج WINS الذي تمت مناقشته في المصدر الذي يتم دمجه العقد في موزعة الشبكة والحصول على الوصول إلى الإنترنت. نظرا لأن عدد كبير من العقد شبكة WINS موجودة على مسافة صغيرة من بعضها البعض، فإن الاتصالات متعددة القفز يقلل من استهلاك الطاقة إلى الحد الأدنى. يتم إرسال المعلومات البيئية التي تم الحصول عليها بواسطة العقدة باستمرار إلى العقدة المركزية أو WINS بوابة من خلال العقد الأخرى كما هو موضح في الشكل 2 عن العقد A، B، C، D، و E. WINS Gateway يتصل مع المستخدم من خلال بروتوكولات الشبكة العادية مثل الإنترنت. تتكون مكدس بروتوكولات الشبكة WINS من مستوى تطبيق، طبقة شبكة، طبقة ماك، طبقة مادية. عقدة ذكية (أو غبار). يمكن إرفاق هذه العقد بالكائنات أو حتى ترتفع في الهواء بسبب حجمها الصغير والوزن. يستخدمون تقنية MEMS للاتصالات البصرية وجمع البيانات. قد يكون للمغبار الألواح الشمسية لإعادة الشحن خلال اليوم. إنها تتطلب رؤية مباشرة للتواصل مع محطة قاعدة الارسال البصرية أو الغبار الأخرى. من خلال مقارنة بنية الشبكة مع الغبار مع موضح في الشكل 2، يمكننا أن نقول أن العقد الذكية عادة ما تكون مرتبطة مباشرة مع جهاز إرسال المحطة الأساسية، ولكن الاتصال واحد إلى واحد هو ممكن أيضا. مع وجود نهج مختلف لتطوير البروتوكولات والخوارزميات للشبكات الحسية يرجع إلى متطلبات المستوى المادي. يجب تطوير البروتوكولات والخوارزميات وفقا لاختيار المكونات المادية، مثل نوع المعالجات الدقيقة، ونوع أجهزة الاستقبال. يتم استخدام هذا النهج ("من أسفل إلى أعلى") في نموذج IAMPS ويعتبر أيضا اعتماد مستوى التطبيقات وطبقة الشبكة وطبقة MAC والمستوى المادي من تعبئة الأجهزة للعقدة. IAMPS العقد تفاعل بالضبط مع المستخدم النهائي، كما هو الحال في الهندسة المعمارية المعروضة في الشكل 2. مخططات مختلفة، على سبيل المثال، مع فصل مؤقت للقنوات (TDMA) أو مع فصل تردد القنوات (FDMA) والتعديل الثنائي أو وحدة M-Module مقارنة في المصدر. يشير النهج "من أسفل إلى أعلى" إلى أن خوارزميات العقدة يجب أن تعرف الأجهزة واستخدام قدرات المعالجات الدقيقة والمرسلات لتقليل استهلاك الطاقة. هذا يمكن أن يؤدي إلى تطوير تصاميم مختلفة من العقدة. وستؤدي التسميات المختلفة للعقد إلى أنواع مختلفة من شبكات اللمس. ما بدوره سيؤدي إلى تطوير خوارزميات مختلفة لعملهم.
المؤلفات
بالفعل قريب من اليوم الذي سيتم فيه دمج مئات الملايين من أجهزة استشعار أشباه الموصلات في كل ما هو ممكن، تتراوح من السلسلة الرئيسية على المفتاح ونهاية كرسي متحرك الأنابيب. وسيتمكن جميعها جميعا من عدم العمل كأجهزة استشعار ذكية فحسب، بل أيضا لإجراء المعالجة الأولية للمعلومات، وكذلك التفاعل مع بعضها البعض، وتشكيل شبكة حسية واحدة لاسلكية. في هذه الحالة، لن تستهلك مثل هذه المستشعرات عمليا الكهرباء، نظرا لأن البطاريات المصغرة المدمجة ستكون كافية لعدة سنوات، أي مدى كامل من تشغيل أجهزة الاستشعار. سيكون نوع جديد من نوعه من نظام الكمبيوتر الذي يعمل باستخدام شبكة تعمل باللمس اللاسلكي. هذه الشبكة عرفية تسمى شبكات الاستشعار اللاسلكية المخصصة. يتم استعارة مصطلح AD-HOC من الشبكات اللاسلكية الحديثة التي تعمل، على سبيل المثال، في معيار IEEE 802.11B. هذه الشبكات اللاسلكية لها وسائط تفاعلين: وضع البنية التحتية والوضع المخصص. في وضع البنية التحتية، تتفاعل عقد الشبكة مع بعضها البعض غير مباشرة، ولكن من خلال نقطة الوصول (نقطة الوصول)، والتي تنفذ دور نوع من المحور في الشبكة اللاسلكية (بنفس طريقة حدوثها في شبكات الكابل التقليدية) وبعد في وضع مخصص، يسمى أيضا نظير إلى نظير ("نقطة إلى نقطة")، تتفاعل المحطات مباشرة مع بعضها البعض. وفقا لذلك، في الشبكات الحسية اللاسلكية، يعني الوضع المخصص أن جميع أجهزة الاستشعار تتفاعل مباشرة مع بعضها البعض، وخلق نوع من الشبكة الخلوية
شبكات اللمس اللاسلكية هي خطوة غريبة نحو الانتقال إلى العصر التالي - عندما تكون أجهزة الكمبيوتر مرتبطة مباشرة بالعالم المادي ويمكن أن تخمن رغبات المستخدمين، وكذلك اتخاذ قرارات لهم.
دعونا نلاحظ قليلا، والتي ستجلب لنا شبكات الحسية هذه في المستقبل. تخيل الطفل الرضيع الاستماع إلى أنفاس الأطفال؛ أساور بعد حالة المرضى في العيادة؛ كاشفات الدخان التي لا يمكن أن تحدث فقط بسبب رجال الاطفاء، ولكنهم أيضا إبلاغهم مقدما حول محور النيران ودرجة تعقيد النار. ستتمكن الأجهزة الإلكترونية من التعرف على بعضها البعض، وسيتم تذكير إمدادات الطاقة بأنهم بحاجة إلى "تناول الطعام".
تخيل مئات الآلاف من أجهزة استشعار الاستشعار المتحدة في شبكة مشتركة في الغابة. في هذه الغابة، سيكون من المستحيل ببساطة أن تضيع لأن حركة الشخص سيتم إصلاحها وتحليلها من أجهزة الاستشعار. مثال آخر هو أجهزة الاستشعار في الحقل الذي تم تكوينه لرصد حالة التربة واعتمادا على الظروف المتغيرة التي تنظم الري وكمية الأسمدة المقدمة.
لا أقل شبكات حسية مفيدة على الطرق. التواصل مع بعضهم البعض، سيكونون قادرين على ضبط تدفق السيارات. هذا هو حلم أي سائق - الطرق دون اختناقات مرورية! ستكون هذه الشبكات قادرة على التعامل مع هذه المهمة بشكل أكثر كفاءة بكثير من أي قسم. السيطرة على المشاكل
سوف تقرر الجرائم على الطرق بحد ذاتها.
إن استخدام الشبكات الحسية للتحكم في امدادات الطاقة سيحقق مدخرات كهرباء مذهلة. تخيل مثل هذه الشبكة السيطرة في شقتك. تتبع موقعك، سيتمكن أجهزة الاستشعار من إيقاف تشغيل الضوء في كل مكان وتحويله حسب الحاجة. حسنا، إذا كنت تستخدم هذه الشبكات للتحكم في إضاءة الشوارع والطرق، فإن مشكلة نقص الكهرباء سوف تختفي في حد ذاتها. من أجل أن تصبح الشبكات الحسية حقيقة غدا، يجري البحث في هذا الاتجاه اليوم. والزعيم في هذا المجال هو Intel، مما يدعم جميع تقنيات الكمبيوتر المتقدمة. إيلاء اهتمام خاص، ودفع ثمن تطوير العديد من الشبكات الحسية للعديدات القادرة على التكوين التلقائي المستقل والتكوين حسب الحاجة. سيتيح لك تنفيذ هذه التكنولوجيا نشر شبكة غير مكلفة، ولكن في الوقت نفسه الأجهزة الحسية شبه الموصلات معقدة للغاية والتي يمكن أن تنشئ بشكل مستقل الاتصال مع بعضها البعض، والإبلاغ عن بعض التغييرات في البيئة. على سبيل المثال.
بعض هذه الأجهزة هي تشغيل نظام التشغيل.
Tinyos، رمز نظام التشغيل هذا مفتوح ويتكون من كل من
8.5 كيلو بايت.
سيتم تطبيق هذه الأجهزة على مجالات جديدة بشكل أساسي، على سبيل المثال، في تطوير بنود ملابس ذكية متصلة، والتي ستتبع حالة صحة حديثي الولادة والإبلاغ عن أهم مؤشرات لسبل عيشها، المزارع الفكرية، التي فيها أشباه الموصلات سوف تشارك أجهزة الاستشعار المثبتة في التربة في مراقبة الري.
تطبيق النظام والأسمدة. تشارك شبكات الحسية في شركة Intel
مختبر البحث الشهير Intel Berkeley مختبر الأبحاث، الواقعة في كاليفورنيا. الشبكات الحسية التجريبية الحالية تفي جزئيا فقط بالمتطلبات المذكورة أعلاه. لذلك، اليوم تتكون الشبكة فقط لمئات من أجهزة الاستشعار مع منطقة تغطية محدودة ويتم تنفيذ المهام المعرفة فقط. إنهم قادرون على نقل نوع معين فقط من المعلومات من جهاز استشعار إلى آخر وفقط في عرض النطاق الترددي المعطى. يمكن أيضا أن يسمى استهلاك الطاقة ضئيلا
- رسوم البطارية بما يكفي لبضعة أيام فقط. لا تزال أجهزة الاستشعار الموجودة كافية خاملة، ولكن حول الموثوقية العالية والحتمية في العملية (على الأقل بسبب الأحجام) والنطق لا يذهب. حسنا، بطبيعة الحال، مثل هذه المجسات مكلفة للغاية، بحيث تكون الشبكة التي تتكون من مئات من أجهزة الاستشعار ليست رخيصة. ولكن يجب أن نتذكر أننا نتحدث عن الشبكات التجريبية وعلى تطوير تكنولوجيا المستقبل. في الوقت نفسه، الشبكات الحسية التجريبية مفيدة بالفعل. واحدة من هذه الشبكات الحسية هذه التي أنشأتها الجهود المشتركة لمختبر أبحاث Intel Berkeley، ومعهد الأطلسي وجامعة كاليفورنيا، تعمل على جزيرة بطة كبيرة (جزيرة بطة رائعة) في مين.
مهمة هذه الشبكة هي دراسة موئل الكائنات البيولوجية المختلفة التي تعيش في الجزيرة.
أي تدخل بشري (حتى لغرض الدراسة) هو في بعض الأحيان غير ضرورية للغاية
من هنا أن تأتي الشبكات الحسية إلى الإيرادات، مما يتيح دون مشاركة مباشرة لشخص لجمع كل المعلومات اللازمة.
تستخدم شبكة Touch لوحاتين كعناصر عقيدة. يوجد في اللوحة الأولى استشعار درجة الحرارة، أجهزة استشعار الرطوبة والضغط Barometric واستشعار الأشعة تحت الحمراء. يحتوي اللوحة الثانية على المعالج الدقيق (تردد 4 ميغاوال ميغاوال)، ذاكرة الوصول العشوائي 1 كيلو بايت، ذاكرة فلاش لتخزين البرامج والبيانات، امدادات الطاقة (بطاريتين بحجم AA) والمرسل الراديو /
جهاز استقبال يعمل بتردد 900 ميجاهرتز. تتيح لك أجهزة الاستشعار تسجيل كل المعلومات اللازمة ونقلها إلى قاعدة بيانات الكمبيوتر الرئيسية. جميع أجهزة الاستشعار قبل تمرير اختبار شامل - يتم تغمر الرسوم مع أجهزة الاستشعار في الماء في يومين ومراقبة وظائفها. تشكل جميع العقد الحسية شبكة لاسلكية واحدة وقادرة على تبادل المعلومات. في الوقت نفسه، يحدث نقل المعلومات من عقدة الشبكة البعيدة إلى البوابة (مستشعر البوابة) على السلسلة، أي من عقدة شبكة واحدة إلى أخرى، مما يسمح لك بإنشاء منطقة تغطية كبيرة.
تصل المعلومات إلى الكمبيوتر الرئيسي من خلال البوابة. تستخدم البوابة هوائي الاتجاه، والذي يسمح لك بزيادة مسافة النقل تصل إلى 300 متر. من معلومات الكمبيوتر الرئيسية باستخدام الاتصالات الساتلية يتم إرسال الاتصالات عبر الإنترنت إلى مركز الأبحاث الموجود في كاليفورنيا.
لا تقل موظفي مختبر أقل نشاطا على علم الأحياء الدقيق، وخلق BioChips. بالإضافة إلى التصور الحسي لعالم المواد الصلبة، يتم التحقيق في إمكانية "الشعور" الوسائط السائلة والكائنات البيولوجية النامية. مثل هذه الدراسات اكتشاف آفاق هائلة للتطورات الطبية والصيدلانية، وتنفيذ العمليات الكيميائية وتصنيع المستحضرات البيولوجية. نظرا لأن الغرض الرئيسي من الشبكات الحسية هو تصور ونقل المعلومات المفيدة، فإن المتخصصين في مختبر Intel في Berkeley يشاركون في تطوير منهجية الجمع بين أجهزة الاستشعار مع الأشياء، والمراقبة المسؤولة عنها، وكذلك التحقيق في القدرة لإنشاء "محركات" - الأجهزة المستندة إلى أجهزة الاستشعار التي تسمح لك بالتأثير على الوضع، وليس فقط تسجيل حالتها. من الواضح أن شبكات اللمس مفيدة للتطبيقات العسكرية، إحدى الاختبارات المحتملة للشبكات، اختبارات "القتال" في أفغانستان، حيث وضعت القوات المسلحة الأمريكية عدة مئات من أجهزة الاستشعار من أجل تتبع حركات التكنولوجيا القتالية في العدو. ومع ذلك، التنفيذ
الشبكات الحقيقية للتحدث حياتنا في وقت مبكر، الشبكة معرضة للخطأ. هجوم في شبكة اللمس، مما يؤدي إلى فشل الخدمة (DOS)، هو أي حدث يقلل أو يلغي القدرة على أداء الوظيفة المتوقعة منه. يقترح المؤلفون ببروتوكولات الشبكات الحسية على بنية متعددة المستويات، والتي يمكن أن تلحق الضرر بكفاءة الشبكة، ولكن سيزيد موثوقيتها. تتم مناقشة هجمات DOS، نموذجية لكل مستوى، وأساليب الحماية المقبولة. وهكذا، اليوم، على الرغم من النقص، وما زالت دائرة استخدام ضيقة إلى حد ما، يتم استخدام الشبكات الحسية في العلوم، وفي المستقبل وفي الحياة.
المواد المستخدمة من المواقع:
يتعلق الاختراع بالشبكات الحسية اللاسلكية لأنظمة المراقبة الآلية. النتيجة التقنية هي ضمان توجيه فعال، وتمديد وقت حياة الشبكة وتحسين الموثوقية. طريقة ونظام موازنة حركة المرور الموزعة في شبكة تعمل باللمس اللاسلكي بناء على خوارزمية التوجيه من العقدة المصدر إلى العقدة الوجهة، حيث يتم تمثيل الشبكة الحسية اللاسلكية كشركة رسم بياني G (N، M)، حيث عقد شبكة N، و وجوه م، هناك طرق K، ويتم إنشاء المعلومات في مراقبة الجودة ويتم إرسالها عبر ج الجهد C على سرعة مراقبة الجودة، ولها عقدة I لديها مخزون من EI، وكل الوجه IJ لديه الوزن / السعر E IJ ، الذي يتوافق مع الطاقة لنقل حزمة بيانات واحدة من العقدة الأولى إلى J، ويتم تعريف العمر العمري لكل عقدة
تحدد كل عقدة جدول التوجيه ومجموعة ناقلات إرسال الرسائل، يتم تحليله بواسطة خيارات المسار للحصول على ناقلات الملخص المثلى التي يتم حسابها على جدول التوجيه. لهذا، فإن عمر شبكة T Sys T \u003d Min I ∈ n t i (q c) يتم تحديدها. يتم تعريف تعظيم العمر على أنه تعظيم SYS، وتحقيق أقصى قدر من العمر في الشبكة بأكملها، والطرق الموزعة حيث يعتمد اختيار المسار على الشبكة على استخدام معدات أقل تكلفة على كل عقدة، ويتم استبعاد أغلى أغلى وبعد 2n. و 9 zp. F-LS، 4 IL.
المجال الفني الذي يتعلق به الاختراع
يتعلق الاختراع بمجال الاتصال اللاسلكي ويمكن استخدامه في أنظمة المراقبة الآلية التي تعمل مستقلا وكجزء من أنظمة المعلومات والتحكم متعددة المستويات، ولا سيما في أنظمة مراقبة المعلمات البيئية أو الصناعية في الوقت الفعلي مع العقد الموزعة المناطق وعدم وجود خطوط اتصال سلكية وخطوط الطاقة.
معرفتي
حاليا، تشغل شبكات اللمس مكانها بشكل متزايد في تطبيقات مراقبة الأماكن والأحداث المختلفة. فيما يتعلق بتطوير التكنولوجيا اللاسلكية، ظهرت إمكانية تطوير الشبكات الحسية الموزعة اللاسلكية (RCC). تختلف الشبكات الحسية الموزعة عن الشبكات العادية لموارد الطاقة المحدودة، وقوة الحوسبة المنخفضة، والحاجة إلى موقع أكثر كثافة وتكلفة منخفضة لعقدة واحدة. هذه الميزات من شبكات أخرى (على سبيل المثال، الخلوية) تحدد أهداف وأهداف جديدة لتطبيقها. تم استخدام شبكات الحسية اللاسلكية على نطاق واسع في العديد من مجالات النشاط البشري، وبالتالي فإنها تدفع الآن اهتماما كبيرا.
تتكون الشبكة الحسية الموزعة من مجموعة متنوعة من العقد الرخيصة والاستقلالية ذاتية الوظائف الموجودة في منطقة المراقبة. تتكون كل عقدة من مجموعة من الكتل، مثل: المستشعر المستخدم لتلقي البيانات من البيئة، وحدة استقبال البيانات، متحكم للمعالجة والتحكم في الإشارات ومصدر للطاقة. يتم تشغيل المعالج بواسطة بطارية مستقلة مع طاقة محدودة، مما يؤدي إلى قيود كبيرة في استهلاك الطاقة. يتطلب الحفاظ على العقد الحسية، مثل بطاريات الطاقة، تكاليف كبيرة، خاصة عندما توجد العقد في الأماكن التي يصعب الوصول إليها، وبالتالي فإن معظم الشبكات الحسية خالية من الصيانة وتشغيلها قبل تفريغ البطارية. هذه الخاصية للشبكات الحسية مهمة للغاية في تطوير خوارزميات التوجيه في RCC، مما يجعل من الممكن زيادة كفاءة كفاءة إنفاق الطاقة.
لذلك، هناك العديد من الطرق لحفظ طاقة العقد في شبكة اللمس، ويبين الشكل 1 تصنيفهم. يمكن تقسيم الأساليب إلى ثلاث مجموعات كبيرة - وهذا هو الحفاظ على الطاقة باستخدام دورات العمل بناء على عدد المعلومات المنقولة والتنقل.
تتضمن دورات العمل السيطرة على طوبولوجيا وإدارة الطاقة. يهدف عنصر التحكم في الطوبولوجيا إلى استخدام أو تقليل اتصالات الشبكة المفرطة لحفظ المورد. يمكنك إدارة الاستهلاك باستخدام العديد من بروتوكولات التحكم في الوصول لتوفير الطاقة لتوسيط النقل (بروتوكولات Mac) وطرق الجهاز. تعتمد الطبقة الثانية من أساليب الحفاظ على الطاقة على عدد المعلومات المرسلة، وكذلك عند الحصول على هذه المعلومات بطرق اقتصادية. إن الطاقة التي تنفق على معالجة المعلومات أقل بكثم أقل من الطاقة المطلوبة لنقلها، وبالتالي فإن معالجة بيانات إنترانت أو ضغط أو تنبؤ البيانات. تستخدم الراسبين أيضا لتوفير العقد الكهرباء للشبكات الحسية.
يمكن تقسيم طرق التوجيه إلى الفئات التالية: Direct، التسلسل الهرمي والتوجيه، اعتمادا على الموقع الجغرافي.
يوضع التوجيه المباشر نقل الرسائل من العقدة إلى العقدة في الشبكة، حيث تقوم كل عقدة بتكوين نفس وظيفة الإرسال و / أو التتابع، على عكس التسلسل الهرمي، حيث تتميز إحدى العقد أو أكثر من عقد معلومات جمع ومعالجة المعلومات. إن الافتقار إلى التوجيه المباشر هو أن الشبكات التي تجمع المعلومات من بعض المناطق سوف ترسل مجموعة من المعلومات الزائدة، خاصة مع كثافة شبكة حساسية كبيرة. من أجل تجنب التكرار في المعلومات، يتم استخدام الخوارزميات الخاصة لتلقي المعلومات وليس من العقد، ولكن من شبكة منطقة معينة. على سبيل المثال، من المعروف أن بروتوكولات استشعار المعلومات عن طريق خوارزمية التفاوض (الدوران)، حيث ترسل المحطة الأساسية طلبا إلى منطقة شبكة حساسة محددة. بعد تلقي طلب، تؤدي العقد في المنطقة إلى طلب طلب، بيانات التبادل محليا وإرسال استجابة عامة.
مع توجيه التسلسل الهرمي لجمع ومعالجة، فمن الضروري استخدام العقد مع مخزون كبير من الطاقة، والتي رغم أنها تسمح بحفظها على نقل البيانات المعالجة بالفعل أقل بكثير، غالبا ما تكون غير مقبولة بسبب تجانس الأجهزة أو غيرها من الصعوبات وبعد من أجل عدم استخدام العقد المتخصصة، هناك العديد من التقنيات. لذا، فإن تقنية التسلسل الهرمي للتكيف التكيفي منخفض الطاقة (Leach) معروفة عند استلام بعض العقدتين من شبكة اللمس بالتناوب من خلال مجموعة خوارزمية محددة، وبالتالي توزيع تحميل عقدة المجموعة.
وتسمى التوجيه اعتمادا على الموضع الجغرافي أيضا التوجيه الهندسي، لأن العثور على الطريق يستخدم اتجاه هندسي إلى المحطة الأساسية. هناك أيضا توجيه الإحداثيات الافتراضية، التي تصطف لا تعتمد فقط على الموضع الحقيقي للعقدة، ولكن أيضا تأخذ في الاعتبار المخالفات السطحية الطبيعية والعقبات، مستوى قناة الإرسال، إلخ.
أيضا توجيه توجيه متعدد الخيوط، حيث يكون تسليم الرسائل من عقدة واحدة ممكن لعدة مسارات. في الآونة الأخيرة، يتم إيلاء اهتمام كبير للتوجيه عند الطلب من المحطة الأساسية، على سبيل المثال، بناء على أقصر المسار والحفاظ عليه، مع مراعاة القناة الفقيرة وفشل العقد. ومع ذلك، فإن العقد الموجودة في أقصر مسافة مستنفدة بسرعة، مما يؤدي إلى فترات اتصال وانخفاض في حياة الشبكة، والتي بموجبها غالبا ما يفشل في كثير من الأحيان حيث فشل عمر العقدة الأولى. لذلك، هناك حاجة لإنشاء تقنية لتعظيم عمر شبكة المستشعر، والتي تم حلها من قبل واحدة أو طريقة أخرى للبرمجة الخطية.
لذلك، أقرب ما إلى جوهر الحل الفني، فإن براءة اختراع RU 2439812 C1 معروف، منشور 2012-01-10، IPC H04W 36/00، حيث يتم الكشف عن الشبكة الحسية القابلة للتكوين الذاتي من تعددية أجهزة الاستشعار والمحركات عند التوجيه اعتمادا على الموقف الجغرافي. تتكون الشبكة الحسية من جهاز معالجة البيانات المركزية (CSUD) ومحطات أساسية (BS) على حدود إقليم تغطية الشبكة، حيث تحتوي BS على ملزمة مكانية لإحداثيات تحديد المواقع العالمية وتحتوي على ذاكرة لتخزينها قيمة معامل الثقة، والتي هي الرقم في النطاق من القيم الدنيا والحد الأقصى المحددة. يتم تعيين معامل الثقة ل BS إلى ما يقرب من الحد الأقصى للقيمة. داخل منطقة الغطاء من شبكة الاستشعار، بالتساوي أو الاختصار، يتم وضع العقد M\u003e M \u003e\u003e N. تم تجهيز العقد بذاكرة لتخزين قيم تنسيق الملزمة المكانية، والتي تتم تهيئتها قيم عشوائية في عملية الإنتاج، وتخزين معامل الثقة، والتي تتم تهيئتها قيمة مساوية تقريبا إلى الحد الأدنى لقيمة معامل الثقة. تنشئ كل عقدة و BS مركبة لا يزيد عن العقد المجاورة و BS، وتعتمد قيمة K على خصائص عرض النطاق الترددي لقناة الاتصالات، وخصائص السرعة واستهلاك الطاقة للمعالجات الدقيقة المدرجة في تكوينها. بعد إنشاء الاتصال، تؤدي العقد و BS تشغيل التحديد المتبادل لقيم الإحداثيات المكانية. للقيام بذلك، تنقل كل عقدة أو BS بشكل سيء قيم ذاكرته الخاصة لتخزين قيم تنسيق التوصيل المكاني وتنسيق الذاكرة لتخزين قيمة معامل الثقة. في كل دورة من المعالجة، تحصل العقدة على قيم تنسيق ومعاملات الثقة من جميع الأجهزة المجاورة التي يتم بها إنشاء الاتصال، وتحدد القيم المحسوبة من إحداثياتها الخاصة والمعامل الجوهري للثقة في طريقة أوقفت متوسط \u200b\u200bقيم إحداثياتها وإحداثياتها للأجهزة المجاورة، باستخدام معاملات الثقة كمعاملات الوزن الجهاز نفسه والأجهزة المجاورة. وبالتالي، فإن عقد شبكة الاستشعار تلقي ملزمة مكانية. لتوجيه رسالة من Cuod إلى العقدة بالإحداثيات (x، y، z) ينقل رسالة إلى واحد أو أكثر بكثير من الإحداثيات المرغوبة. تقوم BS المحددة بنقل رسالة إلى أقرب العقد، والعقد بالتتابع - أقرب عقود في اتجاه المتجن الموجود إلى النقطة المطلوبة (X، Y، Z). العقد المرفقة بشكل مكاني بالنقاط الموجودة على مسافة بعيدة لا تتجاوز نصف قطر الحساسية للحساسية R، إدراك الرسالة كما معالجتها إليها. مزيد من التحكيم من العقد لتحديد العنوان النهائي للرسالة، بالإضافة إلى إرسال تأكيد استقبال الرسالة، أمر ضروري، بناء على المتطلبات الفنية لعمل الشبكة. لتوجيه رسالة من العقدة إلى TSUD، تزود العقد بالذاكرة بالإضافة إلى تخزين قائمة الإحداثيات أقرب بكالوريوس. لنقل رسالة Tsud، فإن العقدة تنقل رسالة إلى واحدة أو عدة عقد مجاورة في اتجاه المتجه الموجه إلى النقطة مع إحداثيات BS عندما تصل الرسالة إلى BS، فإنه ينقل رسالة مباشرة إلى Cueod، وإذا لزم الأمر ، يرسل رسالة تأكيد الرسائل إلى العقدة.
عيوب مثل هذه الشبكة الحسية القابلة للتكوين الذاتي وطريقة تشغيلها هي تعقيد المعدات المستخدمة المرتبطة بالحاجة إلى تعيين وتستخدم إحداثيات الملزمة المكانية للمحطات الأساسية ومحطات الأساس، وكذلك مثل هذا الحل تقديم وقت طويل من حياة الشبكة بأكملها ككل.
كأقرب النموذج التماثلي - النموذج الأولي، يمكنك تقديم طريقة للتوجيه بحد أقصى مدى الحياة في الشبكة اللاسلكية AD-HOC، وفتحت في نشر Arvind Sankar و Zhen Liu، وهو توجيه مدى الحياة القصوى في شبكات الإعلانات اللاسلكية، InfoCom 2004 ، مؤتمر مشترك سنوي ثالث وعشرين لجمعيات IEEE وكمبيوتر والاتصالات، VOL.2، PP1089-1097، حيث يتم صياغة مهمة تعظيم مستوى تعظيم شبكة المستشعر، والتي يتم حلها بواسطة طريقة البرمجة الخطية، وهي الخوارزمية يقترح تقليل مقدار الوظائف المحتملة لجميع قوائم الانتظار.
غالبا ما يتم استنفاد عيب هذه الطريقة كفاءة منخفضة، لأن العقد الموجودة في أقصر مسافة يتم استنفادها بسرعة، مما يؤدي إلى استراحات الاتصالات وانخفاض في حياة الشبكة.
وبالتالي، هناك حاجة لحل المشكلات المذكورة أعلاه للفن السابق.
جوهر الاختراع
النتيجة الفنية التي يتم توجيه الاختراع المقترح، على وجه الخصوص: ضمان توجيه وتوسيع نطاق واسع لحياة شبكة اللمس اللاسلكية لرصد الكائنات والمعلمات المختلفة في الوقت الفعلي، حيث توجد معلومات كل عقدة، زيادة في الوظيفة، الموثوقية والحد من تكلفة الاستخدام هي أنظمة مراقبة مهمة. سيؤدي استخدام الحل المقترح إلى تحسين كفاءة تشغيل الكائن المساعي بسبب عمر خدمة أطول من البطارية المستقلة لإمدادات الطاقة، مما سيتيح لك تسجيل البيانات ونقلها على معلمات الكائن و / أو البيئة لفترة أطول.
جوهر الأسلوب المقترح للموازنة الجر الموزعة في شبكة اللمس اللاسلكية هو تطبيق خوارزمية التوجيه الجديدة من العقدة المصدر إلى العقدة الوجهة. يتم تنفيذ الارتباط بين العقد المذكورة في شبكة اللمس، على سبيل المثال، وفقا لبروتوكول Zigbee، أو في النطاق غير المرخص للترددات الراديوية، أو بواسطة شبكة الراديو الرقمي المحمول، أو وفقا لأي بروتوكول اتصال لاسلكي مناسب آخر. يمكن تمثيل الشبكة الحسية الموزعة كشركة رسم بياني G (N، M)، الذي يحدد مجموعة العقد المذكورة والعلاقة بينهما، حيث عقد Network Network، وجوه م، أيضا طرق. يتم إنشاء المعلومات بسرعة مراقبة الجودة ونقلها من خلال قناة التواصل مع سرعة مراقبة الجودة، ولها العقدة الأولى لديها مخزون من EI، وكل الوجه IJ لديه الوزن / السعر E IJ، الذي يتوافق مع الطاقة لإرسالها حزمة بيانات واحدة من العقدة I إلى J، في حين يتم تعريف العمر العمري من كل عقدة
يتم تعريف جدول التوجيه على كل عقدة ومجشرة ناقلات إرسال الرسائل، فهو تحليل الخيارات الممكنة للطرق وفقا لناقلات إجمالي أكثر الأمثل يتم حسابها على جدول التوجيه، لأنه يتم تحديده بواسطة عمر الشبكة بأكملها T SYS.
وبالتالي، يتم تعريف تعظيم العمر على أنه تعظيم SYS TYS، ولتحقيق الحد الأقصى للحياة من الطرق التي توزع الشبكة بأكملها للمعلومات المنقولة، مع اختيار مسار المرور على الشبكة استنادا إلى استخدام الأدلة الأقل تكلفة على كل عقدة، و عند بناء طريق، فإن العقد الأكثر مستبعدة تكلميا على أساس T I I.
تحتوي عقدة مصدر واحدة على الأقل على مستشعر قياس ومراقبة المعلمات المادية (القيم) مع طاقة مستقلة، والذي يرصد في منطقة شبكة محددة ونقل الرسائل (حزم البيانات) مع المعلمات المقاسة لعقدة وجهة واحدة على الأقل.
بدلا من ذلك، في كل عقدة لإحضار بيانات المراقبة إلى التوحيد، يمكن إجراء المعالجة الأساسية للمعلمات المادية التي تم الحصول عليها من أجهزة الاستشعار، على سبيل المثال، من خلال تجميعها في الذاكرة، المتوسط، التحويل التناظرية إلى الرقمية إلى التعليمات البرمجية المناسبة. كما تقاس المعلمات المراقبة، على سبيل المثال، البيئة، يتم استخدام المعلمات المختلفة، مثل درجة الحرارة والضغط والرطوبة والإضاءة والتدخين ومستوى الاهتزاز، إلخ.
بدلا من ذلك، يتم اختيار الطريق عند إنشاء و / أو تحديث جدول التوجيه وفقا لمجموعات المعايير مثل طول المسار الذي يقاسه عدد أجهزة التوجيه من خلاله من الضروري الذهاب إلى العقدة الوجهة؛ قناة اتصال النطاق الترددي؛ توقع وقت الإرسال الكامل؛ تكلفة قناة الاتصال؛ كمية الطاقة المتبقية على العقدة.
بدلا من ذلك، في الطريقة، يتم تحديثها بالإضافة إلى ذلك لتحديث قيم الحياة الزمنية ل T I من كل عقدة أو عمر نظام SYS الكامل بالكامل وفقا للمجموعات المذكورة من المعايير التي أجريت عند إرسال رسالة من العقدة المصدر إلى العقدة الوجهة أو عند اكتشاف استراحة الاتصال بين العقد.
بدلا من ذلك، بعد إنشاء جدول التوجيه، يتم تطبيق ميزة نقل الحزمة بالطرق المثلى (الطريق) عند إرسال حزمة، تضع كل عقدة شبكة عنوان العقدة التالية في رأس الحزمة على مستوى التحكم في التحكم إلى وسيط النقل ( مستوى ماك).
نظام موازنة حركة المرور الموزعة في شبكة تعمل باللمس موزعة بناء على خوارزمية التوجيه من العقدة المصدر إلى العقدة الوجهة في شبكة اللمس الموزعة وفقا للطريقة المقترحة، تحتوي على عقدة المهمة المتصلة بقناة الاتصالات اللاسلكية مع العقدة المصدر، التي هي وحدة تعمل باللمس حيث يتم وضع جهاز الإرسال والاستقبال، استشعار المعلمات المادية، متحكم للمعالجة والتحكم ومصدر إمدادات الطاقة المستقلية، ويحتوي العقدة الوجهة على جهاز استقبال، وسيلة تراكم أدوات ومعالجة المعلومات المستلمة وعرضها تلقى معلومات من الوحدات الحسية لبناء نموذج للكائن أو المساحة.
بدلا من ذلك، يمكن تقسيم الوحدات اللمس إلى مجموعات، وترتبط كل مجموعة بمهمة عقدة مع الاتصالات اللاسلكية من خلال جهاز الإرسال والاستقبال. يتم إجراء مراقبة المعلمات البيئية أو الصناعية في الوقت الفعلي نقطة في منطقة معينة، حيث تنفذ مجموعة فرعية الأولى من مجموعة المصادر المذكورة لوظائف المراقبة، والثانية الفرعية من مصادر العقد تؤدي فقط وظائف بيانات الإرسال فقط الحزم مع المعلمات المادية المقاسة التي تم الحصول عليها من مجموعة فرعية الأولى من العقد المصادر.
ستصبح هذه والتصميم الأخرى والميزات الوظيفية ومزايا الاختراع المقترح واضحا من الوصف التفصيلي لخياراتها التي يجب قراءتها مع الرسم.
وصف مختصر للرسومات
يوضح الشكل 1 تصنيفا معروفا للطرق لحفظ طاقة العقد في شبكة اللمس.
يوضح الشكل 2 خوارزمية بناء شبكة تعمل باللمس بناء على مسح.
يوضح الشكل 3 شبكة الحسية كشركة رسم بياني G (N، M).
يوضح الشكل 4 خيارات تحديد الطرق.
وصف تفصيلي للاختراع
تقترح الخوارزمية التي تعتمد عليها تكنولوجيا التحصيل الآلي ونقل البيانات من خلال RCC المقترح (شبكة الأجهزة المحمولة ذاتية التنظيم الذاتي المستقلة الذاتي) لنقطة واحدة لبناء نموذج الكائن قيد الدراسة أو الفضاء. يمكن استخدام هذا النموذج بشكل أساسي لبناء شبكات مراقبة المعلمات البيئية أو الصناعية في الوقت الفعلي، ومراقبة الدولة في دورة حياة المباني والهياكل، أثناء تصميم وبناء المناطق الترفيهية ومرافق البناء الصحية، وكذلك في مناطق مختلفة مختلفة صناعة السيارات، النقل بالسكك الحديدية، بناء الطرق، الطب.
يسمح الاختراع المقترح بتحسين الوظائف والموثوقية بشكل كبير وتقليل تكلفة استخدام مثل أنظمة المراقبة هذه. يتم ربط الحد من التكاليف بشكل لا ينفصم مع توحيد الأجزاء البناءة والعمومية والبرامج، منها النظام يتم بناءه، والتي تنطوي على تحليل شامل للمتطلبات وإجراء البحوث حول كيفية إنشاء برنامج عالمي للأجهزة والأجهزة لإنشاء حالة بيئية نظم مراقبة بناء على تكنولوجيا شبكة اللمس اللاسلكية. لهذا، يتم التحقيق في المعلمات المختلفة: درجة الحرارة والضغط والرطوبة والإضاءة والدخان والاهتزاز، والتي يتم جمعها بواسطة شبكات حسية تنظيم ذاتية. تتكون RCC من الأجهزة النهائية، أجهزة التوجيه الوسيطة، منسق الشبكة ونقطة جمع البيانات مخصصة، في بعض الأحيان تسمى مثل هذه النقطة بوابة شبكة، إنها تعمل على تحويل البيانات من قناة الراديو إلى شبكة منظمة على الأسلاك البصرية أو النحاسية - إيثرنت وبعد يتم إرفاق أجهزة الاستشعار لجمع المعلمات المادية في العقد الشبكة - الأجهزة النهائية التي تم تصميمها في بنية واحدة من خلال منسق الشبكة، على سبيل المثال، بواسطة بروتوكول Zigbee. يتيح لك ذلك نشر شبكة للرصد في فترة زمنية قصيرة بأقل تكلفة وموثوقية عالية بما فيه الكفاية.
تم تجهيز كل عقدة RCC بمصدر الطاقة المستقلة، والتي تتيح لك تثبيتها في أماكن ذات صعبة الوصول إليها لإزالة القراءات المطلوبة بأقل تكاليف العمالة. تتمثل ميزة الاختراع المقترح في إنشاء برامج وأجهزة قابلة للتوسعة فريدة من نوعها، وتتألف من المجموعة المطلوبة من الوحدات النمطية التي تتيح لك التحكم في الأجهزة للحصول على أقصى وقت التشغيل المحتمل، وفي الوقت نفسه تشكل نموذجا موثوقا للوسط غير المتجانس المكاني في الوضع التلقائي. تحدث العلاقة بين الأجهزة عن طريق قناة الراديو في معايير الاتصال المختلفة، بما في ذلك وفقا لبروتوكول Zigbee، في نطاق التردد غير المرخص أو بواسطة شبكة الراديو الرقمي المحمول. تتيح لك البيانات التي تم جمعها للمعالجة استخدام مثل هذا النظام لبناء نموذج ثلاثي الأبعاد البيئي لبيئة الدراسة / الفضاء أو الكائن قيد الدراسة، مما يقلل بشكل كبير من مبلغ الوقت المطلوب لمعالجة واستقبال المعلومات والموارد المالية. جوهر الخوارج المقترح يسمى منطق السلمين هو التحكم في عناصر RCC، مما يتيح لك موازنة الحمل على عقد الشبكة بطريقة تذهب البيانات المرسلة إلى أقرب عقدة الشبكة ليست عشوائية، ولكن على واحد لديه أعلى احتياطي الطاقة في الوقت الحالي. يتيح لك خوارزمية RSS التي تستخدمها RSS تغيير الحمل على عقد الشبكة بطريقة تظل الشبكة بأكملها تعمل على أطول وقت.
يمكن استخدام RCC ضمان ميزة كبيرة من الجانب التكنولوجي والاقتصادي، قبل أنظمة جمع البيانات التقليدية ومعالجة البيانات. تتيح لك الزيادة الرئيسية في أداء جمع ومعالجة القياس عن بعد الرقمية، من خلال استخدام RCC، أن تنفذ بقوة في السوق والذهاب إلى الحلول التكنولوجية للجيل الجديد، وبالتالي أصبحت ممكنة وسهولة نفذها من خلال ظهور من الأنظمة الآلية الجديدة التي تعمل في الوقت الفعلي بناء على التقنيات السحابية. نظرا لأن التكنولوجيا تتطور، يجب أن يكون هناك انتقال من شبكات المراقبة المحلية المرتبطة أنظمة المراقبة واسعة النطاق والملاحظة والتوقعات بناء على RCC اللاسلكي.
يوضح الشكل 2 مثالا على توجيه وإنشاء شبكة استشعار بناء على استطلاع. تتكون RCC من مجموعة متنوعة من العقد الرخيصة المستقلة ذاتية الوظائف الموجودة في منطقة المراقبة. تتكون كل عقدة من مجموعة من الكتل، مثل المستشعر المستخدم لتلقي البيانات من البيئة، وحدة استقبال البيانات، متحكم من أجل معالجة وإشارات التحكم ومصدر صغير الحجم. يتم تشغيل المعالج بواسطة بطارية مستقلة مع طاقة محدودة، مما يؤدي إلى قيود كبيرة في استهلاك الطاقة. يحتاج الحفاظ على العقد الحسية، مثل بطارية قائمة بذاتها، تكاليف كبيرة، خاصة عندما توجد العقد في الأماكن التي يصعب الوصول إليها، وبالتالي فإن معظم الشبكات الحسية خالية من الصيانة وتشغيلها حتى يتم استنفاد البطارية.
يسمح لك خوارزمية التوجيه ببناء طريق يستند إلى الطلبات والأجوبة. منسق الشبكة 1 يرسل استعلام بث Hello ويتلقى إجابات من جهاز التوجيه (جهاز التوجيه) 2. يرسل كل جهاز توجيه أيضا استعلام بث ويتلقى إجابات من الأجهزة المجاورة، يمكن أن تكون أجهزة توجيه أخرى أو أجهزة نهاية 3. بناء على ردود تلقى (إشارة القوة ووقت الاستجابة وغيرها من المعلمات) يقوم المنسق بإنشاء جدول التوجيه على كل جهاز توجيه. بعد ذلك، يتم تنفيذ اختيار الطريق في خوارزمية قياسية من خلال تحديد الرسم البياني الوزن مع الحد الأدنى للقيم الإجمالية.
كقاعدة عامة، تم تجهيز العقد الحسية بأجهزة ذات نوع واحد مع مجموعة محددة من الوظائف. بعد التثبيت، أثناء التشغيل، يجب أن تنظم العقد اللمس أنفسهم في شبكة الاتصالات، حيث تستخدم كل عقدة فقط تلك الوظائف اللازمة لحل المهمة. يحدث التوجيه أيضا في الوضع التلقائي. بالإضافة إلى التوجيه الأساسي، لا يزال هناك إعادة بناء الشبكة العادية، لأن الأجهزة يمكن أن تفقد قناة الاتصال أو تفشل لأسباب مرتبطة بالعوامل الخارجية أو الداخلية.
يهدف تشغيل كل عقدة استشعار إلى قياس مختلف المعلمات المتوسطة، مثل درجة الحرارة والضغط والإضاءة والرطوبة والتدخين ومستوى الاهتزاز، إلخ. مثل هذه المجموعة المتنوعة من المعلمات تستلزم تطبيقات مختلفة، مثل جمع البيانات والمراقبة البيئية، رصد مرافق الإنتاج المختلفة، وضعت سواء في مبنى منفصل وفي مناطق واسعة، مرافق صناعة النفط والغاز ومرافق النقل والتطبيقات العسكرية، إلخ. الشبكات الحسية تؤدي المهام المختلفة التي يمكن تقسيمها تقريبا إلى فئتين. يرتبط الفئة الأولى من المهام بكشف الأحداث التي تحدث نادرا جدا، ولكنها تتطلب تنبيه فوري و / أو كشف الموقع. تشمل الفئة الثانية (المراقبة) مشاكل القياس المستمر لأي قيمة لفترة طويلة من الزمن. هنا يمكن أن يكون وقت التأخير مساويا للوقت المميز لتغيير المعلمة المقاسة. يمكن تنفيذ المراقبة نقطة في أي مجال، مع البعد النقاط، والجزء الرئيسي من العقد يلعب دور أجهزة الإرسال، وفقط جزء بسيط من العقد يراقب مباشرة.
يقترح خوارزمية التوجيه مع موازنة حركة المرور في شبكة استشعار موزعة. للقيام بذلك، يمكن تمثيل الشبكة الحسية الموزعة كشركة بيانية G (N، M) مع العقد والأضرار N، والتي تمثل مجموعة من العقد الحالية والسندات المحتملة بينها، كما هو موضح في الشكل 3. كل عقدة I في البداية لديها مخزون من E I. كل وجه IJ لديه وزن / سعر E IJ، الذي يتوافق مع الطاقة لإرسال حزمة بيانات واحدة من العقدة I إلى J. ويعتقد أن هناك طرق، ويتم إنشاء المعلومات على Q C ويتم إرسالها عبر القناة C مع سرعة Q ج.
الوقت الزمني T أنا من كل عقدة ستكون متساوية في مثل هذا النظام
وفقا للخوارزمية المستخدمة، يتم تحديد جدول التوجيه من قبل المنسق في كل عقدة. تصطف الرسالة. فيما يلي تحليل الخيارات الممكنة للطرق وفقا لناقلات الملخص المثلى التي يتم حسابها على جدول التوجيه. وبالتالي، فإن الهدف هو حفظ الطاقة الإجمالية التي تنفق في جميع أنحاء الشبكة لإرسال حزمة واحدة. هذا فعال لشبكات نقل البيانات عند تحديد عمر الشبكة بحلول الوقت الذي تكون فيه الشبكة قادرة على نقل الرسائل.
في الشبكات حيث تنفذ كل عقدة في وقت واحد وظيفتين: قياس بعض قيمة ونقل الرسائل، أي أن الشبكة الحسية تؤدي وظيفة مراقبة الكميات المادية في منطقة معينة، فإن قيمة كل عقدة مهمة للكمال.
ثم سيحدد وقت حياة نظام T النظام بأكمله على النحو التالي:
ستبدو مهمة تعظيم مدى الحياة: تعظيم SYS TYS، وتحقيق أقصى قدر من العمر للنظام بأكمله، من الضروري توزيع الطرق للحصول على المعلومات المرسلة. إن جوهر الأسلوب المقترح للتوجيه مع تحقيق التوازن بين RCC هو أن اختيار الطريق المروري على الشبكة يعتمد على استخدام معدات أقل تكلفة على كل عقدة يمكن أن تشارك في نقل البيانات. وبعبارة أخرى، فإن أغلى يقفز (أقسام العبور أو الانتقال إلى الشبكة بين العقدتين في الشبكة التي يتم نقل حركة المرور إليها) من الخيارات المحتملة لحركة حزمة البيانات للبيانات؛ يستبعد انهيار شبكة القياس بأكملها بسبب حقيقة أن عقدة واحدة قد توقفت بالفعل أداء القياسات الفعلية.
اختيار خيار الطريق (يظهر في الشكل 4) عند تشكيل وتحديث جدول التوجيه يتفق وفقا لمجموعات المعايير مثل: طول المسار الذي يقاسه عدد أجهزة التوجيه التي من الضروري تمريرها إلى وجهة؛ قناة اتصال النطاق الترددي؛ توقع إجمالي وقت الشحن؛ تكلفة قناة الاتصال؛ كمية الطاقة المتبقية على العقدة.
بعد بناء جدول التوجيه، فإن ميزة نقل الحزمة في الطرق المثلى تنفذ الخوارزمية أنه عند إرسال حزمة من خلال جهاز التوجيه، تضع كل عقدة شبكة محلية عنوان المستلم التالي في رأس الحزمة على مستوى Mac. وبالتالي، في المثال أعلاه الشكل 3، بناء على الحد الأدنى من التكاليف الإجمالية (الوزن / الأسعار) على العقد (الشكل 4)، سيتم اختيار الطريق 1، مع تكاليف الوزن / السعر - 9، كحد أدنى قيمة. وبالتالي، فإن إقرار حركة المرور على طول العقد في الطريق 1 سيعود في وقت مبكر إلى استنفاد الطاقة الكاملة للعقدة 4، والذي سيفشل في بناء هذه العقد وسيعمل على استبعاد إمكانية جمع المعلمات في نقاط الاستكشاف المطلوبة.
ومع ذلك، عند استخدام الخوارزمية الموزعة المقترحة لموازنة المرور بناء على معاملات الوزن، سيتم تحديد الطريق 2، والذي سيسمح للشبكة باللمس موجودة لطلب أطول. هذا ممكن بسبب حقيقة أن الحمل على جميع العقد، في حالة الخوارزمية المقترحة، يتم توزيع المزيد من السيناريو وفقا لجميع عقد الشبكة.
يمكن تنفيذ الاختراع المقترح باستخدام مختلف وظيفي و / أو الأجهزة، والبرامج، والمعالجات ذات الأغراض الخاصة و / أو مجموعات منها. ويفضل أن يتم تنفيذ الاختراع كمزيج من الأجهزة والبرامج. يفضل تطبيق البرنامج كبرنامج تطبيق يتم تطبيقه ماديا على جهاز التخزين / القراءة. يمكن تفريغ برنامج التطبيق أو توفيره بواسطة الكمبيوتر الذي يحتوي على أي بنية ويتم تنفيذه على منصة الحوسبة وجود أجهزة: واحد أو أكثر من المعالجات المركزية، وجهاز تخزين تشغيلي واجهات I / O. يتم تقديم تجسيدات الاختراع المختلفة فقط لفهمها وكما مثال ولا ينبغي أن تقتصر على هذه الأمثلة.
1. طريقة موازنة المرور الموزعة بناء على خوارزمية التوجيه من العقدة المصدر إلى العقدة الوجهة في شبكة اللمس الموزعة،
في هذه الحالة، يتم تمثيل الشبكة الحسية الموزعة كشركة رسم بياني G (N، M)، الذي يميز مجموعة العقد والاتصالات المذكورة بينها، حيث تتوفر العقد N Network، وجوه M، للطرق، والمعلومات ولدت في مراقبة الجودة ونقلها عبر قناة الاتصالات باستخدام سرعة مراقبة الجودة، ولها العقدة I لديها مخزون من EI، وكل الوجه IJ لديه الوزن / السعر E IJ، الذي يتوافق مع الطاقة لإرسال حزمة بيانات واحدة من العقدة أنا إلى ي،
في الوقت نفسه، يتم تعريف مدى الحياة من كل عقدة كما 
يتم تعريف جدول التوجيه على كل عقدة ومجموعة ناقل حركة الرسائل،
يتم تحديد تحليل الطرق الممكنة وفقا لناقلات إجمالية الأمثل، التي يتم حسابها على جدول التوجيه، على هذا الأمر، حيث يتم تحديد عمر SYS Tys T. بأكمله. 
في الوقت نفسه، يتم تعريف تعظيم العمر على أنه تعظيم SYS TR، ولتحقيق الحد الأقصى للحياة من الشبكة بأكملها، يتم توزيع طرق المعلومات المرسلة، واختيار مسار المرور على الشبكة استنادا إلى استخدام الأقل تكلفة العتاد على كل عقدة، وعند بناء طريق، يتم استبعاد أغلى.
2. الطريقة وفقا للمطالبة 1، تتميز ذلك في عقدة مصدر واحدة على الأقل تقع الاستشعار مع امدادات الطاقة المستقلة، والتي تنفذ قياس ومراقبة المعلمات المادية في منطقة معينة ونقل حزم البيانات مع المعلمات المادية المقاسة إلى المعلمات المادية المقاسة على الأقل، عقدة وجهة واحدة.
3. الطريقة وفقا للمطالبة 2، تتميز بأن أجهزة الاستشعار تستخدم كمجونات قياس المعلمات المادية للرصد البيئي بناء على التحكم في المعلمات التالية: درجة الحرارة والضغط والرطوبة والإضاءة والتدخين ومستوى الاهتزاز.
4. الطريقة وفقا للمطالبة 3، تتميز ذلك بعقدة مصدر واحدة على الأقل أداء المعالجة الأولية للمعلمات المادية التي تم الحصول عليها من أجهزة الاستشعار المذكورة، على سبيل المثال، التراكم، المتوسط، التحويل التناظرية الرقمية.
5. الطريقة وفقا للمطالبة 1، تتميز في أن الاتصال بين العقد في شبكة اللمس يتم تنفيذ بروتوكول Zigbee، أو في نطاق تردد الراديو غير المرخص، أو بواسطة شبكة الراديو الرقمي المحمول، أو على أي بروتوكول اتصال لاسلكي آخر.
6. الطريقة وفقا للمطالبة 1، تتميز في أن قناة الاتصالات بين العقدة المصدر والعقدة الوجهة تحتوي على جهاز توجيه يتفاعل مع هذه العقد.
7. الطريقة وفقا للمطالبة 1، تتميز باختيار المسار عند إنشاء و / أو تحديث جدول التوجيه وفقا لمجموعات المعايير مثل طول الطريق، تقاس عدد أجهزة التوجيه من خلال والذي من الضروري الذهاب إلى العقدة الوجهة، عرض النطاق الترددي لقناة الاتصالات، ووقت النقل الكلي المتوقع، وكمية الطاقة المتبقية على العقدة، وتكلفة قناة الاتصالات.
8. الطريقة وفقا للمطالبة 1، تتميز ذلك بعد بناء جدول التوجيه، يتم تطبيق ميزة نقل الحزمة على الطرق المثلى عند إرسال حزمة، حيث تضع كل شبكة Network في رأس الحزمة في نظام التحكم في الوصول (مستوى MAC) عنوان العقدة التالية.
9. الطريقة وفقا لأي واحد من المطالبات 1، 6، 7، تتميز أن الطريقة تتضمن كذلك مرحلة تحديث قيم مدى الحياة من كل عقدة أو مدى عمر نظام SYS بأكمله وفقا مع مزيج المذكورة أعلاه من المعايير التي يتم إجراؤها عند إرسال رسالة من العقدة المصدر إلى العقدة الوجهة، أو عند اكتشاف تمزق الاتصال بين العقد.
10. نظام موازنة الحركة الموزعة في شبكة تعمل باللمس اللاسلكي مراقبة المعلمات المادية وفقا للطريقة وفقا لأي واحد من المطالبات 1 إلى 9، تحتوي على عدد من العقد المصدر مترابطة، وعقدة الوجهة المتصلة بمصدر واحد على الأقل العقدة أنها وحدة تعمل باللمس حيث يتم وضع جهاز الإرسال والاستقبال، مستشعر المعلمة المادية، متحكم المعالجة والتحكم وإمدادات الطاقة المستقلة، يتم تقسيم الوحدات الحسية إلى مجموعات وكل مجموعة مرتبطة بالعقدة الوجهة من خلال جهاز الإرسال والاستقبال وكانت العقدة الوجهة تحتوي على جهاز لاستقبال، وسيلة تتراكم المعلومات ومعالجة وعرض المعلومات من الوحدات الحسية لبناء نموذج الكائن قيد الدراسة أو المساحة.
11 - يتميز نظام المطالبة 10، الذي تميز بهذا المراقبة نقطة في مجال معين، حيث يؤدي مجموعة فرعية واحدة على الأقل من مجموعة المصادر المذكورة لوظائف المراقبة من خلال أجهزة استشعار المعلمات الفيزيائية، ومجموعة فرعية أخرى من المصدر تؤدي العقد من خلال أجهزة الإرسال والاستقبال فقط وظائف استقبال وحزم البيانات مع المعلمات المادية المقاسة التي تم الحصول عليها من مجموعة فرعية المذكورة من العقد المصدر.
براءات اختراع مماثلة:
يتعلق الاختراع بتقنية اتصال لاسلكية ويمكن استخدامها لتنسيق الضوضاء الموسعة بين الخلايا. النتيجة الفنية - ضمان إمكانية معدات المستخدم لتحديد الموارد المحمية مع انخفاض التداخل من الخلايا المجاورة.
يتعلق الاختراع بالاتصال اللاسلكي ويهدف إلى ضمان معالجة الحكم النسبي وإشارة الحكم المطلق على أساس العلاقة بين الحكم النسبي والحكم المطلق.
لا يتعلق الاختراع بالاتصال الراديوي. تكمن النتيجة الفنية في التقرير في تقرير المعلومات المتعلقة بدولة القناة في نطاق ترددي تردد تعسفي من تعدد النطاق التردد في نطاق التردد، وزيادة عرض النطاق الترددي.
يتعلق الاختراع بالاتصال اللاسلكي ويمكن استخدامه لتحديد ضجيج الأجهزة. والنتيجة الفنية هي تحسين دقة تحديد قيم ضجيج الأجهزة، والتي تضمن أن مشكلة المشكلة هي أن نتائج القياس الثابت غير دقيق بسبب التغييرات في ضوضاء الجهاز بسبب تغيرات درجة الحرارة.
الاختراع يتعلق بالاتصال اللاسلكي. والنتيجة الفنية هي توفير عدة مستويات من دقة الإرسال العكسي، والتكوين المرن للانتقال العكسي مع دقة مختلفة وفقا للاحتياجات المحددة والاستخدام الفعال لبيانات خدمة النقل الخلفي.
يتعلق الاختراع بنظام اتصال لاسلكي ويهدف إلى تقليل احتمال التداخل بين الطبقات المقابلة بتدفقات كلمات التعليمات البرمجية المختلفة، وتحسين دقة تقييم القناة.
الاختراع يتعلق بالنظام اللاسلكي. والنتيجة الفنية هي تحسين موثوقية حفل الاستقبال Harq-AC عندما يتم ترميزها باستخدام رمز كتلة عندها عند ترميزه باستخدام رمز التكرار.
لا يتعلق الاختراع بالاتصالات المتنقلة. النتيجة الفنية هي ضمان تحديد نقاط الوصول (خلايا FEMTO) الموجودة في المنطقة المحددة (منطقة التغطية من خلية كاسو معينة). يسمح الصراع الناتج عن تعيين نفس المعرفات إلى العقد المتعددة باستخدام طرق اكتشاف النزاع واستخدام المعرفات الفريدة لهذه العقد. في بعض الجوانب، يمكن لنقطة الوصول و / أو محطة الوصول إجراء عمليات تتعلق بالكشف عن الصراع و / أو توفير معرف فريد لحل النزاع. 4N. و 29 ثانية. ص. Frach، 23 سنة.
لا يتعلق الاختراع بالاتصالات المتنقلة. النتيجة الفنية هي توفير معالج بين مجالات تبديل القناة والتحويل الحزم. يهدف الاختراع إلى اكتشاف تنشيط الحدث لوظيفة دعم استمرارية مكالمة التحدث مع واجهة راديوية واحدة، مما يشير إلى تنفيذ تسليم معدات المستخدم بين مجال تبديل الحزمة ومجال تبديل القناة (4A)؛ لتعليق تشغيل قنوات راديو الإشارة الراديوية، وفقا لإجراءات نقل النظام الفرعي خدمة الشبكة الراديوية (4B)؛ لإعادة تعيين القنوات الراديوية للإشارات المعلقة (4C) واستئناف تشغيل قنوات إذاعية الإشارة المعلقة في المجال الذي يتم فيه إرسال صيانة العملية، في حين أن إجراء التجديد يشمل حماية قنوات الراديو للطائرة التحكم بالمجال، الذي يتم إرساله إلى الخدمة، باستخدام مفتاح الحماية المحول نفسه، الذي يتم استخدامه لتشفير قنوات الوصول الراديوي إلى مستوى المستخدم في المجال الذي يتم فيه إرسال الصيانة (4D). 4N. و 12 ثانية. ص. F-lies 4th.
يتعلق الاختراع بالطريقة والجهاز في نظام اتصالات، على وجه الخصوص، لضمان انتقال العبور المتوافق عكسيا في شبكة محسنة من الوصول إلى الراديو الأرضي العالمي (E-UTRAN). النتيجة التقنية هي القضاء على التداخل أو تقليلها التي تحدث عند سطر الاتصال من نقل العبور الذاتي بين العقدة المحسنة للمانحين B (ENB) وعقدة الترحيل (RN) وخطوط الوصول الراديوي في الخلية في تردد واحد نطاق. يتم تحقيق هذه النتيجة الفنية من خلال أن انقطاع واحد على الأقل في التروس المذكورة أعلاه على الوصلة الصادرة من RN على الأقل إلى محطة واحدة (UE)؛ خذ ارتباطا من الجهة المانحة من الجهة المانحة من أجل المذكورة، على الأقل مقاطعة واحدة، في حين أن عمليات الإرسال نفذت في نطاقات التردد المتداخلة، وفي الوقت نفسه قال إن مقاطعة واحدة على الأقل يتم إنشاؤها باستخدام تنسيق الإطار الفرعي متعدد الإرسال / البث شبكة -frequency (MBSFN- فرزي). 4N. و 23 z.p. F-LIES، 11 YL.
لا يتعلق الاختراع بالاتصالات المتنقلة. النتيجة التقنية هي ضمان محاذاة الحمل في نقاط الوصول. تأخذ نقطة الوصول الخلوي من عدد متصل ببعضها البعض من نقاط الوصول الخلوي من أول جهاز للمستخدم لطلب محاولة في مركب سوف يتجاوز نقطة الوصول هذه في عرض النطاق الترددي المحدد سلفا مسبقا. تحدد نقطة الوصول الخلوية أحد أجهزة الجهاز المرتبطة مسبقا واحدا المقابلة من مجموعة متصلة بكل نقاط الوصول الخلوية الأخرى. تبدأ نقطة الوصول الخلوية في العامل الذي تم اختياره من أجهزة المستخدم المتصلة مسبقا إلى أحد نقاط الوصول الخلوية المتصلة مسبقا وإنشاء اتصال بجهاز المستخدم الأول. 14 z.p. F-lies، 7 yl.
يتعلق الاختراع بأنظمة الاتصالات، على وجه الخصوص، لنقل البيانات باستخدام حجم البيانات مع طول ثابت أو طول متغير. تتكون النتيجة الفنية في تحسين التحكم في تدفق البيانات. يتم تحقيق النتيجة التقنية المحددة من خلال حقيقة أن نظام نقل البيانات المحمول يشتمل على جهاز تحكم وجهاز محطة أساسية. يتم نقل البيانات بين جهاز التحكم وجهاز المحطة الأساسية باستخدام حجم بيانات الطول الثابت وحجم بيانات الطول المتغير، وطلب إعداد ارتباط الراديو، الذي يبدأ إجراء تثبيت التثبيت، إلى المحطة الأساسية، الذي يبدأ إجراء تثبيت قناة الراديو، في حين أن الرسالة المحددة تتضمن معلومات حول حجم وحدة بيانات البروتوكول في مستوى التحكم RADU (RLC PDU)؛ وإلغاء الإجراء إذا كانت رسالة طلب إعداد ارتباط الراديو لا تشمل الحد الأقصى لمعلومات. نظام التحكم في الوصول Sublayer المخصص (Mac-D) حجم PDU الموسعة، وتشير معلومات تنسيق الحجم إلى أن حجم بيانات RLC من PDU لديه طول متغير. 7 ن. و 17 zp. F-lies، 13 سنة.
يتعلق الاختراع بتقنية اتصال لاسلكية ويمكن استخدامها لمزامنة الوقت. الطريقة المنفذة في عقدة النظام، تبادل المعلومات مع مجموعة من المحطات الأساسية، كل منها يحتوي على الساعات الداخلية المناسبة، هو توفير كل محطة من المحطات الأساسية حول الوقت والحصول على هذه المعلومات منهم، في تشكيل النظام المرجعي الوقت على الأقل، ومعلومات حول الوقت، وفي توفير واحدة من المحطات الأساسية، والتي تتوافق مع الساعة الداخلية غير متزامنة مع مقياس زمني مرجعي خارجي، معلومات مزامنة الوقت لمزامنة الساعات الداخلية لهذه المحطة الأساسية مع وقت النظام المرجعي. النتيجة الفنية - مزامنة وقت المحطات الأساسية التي لا تتلقى إشارة من نظام الملاحة العالمي للملاحة. 5 ن و 40 z.p. F-LS، 4 IL.
الاختراع يتعلق بالاتصال اللاسلكي. والنتيجة الفنية هي ضمان استدامة المركبات وإنقاذ تهمة البطارية عند استخدام ربط الناقلين. محطة الهاتف المحمول UE من الاختراع الحالي هي محطة متنقلة تتواصل مع محطة إذاعية أساسية باستخدام شركتين أو أكثر، بما في ذلك الناقل الناقل الأول والناقل الثاني، وتشمل محطة الجوال المحددة وحدة الاتصالات الأولى، تم تكوينها للتواصل على الناقل الأول ووحدة القياس الناقل الثاني، الذي تم إجراؤه مع إمكانية قياس الناقل الثاني؛ في الوقت نفسه، تم تكوين وحدة الاتصالات الأولى إذا تم تعيين فجوة القياس لقياس الناقل الثاني، والاتصالات على الناقل الأول، دون مراعاة فجوة القياس المحددة، عندما يتم تنشيط الناقل الثاني، ورفض التواصل الناقل الأول في الفجوة القياسية المحددة، عندما لا يتم تنشيط الناقل الثاني. 5 ن و 7 zp. F-lies، 16 سنة.
لا يتعلق الاختراع بمجال الاتصال الراديوي. النتيجة التقنية هي إيصال بسيط وفعال من خلال وحدة التحكم في شبكة معلومات الراديو حول جودة الاتصالات الراديوية. يحتوي جهاز المستخدم الذي يحتوي على أوضاع تشغيل، وهو الوضع المتصل على الأقل (CONN) ووضع الاستعداد (IDLE)، يحتوي على وحدة قياسية، تم تكوينه لقياس جودة الاتصال الراديوي في وضع الاستعداد وفقا لمعلومات إعداد قياس ، أن جهاز المستخدم تم تكوينه مسبقا إلى رسالة جودة جودة الراديو المقاسة في المحطة الأساسية، وحدة التخزين التي تم تكوينها لتخزين المعلومات حول مهمة القياس وقيمة جودة الراديو المقاسة تقاسها وحدة القياس ووحدة النقل التي تم تكوينها ليتم توفيرها إذا كانت الحالة المحددة مسبقا هي رسالة راضية (شرط تسجيل)، فإن نقل المؤشر الذي يشير إلى وجود قيمة جودة راديو تقاس إلى المحطة الأساسية في الوضع المتصل، واستجابة لاستعلام من المحطة الأساسية، نقل إشارة الرسالة التي تحتوي على قيمة جودة الراديو المقاسة. 2n. و 6 zp. F-lies، 12 سنة.
يتعلق الاختراع بالشبكات الحسية اللاسلكية لأنظمة المراقبة الآلية. النتيجة التقنية هي ضمان توجيه فعال، وتمديد وقت حياة الشبكة وتحسين الموثوقية. طريقة ونظام موازنة حركة المرور الموزعة في شبكة تعمل باللمس اللاسلكي استنادا إلى خوارزمية التوجيه من العقدة المصدر إلى العقدة الوجهة، حيث يتم تمثيل شبكة الحسية اللاسلكية كشركة بيانية G، حيث عقد شبكة N، وجوه م، هناك طرق K، ويتم إنشاء المعلومات في سرعة مراقبة الجودة ويتم إرسالها عبر القناة C بسرعة مراقبة الجودة، ولها العقدة I لديها مخزون من طاقة EI، وكل الوجه IJ لديه مثالي EIJ، والذي يتوافق مع الطاقة ل نقل حزمة بيانات واحدة من العقدة I إلى J، ويتم تعريف العمر TI لكل عقدة كما. تحدد كل عقدة جدول التوجيه ومجموعة ناقلات إرسال الرسائل، يتم تحليله بواسطة خيارات المسار للحصول على ناقلات الملخص المثلى التي يتم حسابها على جدول التوجيه. لهذا، يتم تحديد عمر الشبكة بأكمله tsyssmini∈n ti. يتم تعريف تعظيم العمر على أنه تعظيم Tsys، وتحقيق الحد الأقصى لحياة الوقت في الشبكة بأكملها، يتم توزيع الطرق، حيث يعتمد اختيار المسار على الشبكة على استخدام الإرسال الأقل تكلفة على كل عقدة، والأغلى يتم استبعادها. 2n. و 9 zp. F-LS، 4 IL.
تلقت شبكات الحسية اللاسلكية تطورا كبيرا مؤخرا. مثل هذه الشبكات التي تتكون من تعددية من العقد المصغرة المزودة بأسلحة استقبال منخفضة الطاقة والمعالج الدقيق والمستشعر يمكن ربط شبكات الكمبيوتر العالمية والعالم البدني. يجذب مفهوم الشبكات الحسية اللاسلكية انتباه العديد من العلماء ومعاهد البحوث والمنظمات التجارية التي قدمت دفقا كبيرا من العمل العلمي في هذا الموضوع. يرجع مصلحة كبيرة في تعلم مثل هذه الأنظمة إلى مجموعة واسعة من استخدام الشبكات الحسية. يمكن استخدام شبكات الحسية اللاسلكية، على وجه الخصوص، للتنبؤ بعطل المعدات في أنظمة الفضاء وأتمتة المباني. بسبب قدرتها على التنظيم الذاتي، والحكم الذاتي والتسامح مع الأخطاء العالية، تستخدم هذه الشبكات بنشاط في أنظمة الأمن والتطبيقات العسكرية. يرتبط الاستخدام الناجح للشبكات الحسية اللاسلكية في دواء مراقبة الصحة بتطوير أجهزة استشعار البيولوجية متوافقة مع عقد الاستشعار المتكاملة. لكن أعظم توزيع الشبكات الحسية اللاسلكية تم الحصول عليها في مجال الرصد البيئي والكائنات الحية.
نظرا لعدم وجود توحيد واضح في الشبكات الحسية، هناك عدة منصات مختلفة. جميع المنصات تلبي المتطلبات الأساسية الأساسية لشبكات اللمس: استهلاك الطاقة الصغيرة، التشغيل الطويل، أجهزة الاستقبال المستقبلة منخفضة الطاقة والأجهزة الاستشعار. Micaz، Telosb، Intel Mote 2 يمكن أن يعزى إلى المنصات الرئيسية.
ميشاز.
الأكثر شيوعا منذ 3 سنوات كان استخدام شرائح CC2420 كإرسال استلام منخفض الطاقة.
لا توجد معايير في مجال البرامج في الشبكات الحسية. هناك عدة مئات من بروتوكولات معالجة البيانات المختلفة، وكذلك أنظمة إدارة العقدة. نظام التشغيل الأكثر شيوعا هو نظام المصدر المفتوح - Tinyos (يجري في جامعة ستانفوردست، التقى شخصيا بأحد المطورين). يكتب العديد من المطورين (خاصة الصلة بالأنظمة التجارية) نظام الإدارة، في كثير من الأحيان في لغة Java.
يتم كتابة برنامج التحكم NODE NODE الذي يعمل بنظام التشغيل Tinyos في لغة NESC.
تجدر الإشارة إلى أنه بسبب ارتفاع تكلفة المعدات وتعقيد إعدادات شبكات اللمس، وحصلت أنظمة النمذجة المختلفة على توزيع واسع، ولا سيما نظام توسيم، مصمم خصيصا لمحاكاة تشغيل عقد Tinyos.
عملت مع الشبكات الحسية لمدة 6 سنوات ويمكن أن أخبر الكثير عن هذه التقنيات. إذا كان مجتمع Hubrasom مثير للاهتمام، فسوف أتحمل الفرصة، فسوف أكتب بكل سرور سلسلة من المقالات حول هذا الموضوع. يمكنني أن أؤثر على أشياء مثل: العمل الحقيقي مع منصة TMotesky، ميزات البرمجة لنظام Tinyos في لغة NESC، نتائج البحوث الأصلية التي تم الحصول عليها في مختبرنا، انطباعات 1.5 شهر من العمل في جامعة ستانفورد، في المشروع على الشبكات الحسية.
شكرا لكم جميعا على انتباهكم، سأكون سعيدا بالإجابة على أسئلتك.
