Jaotatud puutevõrgud
Andurid ja vastuvõetud seade
Traadita sensoorsed võrgud on ehitatud sõlmedest koi (mote.) - väikesed autonoomsed toidud patareide ja mikrokiipide raadioside sagedusega - näiteks 2.4 GHz. Special Software võimaldab koera korraldada end jaotatud võrkudesse, et seonduda üksteisega, intervjuu ja vahetada andmeid lähima sõlmedega, mille kaugus ei ületa tavaliselt 100 meetrit.
Inglise keele kirjanduses nimetatakse sellist võrku traadita anduri võrgustik. (WSN) on traadita võrk, mis koosneb geograafiliselt hajutatud eraldiseisva seadmetest, kasutades andureid füüsiliste või keskkonnatingimuste ühise kontrolli jaoks erinevates piirkondades.
Nad võivad mõõta selliseid parameetreid temperatuuride, heli, vibratsiooni, rõhu, objektide objektide või õhu. Traadita sensoorsete võrkude arendamist motiveerisid algselt sõjalised ülesanded, näiteks lahinguväljade tähelepanek. Praegu kasutatakse traadita sensoorseid võrgustikke üha paljudes tsiviilelude piirkondades, sealhulgas tööstusliku seire ja keskkonnaseire, tervishoiu ja objektide kontrolli. Reguleerimisala muutub laiemaks.
3-taseme võrgukava. 1. andurite ja lüüsi tase. 2. serveri tase. 3. õhuke kliendi tasandil
Iga võrgu sõlme: mot Varustatud radioransiveri või muu traadita seadmega, väikese mikrokontrolleriga ja energiaallikaga, tavaliselt patareid. On võimalik kasutada päikesevalgustuse akusid või muid alternatiivseid energiaallikaid
Kaugrelementide andmed edastatakse üle võrgule lähima sõlme vahele raadiojaama kaudu. Selle tulemusena kantakse lähima MOT-ga kaasasoleva pakett. Gateway on tavaliselt serveriga USB-kaabel. Serveris - kogutud andmed töödeldakse, salvestatakse ja võib olla kättesaadav Web Shelli kaudu paljudele kasutajatele.
Kulud anduri sõlme varieerub sadu dollareid mitme senti, sõltuvalt suurus anduri võrgu ja selle keerukust.
Gateway (2tk) ühendatud USB sülearvuti. UTP sülearvuti on ühendatud Internetiga ja serveeritakse serverina.
Sensoorsed seadmed raadioantenniga
Riistvara traadita sõlme ja võrgu interaktsiooni protokollid sõlmede vahel optimeeritud energiatarbimise jaoks, et tagada autonoomsete energiaallikate pikaajaline eluiga. Sõltuvalt töörežiimist võib sõlme eluiga jõuda mitu aastat.
Praegu on mitmeid standardeid ratifitseerimist või arendamisel traadita sensoorsete võrkude jaoks. Zigbee on standard selliste asjade kasutamiseks nagu tööstusjuhtimine, sisseehitatud kõlav, meditsiiniandmete kogumine, hoonete automatiseerimine. Zigbee arendamine aitab kaasa suure konsortsiumi tööstusettevõtete konsortsiumile.
Traaditaart, ISA100, Zigbee ja kõik need põhinevad samal standardil: IEEE 802.15.4-2005.
Traadita sensoorsete võrkude operatsioonisüsteemid on vähem keerulised kui universaalsed operatsioonisüsteemid puutevõrgu riistvara piiratud ressursside tõttu. Sellepärast ei pea operatsioonisüsteem sisaldama kasutajaliideste toetamist.
Traadita puutevõrkude seadmeid ei eristata traditsiooniliste sisseehitatud süsteemide ja seetõttu sensoorsete võrkude jaoks saate kasutada sisseehitatud operatsioonisüsteemi.
Mõõtmistulemuste visualiseerimisprogramm ja aruanne Generation Motoview V1.1
Traadita sensoorsete võrkude andmeid salvestatakse tavaliselt digitaalsete andmetena keskmisjaamas. Seal on palju standardseid programme nagu Tosgui Monsense, SCS, hõlbustades vaadates nende suurte andmemahtude. Lisaks näitab avatud konsortsium (OGC) metaandmete kodeerimise ühilduvuse ja interaktsiooni standardeid, mis võimaldavad kellelgi reaalajas traadita anduri võrgu jälgimiseks või juhtimiseks veebibrauseri kaudu jälgida või juhtida.
Töötada koos traadita puutetundliku võrgu sõlmedest pärit andmetega, programmide hõlbustamise ja andmete hindamise hõlbustamiseks. Üks neist programmidest on Motoview. See programm võimaldab teil vaadata andmeid reaalajas ja analüüsida neid, ehitada igasuguseid graafikuid, väljastab aruandeid erinevates lõikudes.
Iga anduri suurus õllekaanega (kuid tulevikus oma mõõtmeid saab vähendada sadu kordi) sisaldab protsessorit, mälu ja raadiosaatjat. Selliseid katteid saab hajutada mis tahes territooriumil ja nad ise rakendavad omavahelist ühendust, kujundavad ühte traadita võrku ja alustage andmete edastamist lähimasse arvutisse.
Andurid ühendatud traadita võrgu saab jälgida keskkonnaparameetreid: liikumine, valgus, temperatuur, rõhk, niiskus jne jälgimine võib läbi viia väga suurel alal, sest andurid edastavad teavet ahela naaber naabrile. Tehnoloogia võimaldab neil aastaid (isegi aastakümneid) töötada ilma patareide muutmata. Puutevõrgud on arvuti universaalsed-elundid ja kõik anduritega varustatud maailma füüsilised objektid võivad arvutisse tunnustada. Tulevikus saavad iga miljardi anduri IP-aadressi ja nad võivad isegi moodustada midagi ülemaailmse puutevõrguga. Sensoorsete võrkude võimalused on huvitatud ainult sõjalisest ja tööstusest. Vastavalt ettevõtte maailma viimasele aruandele, mis on spetsialiseerunud sensoorsete võrgustike turu uuringule, siis sel aastal kogeb turg märgatava tõusu. Teine märkimisväärne sündmus sel aastal oli maailma esimese Zigbee süsteemi vabastamine samal mikrokruusis (toodetud EMBER). Ameerika Ühendriikide peamiste tööstuslike ettevõtete hulgas, mille hulgas on maailma uuringus läbi viidud, kasutage umbes 29% juba sensoorseid võrgustikke ja veel 40% kavatseb neid 18 kuu jooksul kasutada. Ameerikas ilmus rohkem kui sada äriettevõtteid, mis tegelevad sensoorsete võrkude loomise ja hooldamisega.
Selle aasta lõpuks ületab planeedi andurite arv 1 miljoni. Nüüd kasvab see mitte ainult võrgustike arv, vaid ka nende suurust. Esmakordselt loodi ja edukalt töödeldud mitmed rohkem kui 1000 sõlme võrgud, sealhulgas üks 25 tuhande sõlme.
Allikas: veebi planeet
WSNi kasutamine on arvuliselt ja mitmekesine. Neid kasutatakse kaubandus- ja tööstussüsteemides andmete jälgimiseks, mis on keerulised või kallid juhtmega andurite abil. WSN-i saab kasutada rasketes piirkondades, kus nad võivad jääda juba aastaid (keskkonnaseire), ilma et oleks vaja asendada toiteallikaid. Nad võivad kontrollida kaitstud objekti sissetungijate tegevust
WSN kasutab ka jälgimist, jälgimist ja juhtimist. Siin on mõned rakendused:
 |
Temperatuuri jälgimine, õhuvool, inimeste juuresolekul ja juhtimisseadmed mikrokliima säilitamiseks; |
| Valgustusjuhtimine; | |
 |
Toitehaldus; |
 |
Gaasi, vee, elekter jne korterimeetmete lugemise kogumine; |
 |
Turvalisus ja tulekahjuhäire; |
 |
Hoonete ja rajatiste toetavate struktuuride seisundi jälgimine. |
 |
tööstusseadmete kaugjuhtimispult ja diagnoosimine; |
 |
seadmete hooldus praeguse riigi jaoks (usaldusväärsuse varude prognoosimine); |
 |
tootmisprotsesside jälgimine; |
Wireless Touch Networks: Ülevaade
Akuldiz i.f.
Tõlge inglise: Levinsky A.S.
annotatsioon
Artiklis kirjeldatakse sensoorsete võrkude kontseptsiooni, mille rakendamine on muutunud mütsroelektriliste mehaaniliste süsteemide, traadita side ja digitaalse elektroonika kombineerimise tulemusena. Sensoorsete võrgustike ülesandeid ja potentsiaali uuriti, ülevaade nende arengut mõjutavatest asjaoludest. Arhitektuur sensoorsete võrkude ehitamise, arenenud algoritme ja iga arhitektuuri kihi protokollide jaoks. Artiklis uuritakse küsimusi sensoorsete võrkude rakendamise kohta.
1. Sissejuhatus
Viimased saavutused valdkonnas tehnoloogia mikro-elektro-mehaaniliste süsteemide (MEMS), traadita side ja digitaalse elektroonika lubatud luua odav, madala võimsusega multifunktsionaalne moote (sõlmed), nad on väikesed ja "suhtlevad" otse üksteisega . Sensoorsed võrgustikud, mis põhinevad suurte väikeste sõlmede ühisel toimimisel, mis koosnevad andmete kogumise ja töötlemise moodulitest, saatjat. Sellistel võrkudel on traditsiooniliste andurite kogum olulised eelised. Siin on traditsiooniliste andurite kaks peamist omadust: andurid võivad asuvad kaugel täheldatud nähtusest. Selle lähenemisviisi puhul on vaja palju andureid, mis kasutavad mõningaid keerulisi meetodeid müra sihtide esiletõstmiseks.
Saate kasutada mitmeid andureid, mis teevad ainult andmete kogumist. Arendage hoolikalt andurite ja topoloogia positsioone. Nad edastavad vaatlusi keskelementidele, kus andmed kogutakse ja andmete töötlemine.
Sensoorne võrgustik koosneb suurest hulgast sõlmedest (motoot), mis paksud asuvad täheldatud nähtuse lähedal. Mototi positsioon ei pea loendama. See võimaldab juhuslikult neid raskesti ligipääsetavate kohalike piirkondadega või kasutada kiiret reageerimist vajava abi abi kasutamist. Teisest küljest tähendab see, et võrguprotokollide ja mln algoritme peaks olema võime iseorganisatsioon. Teine ainulaadne sensoorsete võrkude omadus on üksikute sõlmede ühine töö. Koi on varustatud protsessoriga. Seetõttu saavad lähteandmete edastamise asemel neid töödelda, täita lihtsaid arvutusi ja edastab seejärel ainult vajalikud ja osaliselt töödeldud andmed. Eespool kirjeldatud funktsioonid pakuvad laia valikut sensoorsete võrkude kasutamist. Selliseid võrgustikke saab kasutada tervishoiutöötajate ja turvalisuse tervishoius. Näiteks saab patsientide füsioloogilisi andmeid jälgida serveri arsti poolt. See on mugav nii patsiendile ja võimaldab arst mõista oma praegust riiki. Sensoorseid võrgustikke saab kasutada välismaiste keemiliste ainete tuvastamiseks õhus ja vees. Nad võivad aidata määrata kindlaks saasteainete tüübi, kontsentratsiooni ja asukoha. Sisuliselt võimaldab puudutada võrgustikke keskkonda paremini mõista. Eeldame, et tulevikus on traadita sensoorsed võrgustikud meie elu lahutamatu osa, rohkem kui kaasaegsed personaalarvutid. Nende ja teiste traadita sensoorsete võrkude kasutamise nõutavate projektide rakendamine vajavad erilisi meetodeid. Paljud protokollid ja algoritmid on välja töötatud traditsiooniliste traadita peer-to-peer võrkude, nii et nad ei ole väga hästi sobib unikaalsete omaduste ja nõuetele sensoorse võrkude. Me anname erinevused sensoorsetes ja peer-to-peer võrkudes: puutetundliku võrgu sõlmede arv võib olla mitmed suurusjärgus suuremad kui sõlmed vastastikuse võrgustiku sõlmedest.
Sõlmed on tihedalt asuvad.
Sõlmed on ebaõnnestunud.
Topoloogia sensoorsed võrgud võivad sageli muutuda
Sõlmed kasutavad peamiselt ringhäälingusõnumeid, samas kui enamik Peer-punktinimesid põhinevad punkt-to-punktil.
Sõlmed on piiratud toitumis-, arvutivõimalustes ja mäludes.
Nodes ei saa olla globaalne identifitseerimisnumber (sisse) suure hulga üldkulude ja suurte andurite arvu tõttu.
Kuna võrgu sõlmed on paigutatud tihedalt, võivad külgnevad sõlmed olla üksteisele väga lähedal. Järelikult tarbivad NOT-HOP-suhtlus puudutusvõrgud vähem energiat kui otsesed lingid. Lisaks saate kasutada väikese jõuülekandesignaali, mis on kasulik varjatud vaatlustes. Multi-Hop Communication suudab tõhusalt ületada mõningaid raskusi signaali levitamisel pikamaa traadita suhtlemiseks. Üks olulisemaid sõlmede piiranguid on väike energiatarbimine. Mothil on piiratud energiaallikad. Niisiis, samal ajal kui traditsioonilised võrgud on suunatud suure signaali kvaliteedi saavutamisele, peavad motivee võrguprotokollid keskenduma peamiselt energia säilitamisele. Neil peab olema mehhanismid, mis annavad kasutajale võimaluse laiendada mot-eluaega ribalaiuse vähenemise tõttu või suurendada andmete viivituse aega. Paljud teadlased osalevad praegu nende nõuete täitvate skeemide väljatöötamisel. Selles artiklis vaatame läbi sensoorsete võrkude jaoks kehtivate protokollide ja algoritme. Meie eesmärk on pakkuda paremat arusaamist praeguste uurimisprobleemide kohta selles valdkonnas. Samuti püüame uurida piiranguid, mis on kehtestatud väljatöötamise ja identifitseerimise vahendid, mida saab kasutada disainiülesannete lahendamiseks. Artikkel on korraldatud järgmiselt: teises osas kirjeldame sensoorsete võrkude potentsiaali ja kasulikkust. 3. jaos arutame selliste võrkude disaini mõjutavaid tegureid. Olemasolevate tehnikate üksikasjalik uuring selles valdkonnas peetakse peatükis 4. ja kokku 5 sektsioonis.
2. Traadita sensoorsete võrgustike rakendamine
Sensoorsed võrgustikud võivad koosneda mitmesugustest anduritest, näiteks seismilistest, magnetväljade määratluse anduritest, termilist, infrapuna, akustilist, mis suudavad teostada mitmesuguseid keskkonnatingimusi. Näiteks näiteks:
temperatuur,
Niiskus,
autoliiklus
välk
survet,
pinnase koostis,
müratase,
mõnede objektide olemasolu või puudumine,
Mehaaniline koormus
Dünaamilised omadused, näiteks objekti kiirus, suund ja suurus.
Motsi saab kasutada pideva seenduse, avastamise ja identifitseerimise sündmuste. Mikro sensoorne ja traadita ühenduse kontseptsioon lubab palju uusi rakendusi selliste võrkude jaoks. Oleme klassifitseerinud need peamistes suundades: Sõjaline kasutamine, keskkonnaalased uuringud, tervishoid, kasutamine kodustes ja muudes kaubanduspiirkondades. Kuid see on võimalik laiendada seda klassifikatsiooni ja lisada rohkem kategooriaid, nagu uuring kosmose, keemilise töötlemise ja loodusõnnetuste kõrvaldamise.
2.1. Sõjaline rakendus
Traadita sensoorsed võrgustikud võivad olla sõjalise juhtimise, kommunikatsiooni, uurimise, vaatluste ja orientatsiooni süsteemide lahutamatu osa (C4ISRT). Kiire kasutuselevõtu, iseorganisatsioon ja veatolerantsus on sensoorsete võrkude omadused, mis muudavad need ülesannete lahendamiseks paljutõotavaks vahendiks. Kuna sensoorsed võrgustikud võivad põhineda ühekordselt kasutatavate ja odavate sõlmede tihe kasutamisel, ei mõjuta mõnede nende hävitamine vaenutegevuse ajal sõjalise operatsiooni traditsioonilise anduri hävitamisena. Seetõttu on sensoorsete võrkude kasutamine lahingutele paremini sobib. Me loetleme veel mõned võimalused selliste võrkude rakendamiseks: Sõbralike jõudude relvade ja laskemoona jälgimine, võitluse jälgimine; maastiku orientatsioon; Lahingute kahju hindamine; Tuuma-, bioloogiliste ja keemiliste rünnakute avastamine. Sõbralike jõudude jälgimine, relvad ja laskemoon: juhid ja ülemad võivad pidevalt jälgida nende vägede olukorda, seadmete seisundit ja kättesaadavust ja laskemoona lahinguväljal, kasutades sensoorseid võrgustikke. Andurid, mis teatavad nende staatusest, saab kinnitada iga sõiduki, seadmete ja olulise laskemoona külge. Need andmed kogutakse koos peamiste sõlmedega ja saadetakse juhtidele. Andmeid saab ümber suunata ka käsu hierarhia ülemistele tasemetele teiste osade andmete ühendamiseks. Võitlus Märkused: kriitilised saidid, teed, marsruute ja väkte saab kiiresti kaetud puutetundlike võrkudega, et uurida vaenlase jõudude tegevust. Operatsioonide käigus või pärast uute plaanide väljatöötamist saab lahingu jälgimiseks igal ajal kasutada puutevõrkude. Vaenlase ja piirkonna luurejõud: sensoorseid võrgustikke saab kasutada kriitilistes territooriumidel ja seda saab koguda mõne minuti jooksul väärtuslikke, üksikasjalikke ja õigeaegseid andmeid vaenlase ja paikkonna jõudude kohta, enne kui vaenlane saab neid kinni pidada. Orientatsioon: Intelligentsete laskemoona juhtimissüsteemide puhul saab kasutada puutevõrke. Hindamine kahju pärast võitlust: vahetult enne või pärast rünnakut, puutevõrkude saab paigutada sihtpiirkonnas koguda kahju hindamise andmeid. Tuuma, bioloogiliste ja keemiliste rünnakute avastamine: keemiliste või bioloogiliste relvade kasutamisel on oluline keemiliste ainete õigeaegne ja täpne määramine. Sensoorseid võrgustikke saab kasutada kemikaalide või bioloogiliste rünnakute ennetamise süsteemidena ning lühikese aja jooksul kogutud andmed aitavad oluliselt vähendada ohvrite arvu. Pärast selliste rünnakute avastamist saate kasutada ka detailse intelligentsuse sensoorseid võrgustikke. Näiteks saate kiirguse infektsiooni korral intelligentsust kiirguse inimeste paljastamata.
2.2. Keskkonnakaitse
Mõned ökoloogia juhised, kus kasutatakse puutevõrkude: lindude liikumise jälgimine, väikesed loomad ja putukad; keskkonnaseisundi jälgimine, et teha kindlaks selle mõju põllumajanduslikele põllukultuuridele ja kariloomadele; niisutamine; Maa- ja teadusplaneetide suurte seire; Keemiline / bioloogiline tuvastamine; Metsa tulekahju tuvastamine; Meteoroloogilised või geofüüsikalised uuringud; Üleujutuste tuvastamine; ja reostuse uuringud. Metsatulekahjude avastamine: Kuna mys saab metsas strateegiliselt ja tihedalt lähetatud, võivad nad releerida tulekahju täpse päritolu enne, kui tulekahju muutub kontrollimatuks. Miljonite andurit saab pidevalt paigutada. Neid saab varustada päikesepaneelidega, sest sõlmed saab jätta järelevalveta mitu kuud ja isegi aastaid. Koid teevad koostööd, et täita jaotatud sensoosi ja takistuste ületamise ülesandeid, nagu puud ja kivid, mis blokeerivad traadiga andurite toimimist. Keskkonna seisundi kuvamine: nõuab keerulisi lähenemisviise teabe integreerimiseks ajutistes ja ruumilistes kaaludes. Edusammud kaugseire tehnoloogia ja automatiseeritud andmete kogumise valdkonnas on teaduskulud märkimisväärselt vähendanud. Nende võrkude eeliseks on see, et sõlmed saab ühendada internetiga, mis võimaldab kaugkasutajatel keskkonda jälgida, jälgida ja jälgida. Kuigi satelliit- ja külg andurid on kasulikud suure sordi jälgimisel, näiteks domineerivate taimede ruumilise keerukuse, ei võimalda need jälgida väikeseid elemente, mis moodustavad enamiku ökosüsteemi. Selle tulemusena on vaja kasutuselevõttu traadita anduri võrkude kohtades. Üks näide rakendusest on Bioloogilise keskkonna keskkonna koostamine Lõuna-California reservis. Kolm krundi on kaetud võrguga, millest igaüks 25-100 sõlme, mida kasutatakse keskkonna pidevaks jälgimiseks. Üleujutuste tuvastamine: Üleujutuste tuvastamise näide on Ameerika Ühendriikide hoiatussüsteem. Mitmed hoiatussüsteemi asetatud andurid määravad sademete taseme, veetaseme ja ilmastiku taseme. Uurimisprojektid nagu Cougar Device Database Project Cornelli Ülikooli ja Andmepace Project Rutgers University Uurige erinevaid lähenemisviise koos individuaalsete sõlmedega võrgus saada pilte ja pikad andmed kogutud. Põllumajandus: Sensoorsete võrkude eeliseks on ka võime kontrollida pestitsiidide taset vees, mulla erosiooni taset ja reaalajas õhusaaste taset.
2.3. Rakendus meditsiinis
Üks meditsiinialase kasutusala on puudega seade; Patsientide jälgimine; diagnostika; Ravimite kasutamise jälgimine haiglates; inimese füsioloogiliste andmete kogumine; ja arstide ja patsientide jälgimine haiglates. Isiku füsioloogilise seisundi jälgimine: puutevõrkude kogutud füsioloogilisi andmeid saab ladustada pikka aega ja seda saab kasutada meditsiinilisteks uurimiseks. Paigaldatud võrgu sõlmed võivad jälgida ka eakate liikumist ja näiteks tilkade hoiatamiseks. Need sõlmed on väikesed ja annavad patsiendile suurema liikumisvabaduse, võimaldavad samal ajal arstidel tuvastada haiguse sümptomid ette. Lisaks aitavad nad kaasa patsientide mugavamale elueale, võrreldes haiglaraviga. Sellise süsteemi võimaluse kontrollimiseks Grenoble-Prantsusmaa meditsiini õppejõududel loodi "Tervis Smart Home". . Arstide jälgimine ja haigla patsientidel: Igal patsiendil on väike ja lihtne võrgu sõlme. Iga sõlme omab oma konkreetset ülesannet. Näiteks saab järgida südame rütmi, samas kui teine \u200b\u200beemaldab vererõhu tunnistuse. Arstidel võib olla ka selline sõlm, see võimaldab teistel arstidel neid haiglas leida. Ravimite jälgimine haiglates: Nooded võivad olla seotud narkootikumide külge, siis saab minimeerida vale ravimite väljastamise võimalusi. Seega patsientidel on sõlmed, mis määravad nende allergia ja vajalikud ravimid. Arvutipõhised süsteemid, nagu on kirjeldatud, on näidanud, et nad võivad aidata minimeerida kõrvaltoimeid ekslike väljaandvatest ravimitest.
2.4. Rakendus majas
Koduautomaatika: Smart sõlme saab integreerida kodumasinatesse, nagu tolmuimejad, mikrolaineahjud, külmikud ja video salvestajad. Nad võivad üksteisega suhelda ja välise võrgu kaudu Interneti või satelliidi kaudu. See võimaldab lõppkasutajatel hõlpsasti juhtida kodu seadmeid nii kohapeal kui ka eemalt. Nutikas keskkond: aruka keskkonda disainil võib olla kaks erinevat lähenemisviisi, st isikule orienteeritud või tehnoloogiat. Esimese lähenemisviisi puhul peaks arukas keskkond kohanema lõppkasutajate vajadustega nendega suhtlemise seisukohast. Tehnoloogiliselt tsentreeritud süsteemide puhul tuleb välja töötada uued riistvara tehnoloogiad, võrgulahendused ja vahepealsed rakendused. Näited selle kohta, kuidas sõlmed saab kasutada aruka keskkonna loomiseks. Sõlmed saab ehitada mööblitesse ja seadmetesse, võivad nad üksteisega suhelda ja toa server suhelda. Ruumi server saab suhelda ka teiste serveritega tuba, et teada saada, näiteks printida, skaneerida ja töötada faksi teel. Neid serverid ja sensoorseid sõlmede saab integreerida olemasolevatesse sisseehitatud seadmetesse ja teha ise korraldamine, eneseregulatsiooni- ja adaptiivsed süsteemid, mis põhinevad operatsiooni mudeli mudelil, nagu on kirjeldatud operatsioonis.
3. Sensoorsete võrgumudelite väljatöötamisel mõjutavad tegurid.
Sensoorsete võrkude arendamine sõltub paljudest teguritest, mis sisaldavad vigade tolerantsust, mastaapsust, tootmiskulusid, tööriistade tüübi, puutevõrgu topoloogiat, riistvara piiranguid, teabeülekande mudelit ja energiatarbimist. Paljud teadlased kaaluvad neid tegureid. Mitte ükski neist uuringute ei võeta täielikult arvesse kõiki tegureid, mis mõjutavad võrgu arengut. Need on olulised, sest nad on juhendina töötavate sensoorsete võrkude protokolli või algoritme väljatöötamiseks. Lisaks saab neid tegureid kasutada erinevate mudelite võrdlemiseks.
3.1. veataluvus
Mõned sõlmed võivad energia-, füüsilise kahjustuse või kolmanda osapoole sekkumise puudumise tõttu ebaõnnestuda. Sõlme rike ei tohiks mõjutada puutevõrgu toimimist. See on usaldusväärsuse ja vigade tolerants küsimus. Rikke tolerantsus on võime säilitada sensori võrgu funktsionaalsust ilma riketeta, kui sõlme ebaõnnestub. RK (t) usaldusväärsus või sõlme tõrkekindlus on modelleeritud Poissoni jaotuse kasutamisel, et määrata kindlaks sõlme talitlushäire puudumise tõenäosus aja jooksul (0; t) Tasub pöörata tähelepanu asjaolule Seda protokolle ja algoritme saab keskenduda sensoorsete võrkude ehitamiseks vajaliku veatolerantsuse tasemele. Kui keskmised, kus sõlmed on vähe asetsevad sekkumised, siis võivad protokollid olla vähem prügi. Näiteks, kui sõlmed on sisseehitatud majasse, et jälgida niiskuse ja temperatuuri taseme jälgimiseks, võivad keeldumistolerantsi nõuded olla madal, kuna sellised sensoorsed võrgustikud ei saa ebaõnnestuda ja keskkonna müra "ei mõjuta nende tööd. Teisest küljest, kui sõlmed kasutatakse lahinguväljal jälgida, peab viga taluvus olema kõrge, kuna tähelepanekud on kriitilised ja sõlmed saab hävitada vaenutegevuse ajal. Selle tulemusena sõltub tõrkekindluse tase sensoorsete võrgustike kasutamisest ja mudelit tuleb selle abil välja töötada.
3.2. Skaleeritavus
Fenomeni uurimiseks kasutatavate sõlmede arv võib olla sadade või tuhandete järjekorras. Sõltuvalt rakendusest saab number jõuda äärmuslike väärtusteni (miljonites). Uued mudelid peavad suutma töötada selle numbritega. Nad peaksid kasutama ka suure sensoorse tihedusega, mis võivad erineda mitmest sõlmedest mitmest sajast krundile, mis võivad läbimõõduga olla väiksemad kui 10 m. Tihedust saab arvutada vastavalt
3.3. Tootmiskulud
Kuna sensoorsed võrgustikud koosnevad suurest arvust sõlmedest, peaks ühe sõlme maksumus olema selline, et õigustada võrgu kogumaksumust. Kui võrgu maksumus on kõrgem kui traditsiooniliste andurite kasutuselevõtu, ei ole see majanduslikult põhjendatud. Selle tulemusena peaks iga sõlme maksumus olema madal. Nüüd on sõlme maksumus Bluetooth-saatja abil väiksem kui 10 dollarit. Hind Piconode piirkonnas $ 1. Järelikult peaks anduri võrgu sõlme maksumus olema nende kasutamise majandusliku põhjenduse jaoks palju väiksem kui $ 1. Bluetooth-sõlme maksumus, mida peetakse odavaks seadmeks, on 10 korda suurem kui puutevõrgu sõlmede keskmised hinnad. Pange tähele, et sõlme on ka mõned täiendavad moodulid, näiteks andmete kogumise moodul ja andmetöötlusmoodul (kirjeldatud punktis 3.4.) Lisaks võivad need olla varustatud asukoha või elektrigeneraatori süsteemiga sõltuvalt sensoorsete võrkude kasutamisest. Selle tulemusena on sõlme maksumus raske küsimus, arvestades funktsionaalsuse summat isegi hinnaga alla $ 1.
3.4. Riistvara funktsioonid
Sensoorsete võrkude sõlme koosneb neljast põhikomponendist, nagu on näidatud joonisel fig. 1: Andmete kogumise üksus, töötlemisüksus, saatja ja toiteallikas. Täiendavate moodulite olemasolu sõltub võrkude kasutamisest, näiteks asukoha moodulid, elektritootja ja mobilisaator (MAC) võivad olla moodulid. Andmete kogumise moodul koosneb reeglina kahest osast: andurid ja analoog-digitaalsed muundurid (ADC). Analoogsignaali genereeritud andur põhineb täheldatud nähtus muundatakse digitaalse signaali abil ADC ja seejärel toidetakse töötlemisüksusele. Töötlemismoodul, mis kasutab integreeritud mälu, haldab protseduure, mis võimaldavad koos teiste sõlmedega järelevalveülesannete täitmiseks. Saatja plokk (transiiver) ühendab sõlme võrguga. Üks tähtsamaid komponente sõlme on toiteallikas. Toiteallikas võib olla võimalik laadida näiteks päikesepaneelide abil.
Enamik andmeid edastavad andmed ja koguvad andmeid, peate teadma oma suure täpsuse asukoha. Seetõttu on asukoha moodul lubatud üldise diagrammi. Mõnikord võib olla vaja mobilisaatorit, mis vajadusel liigub sõlme ülesande täitmiseks vajaliku sõlme. Kõik need moodulid võivad olla vaja paigutada juhul suurus koos matšikaste. Sõlme suurus võib olla väiksem kuupmeetri sentimeetri ja piisavalt lihtne, et õhku jääda. Lisaks suurusele on sõlmede jaoks mõned muud rasked piirangud. Nad peavad :
tarbida väga vähe energiat,
töötage suure hulga sõlmedega madalate vahemaadega,
neil on madala tootmiskulud
Ole autonoomne ja töötavad järelevalveta
Kohaneda keskkonnaga.
Kuna sõlmed võivad muutuda ligipääsmatuks, sõltub puutevõrgu elu üksikute sõlmede pakkumisest. Toit on piiratud ressurss ja suuruse piirangute tõttu. Näiteks on arukate sõlme üldine energiavarustus umbes 1 J. Traadita integreeritud anduri võrgustiku jaoks (võidab) peab pikema aja tagamiseks keskmise tasu tase olema väiksem kui 30 la. On võimalik laiendada sensoorsete võrkude eluiga, kasutades näiteks laetavate patareide abil, et saada energiat keskkonnast. Solar paneelid on helge näide kasutamise laadimise. Sõlme andmeedastusmoodul võib olla passiivne või aktiivne optiline seade, nagu nutikas sõlme või raadiosageduste saatjana. Raadiosageduse edastamiseks vajate modulatsiooni moodulit, mis kasutab teatud ribalaiust, filtreerimismoodulit, demodulatsiooni, mis muudab need keerulisemaks ja kulukamaks. Lisaks on võimalik kaotada andmete edastamisel kahe sõlme vahel, kuna antennid paigutatakse maapinna lähedal. Raadioside on siiski eelistatav enamikes olemasolevates sensoorsetes võrguprojektides, kuna andmete sagedused on madal (reeglina vähem kui 1 Hz) ja ülekandetsüklite sagedus on madalate vahemaade tõttu kõrge. Need omadused võimaldavad teil kasutada madala raadiosagedusi. Siiski on energiatõhusate ja madala sagedusega raadiosaatja projekteerimise tehniliselt keeruline ülesanne ja olemasolevad tehnoloogiad, mida Bluetooth-seadme tootmisel kasutatavaid tehnoloogiaid ei kasutata sensoorsete võrkude jaoks, kuna tarbib palju energiat. Kuigi praegused protsessorid vähendavad pidevalt oma mõõtmeid ja suurendada võimu, töötlemise ja salvestamise andmed sõlme on endiselt nõrk koht. Näiteks nutikas sõlme töötlemise moodul koosneb 4 MHz atmel AVR8535 protsessor, mikrokontroller 8 KB juhiseid, flash mälu, 512 baiti RAM ja 512 baiti EEPROM. Selles moodulis, mis on 3500 baiti all OS ja 4500 baiti vaba mälu koodi all, kasutatakse TinyoS operatsioonisüsteemi. Teiste prototüübi sõlme lambide töötlemismoodulil on SA-1110 protsessor, mille sagedus on 59-206 MHz. IAMPS-sõlmed kasutavad mitme keermestatud L-OS operatsioonisüsteemi. Enamik andmekogumisülesandeid nõuavad sõlme seisukoha tundmist. Kuna sõlmed asuvad tavaliselt juhuslikult ja ilma järelevalveta, tuleb need asukoha süsteemi abil koostada. Asukoha määratlust kasutatakse paljude puutevõrkude marsruutimisprotokollides (rohkem 4. jaos). Mõned näitavad, et igal sõlmel on globaalne positsioneerimissüsteemi moodul (GPS), mis töötab kuni 5 meetri täpsusega. Paber väidab, et kõigi GPS-sõlmede seadmed ei pruugi tingimata sensoorsete võrkude toimimiseks. On alternatiivne lähenemine, kus ainult mõned sõlmed kasutavad GPS-i ja teisi sõlmede abil määrata nende positsiooni kohapeal.
3.5. Topoloogiavõrk
Olemasolu asjaolu, et sõlmed võivad olla ligipääsmatu ja kuuluvad sagedased ebaõnnestumised, teha võrgu hooldus keerulise ülesande. Sadadeni mitu tuhat sõlme saab postitada puutevõrgu territooriumil. Nad lähetatakse kümme meetrit üksteisest. Asukoha tihedus sõlmede võib olla kõrgem kui 20 sõlme meetri kuupmeetri kohta. Mitme sõlme tihe paigutus nõuab võrgu hoolikat hooldust. Me kaalume teenusega seotud küsimusi ja võrgu topoloogia muutusi kolmes etapis:
3.5.1. Pre-kasutuselevõtt ja sõlmede kasutuselevõtt võib olla sõlmede massilise hajumise või eraldi paigaldamise massiliseks. Neid saab kasutada:
Õhusõiduki hajumine
Raketi või mürske
visatakse välja katapult (näiteks laeva jne) abil, \\ t
Paigutus tehases
Iga sõlme postitatakse isiku või robot eraldi.
Hoolimata asjaolust, et suur hulk andureid ja nende automaatne kasutuselevõtt kõrvaldab nende paigutuse vastavalt hoolikalt kavandatud plaanile, peaks esialgse kasutuselevõtu skeem: \\ t
Vähendage paigalduskulusid
Likvideerida vajadust iga eelneva organisatsiooni ja eelneva planeerimise järele;
Paindlikkuse suurendamine paigutuse paindlikkus
Edendada iseorganisatsiooni ja vigade tolerants.
3.5.2. Faas pärast võrgu kasutuselevõttu
Pärast võrgu kasutamist on selle topoloogia muutus seotud sõlmede omaduste muutmisega. Loetlege need:
asend,
Kättesaadavus (häirete tõttu, müra liiguvad takistused jne),
aku laadimine
Viga
Ülesannete muutmine.
Sõlmede saab paigaldada staatiliselt. Siiski on seadmed ebaõnnestunud tavalise nähtuse tõttu aku või hävitamise tühjendamise tõttu. Võimalikud sensoorsed võrgustikud kõrge sõlmede suure liikuvusega. Lisaks sõlmivad sõlmed ja võrgud erinevaid ülesandeid ja neid saab teha tahtliku sekkumise all. Seega on anduri võrku struktuur kalduvus pärast kasutuselevõttu sagedasi muutusi.
3.5.3. Täiendavate sõlmede kasutuselevõtt
Täiendavaid sõlme võib lisada igal ajal, et asendada vigased sõlmed või ülesannete muutuste tõttu. Uute vormide lisamine loob vajadust võrgu ümberkorraldamiseks. Sagedate muutuste vastu võitlemine peer-to-peer võrgu topoloogias, mis sisaldab paljusid sõlmede ja energiatarbimise väga raskeid piiranguid, nõuab spetsiaalseid marsruutimisprotokolle. Seda küsimust kirjeldatakse üksikasjalikult 4. jaos.
3.6. Keskkond
Sõlmed on tihedalt asuvad väga lähedal või otse täheldatud nähtuse sees. Seega töötavad nad järelevalveta kaugetes geograafilistes piirkondades. Nad saavad töötada
Lively ristmikel,
Suurete autode sees
Ookeani allosas
Tornado sees
ookeani pinnal tornaado ajal,
Bioloogiliselt ja keemiliselt saastunud aladel
lahinguväljal
majas või suures hoones
suurel laos,
loomade külge kinnitatud
Kiire liikuvate sõidukite külge kinnitatud
Reovee või jõe ääres koos veevooluga.
See nimekiri annab ülevaate, millistel tingimustel sõlmed töötavad. Nad võivad töötada kõrge rõhu all ookeani põrandal karmides tingimustes prügi või lahinguväljal, äärmuslikel temperatuuridel, näiteks õhusõiduki mootori või Arktika piirkondades, väga mürarikkad kohad, kus on olemas palju häireid.
3.7. Andmeedastusmeetodid
Multi-Hop Touchi võrgus suhtlevad sõlmed traadita side kaudu. Suhtlust saab läbi viia raadio, IR-sadama või optilise meedia kaudu. Nende ülekandekeskkonna ülemaailmseks kasutamiseks peaks olema kättesaadav kogu maailmas. Üks raadiovõimalustest on tööstus-, teadus- ja meditsiinivabade kasutamine (ISM), mis on enamikus riikides kättesaadavad litsentsita. Teatavaid sagedusi kasutatavaid sagedusi kirjeldatakse raadiosideeskirjade artiklis S5 sisalduva rahvusvahelise sagedustabeli kohta (1. köide 1). Mõned neist sagedustest kasutatakse juba traadita telefonis ja traadita kohalike võrkude (WLAN). Väikese suurusega sensoorsete võrkude ja odavate kulude puhul ei ole signaali võimend vajalik. Vastavalt riistvara piirangutele ja kohandamise kompromissi efektiivsuse vahel antenni ja energiatarbimise tekitada teatavaid piiranguid valiku edastamise sageduse vahemikus Ultraheighti sageduste. Nad pakuvad ka 433 MHz ISM sageduse kasutamist Euroopas ja 915 MHz ISM-is Põhja-Ameerikas. Nende kahe tsooni saatjate võimalikud mudelid loetakse sisse. ISM-raadiosageduste kasutamise peamised eelised on laia sagedusala ja kättesaadavus kogu maailmas. Nad ei ole seotud konkreetse standardiga, annavad seeläbi suurt vabadust energiasäästu strateegiate rakendamiseks sensoorsetes võrkudes. Teisest küljest on olemas mitmeid eeskirju ja piiranguid, näiteks erinevaid seadusi ja olemasolevate rakenduste sekkumist. Neid sagedusribasid nimetatakse ka reguleerimata sagedusteks. Enamik kaasaegseid sõlmede seadmed põhinevad raadiosaatjate kasutamisel. Bluetooth-ühilduvate saatjate poolt kirjeldatud IAMPS-i traadita sõlmed sagedusega 2,4 GHz ja millel on integreeritud sagedus süntesaator. Seade madala võimsusega sõlmede on kirjeldatud kasutusel, nad kasutavad ühte kanalite kanalit, mis töötab sagedusega 916 MHz. Võidab arhitektuuri kasutab ka raadioside. Teine võimalik viis puutevõrkude suhtlemiseks on IR-port. IR-side on ilma litsentsita kättesaadav ja see on kaitstud sekkumiste eest elektriseadmete eest. IR-saatjad on tootmise odavamad ja lihtsamad. Paljud tänapäeva sülearvutid, PDAd ja mobiiltelefonid kasutavad andmeedastuse jaoks IR-liidest. Sellise ühenduse peamine puudus on saatja ja saaja otsese nähtavuse nõue. See muudab IR-ühenduse soovimatuks kasutamiseks sensoorsete võrkude tõttu ülekandekeskkonna tõttu. Huvitavat edastusviisi kasutavad arukad paarid, mis on automaatse jälgimise ja andmetöötluse moodulid. Neid kasutatakse optilise keskkonna edastamiseks. On kaks ülekandekava passiivse kasutades nurga-kuubik retrore flellecktor (CCR) ja aktiivne kasutades laser-dioodi ja kontrollitud peeglid (arutatakse). Esimesel juhul on vaja integreeritud valgusallikas, signaali (CCR) edastamiseks kasutatakse kolme peegli konfiguratsiooni. Aktiivse meetodi kasutab laserdioodi ja aktiivne laser-side süsteem, saates valguskiire väidetava vastuvõtja. Ebatavalised nõuded sensoorsete võrgustike kasutamiseks teha valiku keskmise ülekandekompleksi. Näiteks vajavad merekontod vee ülekandekeskkonna kasutamist. Siin on vaja kasutada pika laine kiirgust, mis võib tungida veepindadele. Raske ja REACH-piirkonnas või lahinguväljal võib tekkida vigu ja sekkumine. Lisaks võib see olla, et sõlmede antennidel ei ole teiste seadmetega suhtlemiseks vajalikku kõrgust ja kiirgusvõimsust. Järelikult tuleb edastava keskkonna valimisel kaasata usaldusväärsed modulatsiooni- ja kodeerimisskeemid, mis sõltuvad edastava kanali omadustest.
3.8. Energiatarve
Traadita sõlm, mis on mikroelektrooniline seade, saab varustada ainult piiratud toiteallikaga (
3.8.1. Kommunikatsioon
Sõlm tarbib maksimaalset energiat suhtlemiseks, mis eeldab nii edastamise kui ka andmete vastuvõtmist. Võib öelda, et väikese kiirgusega väikeste vahemaade suhtlemiseks vajavad edastamine ja vastuvõtt ligikaudu ühesuguse energia. Sageduse süntesaatorid, pinge kontrolli ostsillaatorid, blokeerivad faasid (PLL) ja võimsusvõimendid, kõik see nõuab energiat, ressursse on piiratud. On oluline, et samal ajal me ei pea ainult aktiivset võimsust ja elektrienergia tarbimist arvestatakse ka saatjate käivitamisel. Käivitamine saatja võtab murdosa teise, nii et see tarbib ebaolulist energiat. See väärtus võib aja jooksul blokeerides võrreldav PLL-i võrreldav. Edastatud paketi vähenemisega hakkab käivitamisvõimsus domineerima energiatarbimist. Selle tulemusena on see ebaefektiivselt sisse ja välja lülitada saatja, sest Enamik energiat läheb läbi selle. Praegu on madala võimsusega raadiosaatjatele standardne PT ja PR väärtused 20 DBM-i ja POUT-i lähedal 0 DBM-ile. Pange tähele, et PC Picoradio on -20 DBM. Väikese suurusega, odavate, saatjate projekteerimine arutatakse allikal. Nende tulemuste põhjal usuvad selle artikli autorid energiatarbimise eelarvet ja hinnanguid, et PT ja PR väärtused peaksid olema vähemalt suurusjärgus väiksemad kui eespool nimetatud väärtused.
3.8.2. Andmetöötlus
Andmete töötlemise käigus energiatarbimine on andmete edastamisega võrreldes oluliselt väiksem. Tegelikult kirjeldatud näide illustreerib seda vastuolu. Rayleya teooria põhjal, et veerandi üleandmisel on kadunud, võib järeldada, et energiatarbimine 1 kb jaoks 100 m kaugusele on umbes sama, mis 3 miljoni juhise rakendamine kiirusel 100 miljonit Juhised sekundis (MIPS) / W protsessor. Järelikult on kohalik andmetöötlus otsustava tähtsusega energiatarbimise minimeerimiseks multi-hop anduri võrgus. Seetõttu sõlmedel peaks olema sisseehitatud arvutusvõime ja suutma suhelda keskkonnaga. Kulud ja suuruse piirangud põhjustavad mikroprotsessorite peamisteks tehnoloogiateks pooljuhtide pooljuhtide (CMOS). Kahjuks on neil piirangud energiatõhususe kohta. CMOS nõuab energiat iga kord riigi muutust. Energia, mis on vajalik ülemineku sagedusega, konteineri (sõltub piirkonnast) ja pinge kõikumistest. Järelikult on tarnepinge vähenemine tõhus vahend energiatarbimise vähendamiseks aktiivses seisundis. Dünaamiline pinge skaala peetakse, kipub kohandada töötleja võimsust ja sagedust vastavalt töökoormusele. Kui arvutuslik koormus väheneb mikroprotsessorile, annab sageduse lihtne vähenemine tarbitava energia lineaarse vähendamise, kuid tööpinge vähenemise annab meile energiatarbimise nelja vähendamise. Teisest küljest ei kasutata kõiki võimalikke protsessori jõudlust. See annab tulemuse, kui me võtame arvesse asjaolu, et tipptegevus ei ole alati vaja ja seetõttu saab tööprotsessori tööpinget ja sagedust dünaamiliselt kohandada töötlemisnõuetele. Autorid pakuvad skeeme, et ennustada töökoormust, mis põhineb olemasolevate koormaprofiilide kohanemisprotsessis ja mitme juba loodud skeemi analüüsimisel. Teisi protsessori võimsuse vähendamise strateegiaid arutatakse. Tuleb märkida, et täiendavaid skeeme saab kasutada andmete kodeerimiseks ja dekodeerimiseks. In integraallülitusi saab kasutada ka mõnel juhul. Kõigis nendes stsenaariumides sõltuvad puutevõrgu struktuur, töö algoritmid ja protokollid vastava energiatarbimisest.
4. Sensoorsete võrkude arhitektuur
Sõlmed asuvad tavaliselt juhuslikult kogu vaatluspiirkonnas. Igaüks neist saab andmeid koguda ja teab andmete marsruuti tagasi kesk sõlme, lõppkasutaja. Andmed edastatakse mitme hop-võrgu arhitektuuri abil. Kesk sõlme saab suhelda ülesande haldaja Interneti või satelliidi kaudu. Kesk-sõlme ja kõigi teiste sõlmede kasutatavate protokollide virn on joonisel fig. 3. Protokollipakk sisaldab teavet võimsuse ja teabe kohta marsruutide kohta, sisaldab andmeid võrguprotokollide kohta, aitab tõhusalt suhelda traadita keskkonna kaudu ja edendab sõlme ühist tööd. Protokolli stack koosneb rakenduste, transpordi taseme, võrgu taseme, kanali taseme, füüsilise kihi, elektrijuhtimise kihi, liikuvuse juhtimise kihi ja probleemide planeerimise kihi tasemest. Sõltuvalt andmete kogumise ülesannetest saab rakenduste tasemel ehitada erinevaid rakendustarkvara. Transpordi tase aitab vajadusel säilitada andmevoogu. Võrgu tase annab transpordi tasemele antava andmehalduri. Kuna keskmises on kõrvalised müra ja sõlmed saab liigutada, peab Maci protokoll vähendama kokkupõrgete esinemist külgnevate sõlmede vahel andmete edastamisel. Füüsiline kiht vastutab teabe edastamise võimaluse eest. Need protokollid aitavad sõlmedel elektri säästmisel ülesandeid täita. Toitehalduse kiht määrab kindlaks, kuidas sõlme peab energiat kasutama. Näiteks sõlme võib vastuvõtja välja lülitada pärast sõnumi saamist ühest naabritest. See aitab vältida duplikaadi saamist. Lisaks, kui sõlme on madal aku laengu, edastab see teavet, mis ei saa sõnumi marsruutimisel osaleda. Kõik ülejäänud energia ta kasutab andmete kogumiseks. Liikuvuse juhtimise kiht (MAC) määrab sõlmede liikumise määrab ja registreerib, seega on alati marsruut andmete edastamiseks keskmesse ja sõlmed võivad oma naabreid määrata. Ja selle naabrite tundmine ei suuda sõlmida nendega koostööd. Ülesandekorraldaja plaanib ja moodustab teabe kogumise ajakava iga piirkonna jaoks eraldi. Ühe piirkonna sõlmede puhul ei ole vaja samaaegselt tundlike ülesannete täitmiseks. Selle tulemusena mõned sõlmed täidavad rohkem ülesandeid kui teised, see sõltub nende võimu. Need kõik kihid ja moodulid on vajalikud selleks, et sõlmed töötavad koos ja püüavad energiatõhususe maksimeerida, optimeerida võrguülekande marsruuti võrgus ja kasutada ka ühiselt üksteise ressursse. Ilma nendeta töötavad iga sõlme individuaalselt. Kogu anduri võrgustiku seisukohast on see tõhusam, kui sõlmed töötavad koos üksteisega, mis aitab kaasa võrgustiku aja pikendamisele. Enne arutame vajadust lisada protokolli moodulid ja juhtimiskihi, vaatame kolm olemasolevat tööd protokollipakkide jaoks, mis on näidatud joonisel 3. Võidab mudeli arutletud allikas, kus sõlmed ühendatakse jaotatud võrgustik ja juurdepääs Internetile. Kuna suur hulk võidab võrgu sõlmede asub väike kaugusel üksteisest, vähendab multi-hop kommunikatsioon energiatarbimist miinimumini. NODE poolt saadud keskkonnateave saadetakse järjekindlalt keskse sõlme või võidab lüüsi kaudu teiste sõlmede kaudu, nagu on näidatud joonisel fig 2, B, C, D ja E, E. Wins Gateway suhtleb kasutajaga tavaliste võrguprotokollide abil, näiteks tavaliste võrguprotokollide abil Internet. Võidab võrguprotokollide virna koosneb rakendustasemest, võrgukihist, Maci kihi ja füüsilisest kihist. Smart sõlme (või tolmu). Need sõlmed võivad olla seotud objektide või isegi õhuga õhuga nende väikese suuruse ja kaalu tõttu. Nad kasutavad optilise kommunikatsiooni ja andmete kogumise jaoks MEMS-tehnoloogiat. Pühadel võib olla päikesepaneelide ajal päikesepaneelid. Nad nõuavad otsese nähtavuse suhelda optilise saatja tugijaama või muu tolmuga. Võrreldes võrgu arhitektuuri koos tolmuga, mis on näidatud joonisel fig 2 näidatud, võime öelda, et arukad sõlmed on tavaliselt otseselt seotud tugijaama saatjaga, kuid ühe ühendus on võimalik. Teise lähenemisviisiga sensoorsete võrkude protokollide ja algoritme arendamisele on tingitud füüsilise taseme nõuetest. Protokollid ja algoritmid tuleks välja töötada vastavalt füüsiliste komponentide valikule, näiteks mikroprotsessorite tüübile ja vastuvõtjate tüübile. Sellist lähenemisviisi ("alt-üles") kasutatakse IAMPS-mudelis ja peab ka rakenduste taseme, võrgukihi, Maci kihi ja füüsilise taseme sõltuvust sõlme riistvara täitmisest. Iamps sõlmede täpselt suhelda lõppkasutaja, nagu arhitektuuris näidatud joonisel 2. Erinevad skeemid, näiteks ajutise eraldamise kanalid (TDMA) või sageduse eraldamine kanalid (FDMA) ja binaarse modulatsiooni või M-moodul on võrreldes allikaga. "Alt-üles" lähenemisviis näitab, et sõlme algoritmid peavad teadma riistvara ja kasutage mikroprotsessorite ja saatjate võimalusi energiatarbimise minimeerimiseks. See võib kaasa tuua sõlme erinevate kujunduste väljatöötamiseni. Ja erinevad sõlmede nimetused toovad kaasa erinevaid puutevõrguid. Mis omakorda viib nende töö jaoks erinevate algoritmide väljatöötamiseni.
Kirjandus
Juba lähedal päevale, mil sadu miljoneid pooljuhtide andureid integreeritakse kõikidesse, mis on võimalik, ulatudes võtmeahelast klahvile ja lõpetades torustikuga ratastooliga. Ja nad kõik ei suuda mitte ainult intelligentsete anduritena tegutseda, vaid ka teabe esmase töötlemise tegemiseks, samuti üksteisega suhtlemiseks, moodustades ühe traadita sensoorse võrgu. Sellisel juhul ei tarbita sellised andurid praktiliselt elektrit, kuna sisseehitatud miniatuursed patareid on piisavalt mitu aastat, st kogu andurite tööperioodi jaoks. See on kontseptuaalselt uus tüüpi arvutisüsteem, mis töötab traadita puutevõrgu abil. See võrk on tavalised nimetatakse ad-hoc traadita anduri võrkudeks. Termin Ad-hoc laenatakse kaasaegse traadita võrgud, mis tegutsevad näiteks IEEE 802.11b standardis. Sellistel traadita võrkudel on kaks koostoime režiimi: infrastruktuuri ja ad-hoc režiim. Infrastruktuurirežiimis suhtlevad võrgu sõlmed üksteisega mitte otseselt, vaid pääsupunkti (pöörduspunkti) kaudu, mis täidab oma liiki rolli traadita võrgus (samamoodi nagu see toimub traditsioonilistesse kaabelvõrkudes) . Ad-hoc režiimis, mida nimetatakse ka peer-to-peer ("punkti-to-punkt"), jaamade otseselt üksteisega suhelda. Seega traadita sensoorsetes võrkudes tähendab ad-hoc režiim, et kõik andurid suhtlevad otse üksteisega, luues mingi mobiilsidevõrgu
Traadita puutetundlikud võrgud on omapärane samm järgmise ajastu ülemineku suunas - kui arvutid on füüsilise maailmaga otseselt ühendatud ja võivad arvata kasutajate soove, samuti nende otsuste tegemiseks.
Teate natuke, mis toob meile selliseid sensoorseid võrgustikke tulevikus. Kujutage ette beebibotside kuulamist imikute hingeõhk; Käevõrud pärast kliinikus patsientide seisundit; Suitsuandurid, mida ei saa mitte ainult tuletõrjujaid põhjustada, vaid teavitavad neid eelnevalt tulekahju ja tuletõrje aste. Elektroonilised seadmed suudavad üksteist ära tunda, toiteallikad tuletatakse meelde, et nad peavad "sööma".
Kujutage sadu tuhandeid sensor andureid ühises võrgustiku metsas. Sellises metsas on lihtsalt võimatu eksida, sest inimese liikumine kinnitatakse ja analüüsitakse andurite poolt. Teine näide on sensors valdkonnas konfigureeritud seire seisundi mulla ja sõltuvalt muutuvatest tingimustest, mis reguleerivad niisutamist ja väetise kogust.
Mitte vähem kasulikke sensoorseid võrgustikke teedel. Suhtlemine üksteisega saavad nad kohandada autode voolu. See on unistus iga juhi - teede ilma liiklusummikute! Sellised võrgud saavad selle ülesandega toime tulla palju tõhusamalt kui ükski osakond. Probleemide kontroll
Teede kuriteod otsustab ise.
Sensoorsete võrkude kasutamine toiteallika juhtimise juhtimiseks saavutab uskumatu elektrienergia kokkuhoid. Kujutage ette sellise juhtimisvõrgu oma korteris. Teie asukoha jälgimine, andurid saavad valguse kõikjal välja lülitada ja selle vajadusel sisse lülitada. Noh, kui kasutate selliseid võrke tänavate ja teede valgustuse juhtimiseks, kaob elektripuuduse probleem ise. Selleks, et sensoorsed võrgustikud saaksid homme reaalsuseks, viiakse täna läbi uuringud täna. Ja selle valdkonna juht on Intel, mis toetab kõiki täiustatud arvutitehnoloogiat. Erilist tähelepanu pöörates traadita paljude nodualsete sensoorsete võrgustike arendamise eest, mis on võimelised sõltumatu automaatse moodustamise ja konfiguratsiooni jaoks. Selle tehnoloogia rakendamine võimaldab teil kasutada odavamat võrgustikku, kuid samal ajal väga keerulisi pooljuhtide sensoorseid seadmeid, mis võivad iseseisvalt luua üksteisega suhtlemist, teatavaid keskkonnamuutuste kohta. Näiteks Mica andur on varustatud 128 kilobaiti flash-mälu programmiga, 256 kilobaiti flash mälu salvestamiseks andmete ja raadiosaatja töötava sagedusega 900 MHz.
Mõned neist seadmetest töötab operatsioonisüsteemi.
Tinyos, selle operatsioonisüsteemi kood on avatud ja koosneb kõigist
8,5 kb.
Selliseid seadmeid rakendatakse põhimõtteliselt uutele valdkondadele, näiteks intelligentsete rõivaste intelligentsete esemete arendamisel, mis järgivad vastsündinute tervise seisundit ja teatada oma elatustalude kõige olulisematest näitajatest, kus pooljuhtide Mulla paigaldatud andurid tegelevad niisutusseadmega.
Süsteem ja väetise rakendus. Intel Corporationi sensoorsed võrgustikud tegeleb
Kuulus uurimislabori Intel Berkeley uurimislabor, mis asub Californias. Olemasolevad eksperimentaalsed sensoorsed võrgustikud vastavad ainult ülaltoodud nõuetele. Niisiis, täna võrk koosneb ainult sadade andurid piiratud katvusala ja ainult hästi määratletud ülesanded tehakse. Nad saavad edastada ainult teatud tüüpi teavet ühest andurist teise ja ainult antud ribalaiuses. Energiatarbimist võib nimetada ka tühiseks
- aku laekub piisavalt paar päeva. Olemasolevad andurid on endiselt piisavalt inertsed, kuid suure töökindluse ja töövõimetuse osas (vähemalt tingitud suuruste tõttu) ja kõne ei lähe. Loomulikult on sellised andurid üsna kallid, nii et sadade andurite võrgustik ei ole odav. Kuid tuleb meeles pidada, et me räägime eksperimentaalsetest võrgustikest ja tulevikutehnoloogia arendamisest. Samal ajal on eksperimentaalsed sensoorsed võrgustikud juba kasulikud. Üks selliseid sensoorseid võrgustikke, mis on loodud Intel Berkeley uurimislabori ühiste jõupingutustega, Atlandi ookeani instituudi ja California Ülikooli juhtimises tegutseb Maine'is suure pardi saare (Great Duck Island).
Selle võrgu ülesanne on saar elavate erinevate bioloogiliste organismide elupaikade uuring.
Iga inimese sekkumine (isegi õppimise eesmärgil) on mõnikord liiga tarbetu
Siin on see, et sensoorsed võrgustikud saavad tulu, võimaldades ilma isiku otsese osalemiseta kogu vajaliku teabe kogumiseks.
Puutevõrk kasutab kahte plaati nodualseteks elementidena. Esimesel laual on temperatuuriandur, niiskuse andurid ja baromeetriline rõhk ning infrapuna andur. Teine pardal sisaldab mikroprotsessorit (sagedus 4 MHz), 1 Kb RAM, välkmälu programmide ja andmete säilitamiseks, toiteallikast (kaks AA suuruse patarei) ja raadiosaatja /
Vastuvõtja töötab sagedusega 900 MHz. Andurid võimaldavad teil registreerida kogu vajaliku teabe ja edastada selle peamisele arvutiandmebaasile. Kõik andurid Pre-pass põhjalik testimine - tasu anduritega kastetakse vees kahe päeva jooksul ja jälgida selle funktsionaalsust. Kõik sensoorsed sõlmed moodustavad ühe traadita võrgu ja suudavad vahetada teavet. Samal ajal, edastamise teabe kaugvõrgu sõlme värav (Gateway andur) esineb ahelas, mis on ühe võrgu sõlme teise, mis võimaldab teil luua suur katvuse piirkonnas.
Teave jõuab põhivarustuse kaudu värava kaudu. Gateway kasutab suunda antenni, mis võimaldab teil suurendada ülekande vahemaad kuni 300 m. Peamisest arvutiteabest, mis kasutab satelliitside abil Interneti kaudu Californias asuva uurimiskeskuse kaudu.
Vähemalt aktiivseid laboratoorseid töötajaid töö täpse bioloogia, loomine Biochips. Lisaks tahkete ainete sensoorse arusaamusele uuritud võimalust "Sense" vedelate meedia ja bioloogiliste, arenevate esemete võimalust. Sellised uuringud avastavad meditsiinilise ja farmaatsiarengude kolossaalseid väljavaateid, keemiliste protsesside rakendamist ja bioloogiliste preparaatide valmistamist. Kuna sensoorsete võrgustike peamine eesmärk on kasuliku teabe arusaam ja ülekandmine, tegelevad Berkeley Intel Lab spetsialistid objektidega andurite ühendamise metoodika väljatöötamisel, mille järele vastutab nende eest ja uurida ka võimekust Et luua "täiturmehhanismid" - seadmed, mis põhinevad anduritel, mis võimaldavad teil olukorda mõjutada, mitte ainult oma seisundit registreerida. Puutevõrgud on ilmselgelt kasulikud sõjaliste rakenduste jaoks, mis üheks võrgustike võimalikest variatsioonidest toimus Afganistanis "Combat" testid, kus USA relvajõud on paigutanud mitusada andurit, et jälgida vaenlase võitlustehnoloogia liikumist. Rakendamine
Reaalsed võrgustikud meie elu alguses räägivad, võrk on haavatav vigade tolerantsuse suhtes. Rünnak puutevõrgus, mis viib teenuse ebaõnnestumiseni (DOS), on igal juhul, mis vähendab või kõrvaldab sellest oodatava funktsiooni teostamise võime. Autorid teevad ettepaneku tugineda sensoorsete võrkude protokollide jaoks mitmetasandilise arhitektuuri, mis võib kahjustada võrgu tõhusust, kuid suurendab selle usaldusväärsust. DOS-rünnakute arutatakse, tüüpiline iga taseme ja vastuvõetavate kaitsemeetodite jaoks. Seega, tänapäeval, vaatamata ebatäiuslikule ja veel üsna kitsale kasutusringile kasutatakse sensoorseid võrgustikke teaduses ja tulevikus ja elus.
Kasutatud materjalid saitidest:
Leiutis käsitleb automatiseeritud seiresüsteemide traadita sensoorseid võrgustikke. Tehniline tulemus on tagada tõhusam marsruutimine, võrgu eluea pikendamine ja töökindluse parandamine. Jaotatud liikluse tasakaalustamise meetod ja süsteem traadita puutumisvõrgus põhineb marsruudi algoritmi allika sõlme sihtkohta sõlmele, kus traadita sensoorne võrgustik on esindatud graafiku g (N, M), kus n võrgu sõlmed ja m seisab, seal on K-marsruute ja teave genereeritakse QC-s ja edastatakse C-pinge C kaudu QC-kiirusega ja I-NDE-s on EI varu ja iga nägu IJ on mass / hind e ij , mis vastab energiale, et edastada ühe andmepaketi sõlme I-st \u200b\u200bJ-le ja iga sõlme eluiga t i
Iga sõlme määrab marsruudi tabeli ja sõnumite ülekandevektorit on seatud, seda analüüsitakse marsruudi valikute abil kõige optimaalsemate kokkuvõtete vektorite jaoks, mis arvutatakse marsruudi tabelis. Selleks määratakse kogu võrgu t sys \u003d min i ∈ n t i (q c) eluiga. Eluaegse eluea maksimeerimine on määratletud kui maksimaalne t sys ja saavutada kogu võrgu maksimaalne elu, jaotatud marsruudid, kus võrgu valikuvõrk põhineb iga sõlme kõige vähem kulude käigu kasutamisel ja kõige kallim on välistatud . 2N. ja 9 zp. F-LS, 4 IL.
Tehniline valdkond, kuhu Leiutis käsitleb
Leiutis käsitleb traadita side valdkonnas ja seda saab kasutada nii sõltumatu ja mitmetasandilise teabe- kui ka juhtimissüsteemide töötavate automatiseeritud seiresüsteemides, eelkõige keskkonna- või tööstusparameetrite jälgimise süsteemides reaalajas, mis on reaalajas levinud piirkonnad ja mitte juhtmega sideliinid ja elektriliinid.
Taust
Praegu hõivavad puudutusvõrgud üha enam oma koha erinevate kohtade ja ürituste jälgimisrakendustes. Seoses traadita tehnoloogia arendamisega on ilmunud traadita levitatud sensoorsete võrkude (RCC) arendamise võimalus. Jaotatud sensoorsed võrgustikud erinevad piiratud energiaressursside tavapärastest võrgustikest, madala arvutusvõimsusega, vajadust tihedama asukoha ja ühe sõlme madala hinnaga. Need funktsioonid teistest võrkudest (näiteks mobiilside) määratlevad nende rakenduse uued eesmärgid ja eesmärgid. Traadita sensoorseid võrgustikke on laialdaselt kasutatud paljudes inimtegevuse valdkondades ja seetõttu pööratakse nüüd suurt tähelepanu.
Jaotatud sensoorne võrgustik koosneb mitmesugustest odavatest, autonoomsest, multifunktsionaalsetest sõlmedest, mis asuvad seirepiirkonnas. Iga sõlme koosneb plokkide komplektist, näiteks: andur, mida kasutatakse andmete vastuvõtmiseks keskkonnast, andmete vastuvõtmise üksusest, mikrokontrollerit signaalide töötlemiseks ja juhtimiseks ja energiaallikaks. Protsessor toiteallikaks on piiratud energia autonoomne aku, mis toob kaasa oluliste energiatarbimise piiranguteni. Sensoorsete sõlmede säilitamine, näiteks toiteakud, nõuab märkimisväärseid kulusid, eriti kui sõlmed asuvad raskesti ligipääsetavates kohtades, nii et enamik sensoorseid võrgustikke on hooldusvabad ja töötavad enne aku tühjenemist. See sensoorsete võrgustike omadus on RCC marsruudi algoritmide arendamisel väga oluline, mis võimaldab suurendada energiasäästu tõhususe tõhusust.
Niisiis, puutetundliku sõlmede energia säästmiseks on palju võimalusi ja joonisel fig 1 on kujutatud nende klassifikatsiooni. Meetodeid saab jagada kolme suure rühma - see on energia säilitamine töötsüklite abil, mis põhineb edastatud teabe ja liikuvuse arvel.
Töötsüklid hõlmavad topoloogia ja toitehalduse kontrolli. Topoloogia kontrolli eesmärk on kasutada või vähendada ülemääraseid võrguühendusi ressursside salvestamiseks. Te saate hallata tarbimist, kasutades mitmesuguseid energiasäästu juurdepääsuprotokolle ülekandekandjale (MAC-protokollid) ja seadme režiimid. Teine energiasäästu meetodite klass põhineb edastatud teabe arvul, samuti selle teabe saamisel majandusel. Teabe töötlemisel kulutatud energia on võrreldamatult väiksem kui selle üleandmiseks vajalik energia, mistõttu kasutab ta intraneti andmetöötlust, kokkusurumist või prognoosimist. Kordajad kasutatakse ka sensoorsete võrkude elektrivõrgu säästmiseks.
Marsruutimismeetodeid saab jagada järgmistesse kategooriatesse: otsene, hierarhiline ja marsruutimine sõltuvalt geograafilisest asukohast.
Otsene marsruutimine tähendab sõlmede sõnumite edastamist võrgus sõlmele, kus iga sõlme teostab sama ülekandefunktsiooni ja / või relee, erinevalt hierarhilisest, kus eristatakse ühte või mitut kogumis- ja töötlemisteabe sõlme. Otseliinide puudumine on see, et mõnest piirkonnast teavet koguvad võrgud saadavad koondatud teabe kogumi, eriti olulise sensoorse võrgu tihedusega. Teabe koondamise vältimiseks kasutatakse spetsiaalseid algoritme, et saada teavet mitte sõlmedest, vaid konkreetse piirkonna võrgust. Näiteks on teada anduriprotokollid teabe läbirääkimiste kaudu (spin) algoritmi kaudu, kus tugijaam saadab taotluse konkreetsele sensoorse võrgu piirkonnale. Olles saanud taotluse, piirkonna sõlmed täidavad taotluse nõude, kohapeal vahetada andmeid ja saata üldine vastus.
Hierarhilise marsruutimisega kogumise ja töötlemise puhul on vaja kasutada suurte energiavaruga sõlmede, mis võimaldab säästa juba töödeldud andmete edastamist oluliselt vähem, on sageli vastuvõetamatu seadmete homogeensuse tõttu või muudest raskustest . Selleks et mitte kasutada spetsiaalseid sõlmede, on mitmeid tehnoloogiaid. Niisiis, madala energiaga adaptiivse adaptiivse klastrite hierarhia tehnoloogia (LEACH) tehnoloogia on teada, kui mõned puutevõrgu sõlmed võetakse vaheldumisi saadud konkreetse algoritmi kogumise teel, levitades seeläbi kogumissõlme koormust.
Sõltuvalt geograafilisest asukohast marsruutimist nimetatakse ka geomeetriliseks marsruutimiseks, sest marsruudi leidmine kasutab tugijaama geomeetrilist suunda. Virtuaalsetes koordinaatides on ka marsruudi, mis on rivistatud mitte ainult sõltuvalt sõlme tegelikust asendist, vaid arvestama ka looduslike pindade eiramise, takistuste, ülekandekanali taset jne.
Samuti tuntud mitme keermestatud marsruutimise, kus sõnumite edastamine ühest sõlme on võimalik mitu teed. Hiljuti pööratakse tähelepanu tugijaama taotlusele suurt tähelepanu tugijaama taotlusel, lähtudes sellest lühimast teekonnast ja säilitades selle, võttes arvesse sõlme halva kanali ja ebaõnnestumist. Siiski on lühikese vahemaa tagant ammendunud sõlmed kiiresti ammendunud, mis toob kaasa sidevahendite ja võrgu elu languseni, mille all on sageli arusaadav kui esimese sõlme eluiga ebaõnnestus. Seetõttu on vaja luua tehnoloogiat maksimeerimiseks eluea andurivõrgu, mis on lahendatud ühe või muu meetodi lineaarne programmeerimine.
Niisiis, nii lähedal sisuliselt tehnilise lahenduse, patendi RE 2439812 C1 on teada, avaldatud 2012-01-10, IPC H04W 36/00, kus ise-konfigureeritav sensoorne võrgustik on avalikustatud paljude andurite ja täiturmehhanismi alusel sõltuvalt geograafilisest asendist. Sensoorne võrgustik koosneb kesksest andmetöötlusseadmest (CSUD) ja N tugijaamadest (BS), mis asuvad võrgu leviaja territooriumi piiridel ühtlaselt või kaootilistel, kus BS-il on globaalse positsioneerimisgrupi jaoks ruumiline seondumine ja sisaldama mälu salvestamiseks Usaldus koefitsient väärtus, mis on number vahemikus kindlaksmääratud miinimum- ja maksimaalsetest väärtustest. BS-i usalduskoefitsient on ligikaudu võrdne maksimaalse väärtusega. Anduri võrku kattepiirkonna sees paigutatakse M sõlmed ühtlaselt või kaootiliselt ja m \u003e\u003e N. Sõlmed on varustatud mälu salvestamiseks ruumiliste siduvate koordinaatide väärtuste, mis on vormindatud juhuslike väärtuste tootmisprotsessis ja salvestada usalduse koefitsient, mis kujutab endast väärtusega ligikaudu võrdne minimaalse usalduse koefitsiendi väärtus. Iga sõlme ja BS kehtestab ühendi mitte rohkem kui külgnevate sõlmede ja BS-iga ja K väärtus sõltub sidekanali ribalaiuse omadustest, nende koostises sisalduvate mikroprotsessorite kiiruse ja energiatarbimise omadustest. Pärast ühenduse loomist teostavad sõlmed ja BS ruumiliste koordinaatide väärtuste vastastikuse määramise toimimise. Selleks edastab iga sõlme või BS tsükliliselt oma mälu väärtused, et salvestada ruumilise sidumise ja mälu koordinaatide väärtused usaldus koefitsiendi väärtuse salvestamiseks. Iga töötlemissükli tsüklis saab sõlme kõigi külgnevate seadmete koordinaatide väärtuste ja koefitsientide koordinaatide väärtused ja koefitsiendid, millega ühendus luuakse ja määrab kindlaks oma koordinaatide arvutatud väärtused ja sisemine usalduse koefitsient Peatatud keskmistamise väärtuste oma koordinaadid ja koordinaadid külgnevate seadmete, kasutades usalduse koefitsiente kaalu koefitsientide seadme ise ja naaberseadmed. Seega saavad anduri võrgu sõlmed ruumilise sidumise. Sõnumi marsruudi ja CUOD sõlme koordinaatide (X, Y, Z) abil edastab see sõnumi ühele või mitmele BS-ile, lähimad soovitud koordinaadid. Määratud BS edastab sõnumi lähimatesse sõlmedesse ja sõlmed järjestikku - nende lähimad sõlmed vektori suunas, mis on suunatud soovitud punktile (x, y, z). Sõlmitud sõlmed, mis on vaieldamatult kinnitatud tundlikkuse tundlikkuse raadiuse tundlikkuse raadiusega, tajuge neile adresseeritud sõnumit. Täiendav vahekohtu sõlmede valimiseks sõnumi lõplik aadress, samuti sõnumi vastuvõtu kinnituse saatmine on vajalik võrgu toimimise tehniliste nõuete põhjal. Sõnumi marsruutimiseks sõlmest Tsudisse varustavad sõlmed lisaks mälu lähima BS-i koordinaatide loendi salvestamiseks. Tsudi sõnumi edastamiseks edastab sõlme ühele või mitmele külgnevale sõlmele vektori suunas, mis on suunatud punktile BS-koordinaatidega, kui sõnum jõuab BS-i, see edastab sõnumi otse cueodile ja vajadusel , saadab sõlmele sõnumi kinnitussõnumi.
Sellise isekonfigureeritava sensoorse võrgustiku ja selle toimimise meetodi puuduseks on sõlmede ja tugijaamade ruumilise seondumise kohase koordinaatide keerukus ja kasutada ka sellist lahust ei ole pakkuda kogu võrgu kui terviku pikka aega.
Nagu lähim analoog - prototüüp, saate pakkuda meetodit marsruudi maksimaalse eluaega Ad-hoc traadita võrku, mis avati avaldamise Arvind Sankar ja Zhen Liu, maksimaalne eluviis traadita ad-hoc võrkudes, Infocom 2004 , Kakskümmend kolmanda iga-aastase ühise konverentsi IEEE, arvuti- ja kommunikatsiooniühiskondade, Vol.2, PP1089-1097, kus ülesandeks maksimeerida eluiga anduri võrgu on formuleeritud, mis on lahendatud lineaarse programmeerimismeetodiga, nimelt algoritmi tehakse ettepanek minimeerida kõigi järjekorrade võimalike funktsioonide summa.
Sellise meetodi puuduseks on madal efektiivsus, kuna lühima vahemaa tagant asuvad sõlmed on sageli kiiresti ammendunud, mis toob kaasa sidevahendite ja võrgu eluea vähenemise.
Seega on vaja lahendada ülaltoodud probleemid tehnika tasemest.
Leiutise olemus
Tehniline tulemus, millele kavandatud leiutis on suunatud, on eelkõige: traadita puutetundliku võrgustiku tõhusa marsruudi ja pikendamise tagamine erinevate objektide ja parameetrite jälgimiseks reaalajas, kus iga sõlme teave, funktsionaalsuse suurenemine, \\ t Kasutamise kulude usaldusväärsus ja vähendamine on olulised seiresüsteemid. Kavandatava lahenduse kasutamine parandab kontrolli all oleva objekti toimimise tõhusust toiteava autonoomse aku pikema kasutusaja tõttu, mis võimaldab teil registreerida ja edastada andmeid objekti parameetrite ja / või Keskkond pikema aja jooksul.
Sisuliselt kavandatava meetodi jaotatud veojõu tasakaalustamine traadita puutetundlik võrgustik on rakendada uut marsruudi algoritmi allika sõlme sihtkoha sõlme. Seos nimetatud sõlmede vahelise puutevõrgus tehakse näiteks vastavalt Zigbee protokollile või mitte-litsentseeritava raadiosageduste vahemikus või mobiilse digitaalse raadiovõrgu kaudu või mis tahes muu sobiva traadita sideprotokolli kohaselt. Jaotatud sensoorset võrku võib esindada graafiku g (N, M), mis määrab nimetatud sõlmede ja nende vahelise suhte komplekti, kus n võrgu sõlmede ja m seisab ka marsruute. Teave genereeritakse kiirus QC-ga ja edastab kommunikatsioonikanali kaudu QC-kiirusega ja I-ND-s on EI varu ja iga nägu IJ on kaalu / hind e IJ, mis vastab energia edastamiseks Üks andmepakett sõlme I kuni J, samas kui iga sõlme eluaegne t i on määratletud kui
Marsruudi tabel on defineeritud iga sõlme ja sõnumite edastamise vektor on seatud, analüüsitakse võimalike valikute valikuid vastavalt kõige optimaalsematele vektoritele, mis arvutatakse marsruudi tabelis, see määrab kogu võrgu eluiga T sys
Seega on maksimaalne eluiga määratletud kui maksimaalne t sys ja saavutada kogu võrgu jaotatud marsruutide maksimaalne eluiga, valides samal ajal võrgustiku liikluse marsruudi kasutamisel iga sõlme kõige odavamate kulukate käikude kasutamisel ja Marsruudi ehitamisel kõige kulukamate välistatud sõlmed põhinevad selle arvutatud t i.
Vähemalt üks allika sõlme sisaldab autonoomse võimsusega füüsiliste parameetrite (väärtuste) mõõteandurit ja jälgimist, mis monitorid määratakse kindlaksmääratud võrgupiirkonnas ja edastavad sõnumeid (andmepaketid) mõõdetud parameetritega vähemalt ühe sihtkoha sõlmega.
Alternatiivselt võib igas sõlmes seireandmeid ühtsusele viia anduritest saadud füüsiliste parameetrite esmane töötlemine, näiteks kogudes neid mällu, keskmistamisel, analoog-digitaalse konversiooniga sobivale koodile. Nagu mõõdetud parameetrid jälgimiseks, näiteks keskkonda, kasutatakse erinevaid parameetreid, nagu temperatuur, rõhk, niiskus, valgustus, suits, vibratsioonitase jne.
Alternatiivselt marsruudi valik marsruudi tabeli genereerimisel ja / või uuendamisel tehakse vastavalt nende kriteeriumide kombinatsioonidele, näiteks marsruudi pikkuse marsruudi pikkuse, mille kaudu on vaja sihtkohta sõlmida; ribalaiuse sidekanal; ennustanud täieliku ülekandeaega; Kommunikatsioonikanali maksumus; Sõlmitud jääknergia kogus sõlmele.
Teise võimalusena uuendatakse seda meetodil, et uuendada iga sõlme või kogu T SYS-süsteemi iga sõlme või eluea eluaegseid väärtusi vastavalt nimetatud kriteeriumide kombinatsioonile allika sõlme sõnumi saatmisel tehtud kriteeriumide kombinatsioonile Sihtkoha sõlme või kui ühenduspaus tuvastatakse sõlmede vahel.
Teise võimalusena pärast marsruudi tabeli ehitamist rakendatakse pakendi saatmisel optimaalsete viiside (marsruudi) pakendi ülekandefunktsiooni, kusjuures iga võrgu sõlme paneb järgmise sõlme aadressi pakettajalga juhtseadmele ülekandekandjale (\\ t Maci tase).
Süsteem jaotatud liikluse tasakaalustamise jaotatud puutevõrgus põhineb marsruudi algoritmi lähte sõlme sihtkoha sõlme jaotatud puutevõrgus vastavalt kavandatavale meetodile, mis sisaldab loovutamise sõlme ühendatud traadita side kanali allika sõlme, mis on puutetundlik moodul, kus transiiver on paigutatud, füüsiliste parameetrite andur, mikrokontroller töötlemiseks ja juhtimiseks ning autonoomseks allikaks nende toiteallikas ning sihtsõlme sisaldab transiiveri, saadud teabe ja töötlemisvahendite kogunemisvahend ja kuvatakse sai teavet sensoorsete moodulite ehitada mudel objekti või ruumi.
Alternatiivselt touch mooduleid saab jagada rühmadeks ja iga rühm on seotud sõlme loovutamisega traadita side kaudu läbi selle transiiver. Keskkonna- või tööstusparameetrite jälgimine reaalajas viiakse läbi punktis antud piirkonnas, kus nimetatud allikate sõlmede esimene alamhulk esineb seirefunktsioone ja allikate sõlme teine \u200b\u200balamhulk täidab ainult andmete edastamise funktsioone Paketid mõõdetud füüsiliste parameetritega, mis on saadud allikate sõlmede esimesest alamhulgast.
Need ja muud disaini ja funktsionaalsed omadused ning kavandatud leiutise eelised ilmnevad selle valikute üksikasjalikust kirjeldusest, mis tuleb lugeda koos joonisega.
Jooniste lühikirjeldus
Joonisel fig 1 on kujutatud tuntud meetodite klassifikatsiooni puutetundliku võrgustiku energiasäästu säästmise.
Joonisel fig 2 on kujutatud puudutuse võrgu ehitamise algoritmi.
Joonis fig 3 näitab sensoorset võrku graafiku g (N, M).
Joonisel fig 4 on kujutatud marsruutide määramise võimalusi.
Leiutise üksikasjalik kirjeldus
Algoritmi pakutakse välja, millal automatiseeritud kogumise ja andmeedastus tehnoloogia põhineb kavandatava RCC kaudu (autonoomsete juhtmevabade isereguleerivate mobiilseadmete võrgustik) ühe punkti jaoks uuringu või ruumi mudeli ehitamiseks. Seda mudelit saab kasutada peamiselt keskkonna- või tööstusparameetrite jälgimise võrgustike ehitamiseks reaalajas, jälgides riigi elutsükli ja ehitiste projekteerimine ja ehitamisel puhkealad ja sanitaar-ehitusrajatised, samuti teistes valdkondades Autotööstus, raudteetransport, teedeehitus, meditsiin.
Kavandatud leiutis võimaldab oluliselt parandada funktsionaalsust, usaldusväärsust ja vähendada selliste seiresüsteemide kasutamise kulud. Kulude vähendamine on lahutamatult seotud osade konstruktiivse, funktsionaalse ja tarkvara ühendamisega, millest süsteem on ehitatud, mis hõlmab põhjalikku analüüsi nõuete põhjalikku analüüsi ja uurimistööd universaalse tarkvara ja riistvara platvormi loomiseks keskkonnaseisundi loomiseks Wireless Puutevõrgu tehnoloogial põhinevad seiresüsteemid. Selleks uuritakse erinevaid parameetreid: temperatuur, rõhk, õhuniiskus, valgustus, suits, vibratsioon, mis on kogutud eneseorganismide võrgustikega. RCC koosneb lõppseadmetest, vahepealsetest ruuteritest, võrgukoordinaatorist ja spetsiaalsest andmete kogumispunkti, mõnikord nimetatakse sellist punkti võrgu lüüsi, see aitab muuta raadiojaamast andmeid optilistel või vasktraatidel korraldatavale võrgule - Ethernet . Füüsiliste parameetrite kogumise andurid on lisatud võrgu sõlmede lõppseadmetega, mis on ehitatud ühe struktuuriga võrgukoordinaatori kaudu, näiteks Zigbee protokolli abil. See võimaldab teil kasutada lühikese aja jooksul võrgu jälgimist minimaalse kulu ja piisavalt suure töökindlusega.
Iga RCC sõlme on varustatud autonoomne toiteallikaga, mis võimaldab neid installida raskesti ligipääsetavates kohtades, et eemaldada nõutavad näidud minimaalsete tööjõukuludega. Pavandatava leiutise tunnusjoon on luua ainulaadne skaleeritav tarkvara ja riistvara, mis koosneb nõutavast moodulitest, mis võimaldavad teil juhtida seadmeid maksimaalse võimaliku tööaja jaoks ja samal ajal moodustavad ruumilise heterogeense söötme usaldusväärse mudeli automaatrežiimis. Seadmete vaheline suhe esineb raadiokanalites erinevates sidestandardites, sealhulgas Zigbee protokolli kohaselt litsentseerimata sagedusvahemikus või mobiilse digitaalse raadiovõrgu kaudu. Töötlemiseks kogutud andmed võimaldavad kasutada sellist süsteemi, et ehitada uuringukeskkonna / ruumi ökoloogiline 3D mudel või uuringu objekt, vähendades oluliselt teabe ja rahavarude töötlemise ja vastuvõtmise nõutava aja summat. Sisuliselt kavandatava algoritmi nimetatakse kahe redeli loogika on kontrollida RCC elemente, mis võimaldab teil tasakaalustada koormust võrgu sõlmede nii, et edastatud andmed läheb lähima võrgu sõlme ei ole juhuslikult, kuid Üks, mis on praeguse aja jooksul kõrgeim energiareserv. RSS-toimimise kasutatud algoritm võimaldab teil muuta võrku sõlmede koormust nii, et kogu võrk jääb kõige pikema aja jooksul.
RCC kasutamine võib tagada nii tehnoloogilise ja majandusliku aspekti märkimisväärse eelise enne traditsiooniliste andmete kogumise ja andmetöötlussüsteeme. RCC kasutamise kaudu saavutatud digitaalse telemeetria kogumise ja töötlemise peamine suurenemine võimaldab teil olla agressiivselt rakendatud turule ja lähevad uue põlvkonna tehnoloogilistele lahendustele, muutudes seeläbi võimalikuks ja kergesti rakendatav Uute automatiseeritud süsteemide tegelik reaalajas põhineb pilvetehnoloogiatel. Kuna tehnoloogia areneb, peaks olema ühendatud kohalike seirevõrkude üleminek suuremahuliste seiresüsteemide, vaatluse ja prognooside põhjal traadita RCC-s.
Joonisel fig 2 on kujutatud näide marsruudi ja anduri võrgu ehitamise näide uuringu põhjal. RCC koosneb mitmesugustest odavatest, autonoomsest, multifunktsionaalsetest sõlmedest, mis on seirepiirkonnas. Iga sõlme koosneb plokkide komplektist, näiteks andur, mida kasutatakse keskkonna andmete vastuvõtmiseks, andmete vastuvõtmise üksusest, mikrokontrollerit signaalide töötlemiseks ja juhtimiseks ja väikese suurusega energiaallikaks. Protsessor toiteallikaks on piiratud energia autonoomne aku, mis toob kaasa oluliste energiatarbimise piiranguteni. Sensoorsete sõlmede hoidmine, näiteks eraldiseisvara aku, nõuavad märkimisväärseid kulusid, eriti kui sõlmed asuvad raskesti ligipääsetavates kohtades, nii et enamik sensoorseid võrgustikke on hooldusvabad ja töötavad kuni aku ammendumiseni.
Marsruudi algoritm võimaldab teil ehitada marsruudi taotluste ja vastuste alusel. Koordinaator Network 1 saadab hello ringhäälingu päringu ja saab vastuseid ruuter (ruuter) 2. Iga ruuter saadab ka ringhäälingupäringu ja saab vastuseid külgnevate seadmetega, see võib olla teiste ruuterite või lõppseadmetega 3. põhineb vastuvõetud vastuste (signaal Tugevus, reageerimisaeg ja muud parameetrid) Koordinaator ehitab iga ruuteri marsruudi tabeli. Seejärel viiakse marsruudi valik standard algoritmis, määrates kaaluklaasi minimaalse koguväärtusega.
Reeglina on sensoorsed sõlmed varustatud ühe tüüpi seadmetega, millel on konkreetne funktsioone. Pärast paigaldamist töötamise ajal peavad puutetundlikud sõlmed korraldavad sidevõrgus, kus iga sõlme kasutab ainult neid ülesandeid, mis on vajalikud ülesande lahendamiseks vajalikud funktsioonid. Marsruutimine toimub ka automaatrežiimis. Lisaks esmase marsruutimise jaoks on endiselt regulaarne võrgu taastamine, sest seadmed võivad kommunikatsioonikanali kaotada või väliste või sisemiste teguritega seotud põhjustel kaotada.
Iga anduri sõlme toimimine on suunatud söötme erinevate parameetrite mõõtmisele, nagu temperatuur, rõhk, valgustus, niiskus, suits, vibratsioonitase jne. Sellised mitmesugused parameetrid toovad kaasa erinevaid rakendusi, näiteks andmete kogumise ja keskkonnaseire; Mitmesuguste tootmisrajatiste jälgimine, mis on paigutatud nii eraldi hoonesse kui ka suurtes piirkondades, nafta- ja gaasitööstuse rajatistes, transpordirajatistes, sõjalistes rakendustes jne. Sensoorsed võrgustikud täidavad erinevaid ülesandeid, mida saab ligikaudu jagada kahte kategooriasse. Esimene ülesannete kategooria on seotud väga harva sündmuste avastamisega, kuid nõuavad kohest hoiatust ja / või asukoha tuvastamist. Teine kategooria (seire) hõlmab igasuguse väärtuse pideva mõõtmise probleeme pikka aega. Siin võib viivitus aeg olla võrdne mõõdetud parameetri iseloomuliku ajaga. Järelevalvet saab läbi viia igas piirkonnas, punktimõõde põhjal, peamine osa sõlmede roll mängib saatjate rolli ja ainult väike osa sõlmedest otse monitorid.
Marsruudi algoritmi tehakse ettepanek jaotatud anduri võrguliikluse tasakaalustamisega. Selleks võib hajutatud sensoorset võrku olla esindatud g (N, M) N sõlmede ja kahjudega, mis kujutab endast olemasolevate sõlmede komplekti ja võimalike sidemete kogumit, nagu on näidatud joonisel fig 3. Iga I-th sõlme esialgu on varu e I. Iga nägu IJ on kaalu / hind E IJ, mis vastab energiale edastada ühe andmepaketi sõlme I.. Arvatakse, et on olemas marsruute ja teave genereeritakse Q-C-s ja edastatakse Kanali C kaudu kiirusega Q c.
Iga sõlme aeg t i on võrdne sellises süsteemis
Kasutatud algoritmi kohaselt määrab marsruudi tabel iga sõlme koordinaator. Sõnum on rivistatud. Järgnev on analüüs võimalike valikute marsruutide vastavalt kõige optimaalsete kokkuvõte vektorid, mis arvutatakse marsruudi tabelis. Seega eesmärk on säästa kogu võrgu kogu energia, et edastada ühe paketi. See on efektiivne andmeedastusvõrkude puhul, kui võrgu eluiga määratakse aja jooksul, mil võrk on võimeline sõnumeid edastama.
Networksis, kus iga sõlme rakendatakse samaaegselt kahe funktsiooni rakendamisel: mõnede sõnumite väärtuse mõõtmine ja edastamine, see tähendab, et sensoorne võrgustik teostab füüsilise koguse jälgimise funktsiooni teatud piirkonnas, iga sõlme väärtus on täielikkuse jaoks oluline.
Seejärel määravad kogu süsteemi t sy elu aeg:
Ülesanne maksimeerimise elu jooksul näeb välja: maksimeerida T sys ja saavutada maksimaalne elu kogu süsteemi, on vaja jaotada marsruute edastatud teabe. Sisuliselt kavandatud meetodi marsruudi liikluse tasakaalustamine RCC on see, et valikuvõrgu valikuvõrgu võrgu põhineb kasutamisel kõige vähem kulusid iga sõlme, mis võib kaasata andmeedastuse. Teisisõnu, kõige kallimad hüppab (transiidiosad või üleminek võrgule kahe võrgu sõlme vahel, kus liiklus edastatakse) andmete paketi liikumise võimalikest valikutest; välistab kogu mõõtevõrgu kokkuvarisemise Asjaolu, et üks sõlme on juba tegelike mõõtmiste täitmise lõpetanud.
Marsruudi valimine (näidatud joonisel fig 4) marsruudi tabeli moodustamisel ja uuendamisel tehakse vastavalt kriteeriumide kombinatsioonidele nagu: marsruudi pikkus, mida mõõdetakse ruuterite arvuga, mille kaudu on vaja sihtkoht; ribalaiuse sidekanal; prognoositav kogu tarneaeg; Kommunikatsioonikanali maksumus; Sõlmitud jääknergia kogus sõlmele.
Pärast marsruudi tabeli ehitamist pakettide ülekandefunktsiooni optimaalsel viisil rakendab algoritm, mis pakendi saatmisel ruuteri kaudu paneb iga kohaliku võrgu sõlme järgmise saaja aadressi mac-tasemel paketi päises. Seega, ülaltoodud näites joonisel fig 3, mis põhineb vähemalt kogukuludest (kaal / hinnad) sõlmedest (joonis 4), valitakse marsruut 1, kaalu / hinnakulud - 9 miinimumväärtusena. Seega juhib liikluse üleminek marsruudi 1 sõlmedes varakult aega kuni sõlme 4 täieliku energia ammendumiseni, mis ei suuda nende sõlmede ehitada ja välistavad võimaluse koguda parameetreid soovitud uurimispunktides.
Siiski, kui kasutate kavandatava jaotatud algoritmi liikluse tasakaalustamiseks kaalu koefitsientide, valitakse marsruudi 2, mis võimaldab puutevõrgul olla tellimuse pikemaks. See on võimalik tingitud asjaolust, et kõikide sõlmede koormus kavandatava algoritmi puhul jagatakse rohkem stsenaariumi vastavalt kõigile võrgu sõlmedele.
Kavandatud leiutist saab rakendada erinevate funktsionaalsete ja / või riistvara, tarkvara, eriotstarbeliste protsessorite ja / või nende kombinatsioonide abil. Eelistatavalt rakendatakse leiutist riistvara ja tarkvara kombinatsioonina. Tarkvara rakendatakse eelistatult rakendusprogrammina, mis on sisuliselt rakendatud ladustamis- / lugemisseadmes. Rakendusprogrammi saab laadida või pakkuda arvutit, mis sisaldab mis tahes arhitektuuri ja rakendatakse riistvaraga arvutitöötlusplatvormil: üks või mitu keskset töötlejat, operatiivladustamisseadet ja i / o liideseid. Leiutise erinevad teostused esitatakse ainult mõistmiseks ja näiteks ning ei tohiks piirduda nende näidetega.
1. jaotatud liikluse tasakaalustamise meetod põhineb marsruudi algoritmi allika sõlmest jaotatud puutevõrgu sihtnõllist, \\ t
sellisel juhul on hajutatud sensoorne võrgustik esindatud graafiku g (N, M), mis iseloomustab nimetatud sõlmede ja ühenduste komplekti, kus n võrgu sõlmede ja m seisab, on kättesaadavad marsruutidele ja teave on genereeritud QC-s ja edastatakse kommunikatsioonikanali kaudu QC-kiirusega ja I-Th sõlme on aktsia EI ja iga nägu IJ on kaalu / hind e IJ, mis vastab energiale edastada ühe andmepaketi sõlme I kuni J,
samal ajal on iga sõlme eluaegne t i 
marsruudi tabel on määratletud iga sõlme ja sõnumite edastamise vektor on seatud,
võimalike marsruutide analüüs kõige optimaalsemate vektorite järgi, mis arvutatakse marsruudi tabelis, määratakse kindlaks kogu võrgu t sy-i eluiga. 
samal ajal on eluea maksimeerimine määratletud kui maksimeerida t sys ja kogu võrgu maksimaalse eluea saavutamiseks jaotatakse edastatud teabe marsruudid ja võrgustiku valikuvõrgus põhineb võrgu kasutamisel Vähim kulukas käik iga sõlme ja marsruudi ehitamisel on kõige kallim välistatud.
2. Meetod vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et vähemalt ühes allika sõlme asub autonoomse toiteallikaga andur, mis täidab füüsiliste parameetrite mõõtmist ja jälgimist teatud piirkonnas ja mõõdetud füüsiliste parameetritega andmete edastamisega vähemalt Üks sihtkoha sõlme.
3. Meetod vastavalt nõudluspunktile 2, mis erineb selle poolest, et andureid kasutatakse keskkonnaseire füüsiliste parameetrite mõõtmise anduritena, mis põhinevad järgmiste parameetrite kontrollimisel: temperatuur, rõhk, niiskus, valgustus, suits, vibratsioonitase.
4. Meetod vastavalt nõudluspunktile 3, mis erineb selle poolest, et vähemalt ühel allika sõlme teostab nimetatud anduritest saadud füüsiliste parameetrite esmast töötlemist, näiteks akumulatsiooni, keskmistamise, analoog-digitaalse konversiooniga.
5. Meetod vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et puutevõrgu sõlmede vaheline ühendus viiakse läbi Zigbee protokolli abil või litsentseerimata raadiosageduse vahemikus või mobiilse digitaalse raadiovõrgu või mõne muu traadita sideprotokolli abil.
6. Meetod vastavalt punktile 1, mis erineb selle poolest, et sidekanal allika sõlme ja sihtkoha sõlme vahel sisaldab ruuteri, mis suhtleb nende sõlmedega.
7. Meetod vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et marsruudi valik marsruudi tabeli genereerimisel ja / või uuendamisel tehakse vastavalt sellistele kriteeriumide kombinatsioonidele nagu marsruudi pikkus, mõõdetuna ruuterite arvu järgi Milline on vaja minna sihtkoha sõlme, kommunikatsioonikanali ribalaiusesse, prognoositava kogu ülekandeaega, sõlme jääknergia koguse, sidekanali maksumuse.
8. Meetod vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et pärast marsruudi tabeli ehitamist rakendatakse paketi saatmise paketi ülekandefunktsiooni paketi saatmisel, kus iga võrgu sõlme pakkide päises on juurdepääsukontrollisüsteemi (Mac tase) järgmise sõlme aadress.
9. Meetod vastavalt ükskõik millisele punktile 1, 6, 7, mis erineb selle poolest, et meetod hõlmab lisaks ajakohastamise etapp iga sõlme eluajaliste väärtuste uuendamise etapp või kogu T SYS-süsteemi eluiga vastavalt Eespool nimetatud kriteeriumide kombinatsiooniga, mis viidi läbi allika sõlme sõnumi saatmisel sihtkoha sõlmele või kui ühendus puruneb sõlmede vahel.
10. Jaotatud liikluse tasakaalustava süsteemi traadita puutumisvõrgus füüsiliste parameetrite jälgimiseks vastavalt ükskõik millisele punktile 1 kuni 9 vastava meetodiga, mis sisaldab mitmeid allika sõlmede ühendamist ja sihtkoha sõlme, mis on ühendatud vähemalt ühe allikaga sõlme, et see on puutetundlik moodul, kus transiiver on paigutatud, füüsilise parameetri andur, mikrokontroller töötlemiseks ja juhtimiseks ja autonoomseks toiteallikaks jagunevad sensoorsed moodulid rühmadeks ja iga rühm on seotud selle transiiveriga sihtkoha sõlmega, \\ t ja sihtkoha sõlme sisaldab transiiveri, teabe kogumise ja töötlemise vahendeid ja sensoorsete moodulite teabe kuvamist, et ehitada objekti mudel uuring või ruumi.
11. Süsteem vastavalt nõudluspunktile 10, mis erineb selle poolest, et seire viiakse läbi punktis antud piirkonnas, kus vähemalt üks mainitud allikate sõlmede alamhulk teostab seire funktsioone oma füüsiliste parameetrite andurite ja teise allika alamhulga jälgimise funktsioone Sõlmed teostab läbi oma transiiverid ainult vastuvõtva ja edastamise funktsioone andmepakettide mõõdetud füüsiliste parameetrite saadud mainitud alamhulgas allika sõlmede.
Sarnased patendid:
Leiutis käsitleb traadita sidetehnoloogiat ja seda saab kasutada rakkude laiendatud müra koordineerimiseks. Tehniline tulemus - tagada kasutajate seadmete võimalus tuvastada kaitsealuste ressursside vähendatud häirete naaberrakkude sekkumine.
Leiutis käsitleb traadita side ja see on ette nähtud selleks, et tagada suhtelise sätte ja absoluutse sätte signaali suhtelise sätte ja absoluutse sätte vaheliste suhete alusel töödelda.
Leiutis käsitleb raadioside. Tehniline tulemus seisneb kanali riigiga seotud teabe aruandes suvalise sageduse ribalaiusega seotud teabe aruande aruandes mitmest sageduse ribalaiusest ja suurendades ribalaiust.
Leiutis käsitleb traadita side ja seda saab kasutada riistvara müra määramiseks. Tehniline tulemus on parandada riistvara müra väärtuste määramise täpsust, mis tagab, et probleemi probleem on see, et fikseeritud mõõtmise tulemused on tööriistade müra muutuste tõttu ebatäpsed temperatuurimuutuste muutuste tõttu.
Leiutis käsitleb traadita side. Tehniline tulemus on pakkuda mitmeid vastupidise ülekande täpsuse, paindliku konfiguratsiooni vastupidise ülekandega mitmesuguste täpsusega vastavalt konkreetsetele vajadustele ja tõhusale kasutamisele tagasitõmbetandmete andmed.
Leiutis käsitleb traadita side süsteemi ja on ette nähtud vähendada tõenäosust häirete vahel, mis vastavad erinevate koodi sõnade ojadele ja parandades kanali hindamise täpsust.
Leiutis käsitleb traadita süsteeme. Tehniline tulemus on parandada Harq-ACK-vastuvõtmise usaldusväärsust Kui seda kodeeritakse, kasutades plokk koodi, kui see kodeeritakse kordumiskoodi abil.
Leiutis käsitleb mobiilsidet. Tehniline tulemus on kindlaksmääratud piirkonnas esinevate pöörduspunktide (femorakkude) tuvastamine (antud makrorakkude katvuse piirkond). Sama identifikaatorite loovutamisest tulenevad konfliktid on lubatud konflikti avastamise meetodite abil ja unikaalsete identifikaatorite kasutamine nende sõlmede jaoks. Mõnes aspektis võivad pöörduspunkt ja / või juurdepääsuterminal toimida konfliktide avastamise ja / või ainulaadse identifikaatoriga seotud toiminguid konflikti lahendamiseks. 4N. ja 29 s. p. Frach, 23 üül.
Leiutis käsitleb mobiilsidet. Tehniline tulemus on pakkuda käitleja vahendaja vahelise kanali vahetamise domeenide ja vahetamise paketid. Leiutis on mõeldud selleks, et avastada sündmuse aktiveerimise funktsiooni funktsiooni toetamise järjepidevuse järjepidevuse toetamiseks ühe raadioliidesega, mis näitab pakettamismehhanismi ja kanali vahetamise domeeni (4a) vahel kasutajavarustuse üleandmise; Raadiosignaalsete raadiokanalite toimimise peatamine vastavalt raadiovõrgu serveerimisvajaduse (4b) serveerimisvajaduse liikumise korrale; Peatatud signalisatsiooniraadiokanalite (4C) lähtestamiseks ja peatatud signalisatsiooni raadiokanalite töö jätkamiseks domeenis, kus operatsiooni hooldus edastatakse, samas kui uuendamise protseduur hõlmab domeeni juhtitasandi raadiokanalite kaitset, \\ t Mis edastatakse teenusele, kasutades sama muundatud kaitseklahvi, mida kasutatakse raadio juurdepääsu kanalite krüpteerimiseks kasutaja lennukile domeenis, kus hooldus (4D) edastatakse. 4N. ja 12 s. p. F-valed 4..
Leiutis käsitleb meetodit ja seadet kommunikatsioonisüsteemis, eelkõige selleks, et tagada vastupidine transiidi edastamine universaalse maapealse juurdepääsu (e-utrani) parema võrgustikuga. Tehniline tulemus on kõrvaldada või vähendada häireid, mis tekivad siis, kui ise transiidi edastamise kommunikatsiooniliin doonori täiustatud sõlme B (ENB) ja releeõlme (RN) ja raadiosaallikate vahelise raadiosaallikate vahel tegutsevad ühes sageduses spektri. See tehniline tulemus saavutatakse asjaoluga, et vähemalt üks katkestus ülalmainitud püügivahendites RN-i allalülimiseks vähemalt ühe mobiilterminalisse (UE); Edastusi doonor ENB-lt mainitud, vähemalt ühe katkestuse eest, samas kui nimetatud ülekanded viiakse läbi kattuvate sagedusribade ja samal ajal öeldes, vähemalt üks katkestus luuakse multicast / ringhäälinguliini alamraami formaadis -Freches Network (MBSFN- sub). 4N. ja 23 z.p. F-valed, 11 üül.
Leiutis käsitleb mobiilsidet. Tehniline tulemus on tagada koormuse joondamine pöörduspunktides. Mobiilne pöörduspunkti ühendatud ühendatud mobiilsidepunktide ühendatud arvust, kes võtab esimesest kasutusseadmest, et taotleda katset ühendil, mis ületab esimese ettemääratud künnise ribalaiuse selle pöörduspunkti. Mobiilsidevõrgu pöörduspunkt valib ühe eelnevalt ühendatud seadme seadmete ja vastava ühe ühendatud ühendatud ühendatud ühendatud rakulise pöörduspunkti. Mobiilne pöörduspunkt algatab valitud ühe eelnevalt ühendatud kasutaja seadme käitja vastava ühendatud mobiiltelefoni pöörduspunkti ja loob ühenduse esimese kasutajaseadmega ühenduse. 14 z.p. F-valed, 7 üül.
Leiutis käsitleb eelkõige kommunikatsioonisüsteeme, eelkõige andmete edastamiseks fikseeritud pikkusega või muutuva pikkusega andmete suuruse edastamiseks. Tehniline tulemus seisneb andmete voolu kontrolli parandamisel. Määratud tehniline tulemus saavutatakse asjaoluga, et mobiilse andmeedastuse süsteem sisaldab juhtimisseadet ja tugijaama seadet. Andmete edastamine juhtseadme ja tugijaama seadme vahel viiakse läbi fikseeritud pikkuse andmete suuruse ja muutuva pikkuse andmete suuruse abil ja raadio link seadistamise taotlus, mis algatab paigaldusprotseduuri, edastatakse tugijaamale, \\ t mis algatab raadiojaama paigaldusprotseduuri, samas kui määratud sõnum sisaldab teavet protokolli andmemooduli suuruse kohta radu juhtimise tasemel (RLC PDU); Ja protseduuri tühistage, kui raadio link seadistussõnumi sõnum ei sisalda maksimaalset teavet. Pühendatud alandajate juurdepääsu kontrollisüsteem (MAC-D) PDU suurus laiendatud ja suuruse vormindamine näitab, et PDU RLC andmesuurus on muutuva pikkusega. 7 n. ja 17 ZP F-valed, 13 üül.
Leiutis käsitleb traadita sidetehnoloogiat ja seda saab kasutada aja sünkroonimiseks. Süsteemi sõlmes rakendatud meetod, teabe vahetamine tugijaamade rühmaga, millest igaüks sisaldab sobivaid siseaegu, on pakkuda igale tugijaamadele aega ja saaksid sellise teabe saamise kohta võrdlussüsteemi moodustamisel Aeg põhineb vähemalt teabe ajast ja ühe tugijaamade kohta, mis vastavad sisemisele kellale, mille sisemine kella ei ole sünkroniseeritud välise võrdlusperioodi skaalal, selle tugijaama sisemise kellade sünkroniseerimiseks võrdlussüsteemi ajaga. Tehniline tulemus - põhiajaamade aja sünkroonimine, mis ei saa globaalse navigatsioonisüsteemi signaali. 5 n ja 40 z.p. F-LS, 4 IL.
Leiutis käsitleb traadita side. Tehniline tulemus on ühendite jätkusuutlikkuse tagamine ja aku laengu salvestamine kandjate seondumise kasutamisel. Käesoleva leiutise mobiiljaam UE on mobiiljaam, mis suhtleb põhilise raadiojaamaga, kasutades kahte või enamat kandjat, sealhulgas esimest kandjat ja teist kandjat ning määratud mobiiljaam sisaldab esimest kommunikatsioonimoodulit, mis on konfigureeritud suhtlema esimesel vedajal ja mõõtmismooduli teine \u200b\u200bkandja, mis on tehtud teise kandja mõõtmise võimalusega; Samal ajal on esimene kommunikatsioonimoodul konfigureeritud, kui mõõtevahend on seatud teise kandja mõõtmiseks esimesel kandja suhtlemisel, ilma et teine \u200b\u200bkandja aktiveeritakse, ja keeldub suhtlemisest Esimene vedaja määratud mõõtepiirkonnas, kui teine \u200b\u200bkandja ei ole aktiveeritud. 5 n ja 7 ZP F-valed, 16 üül.
Leiutis käsitleb raadioside valdkonnas. Tehniline tulemus on juhtimisüksuse lihtne ja tõhus raadioteabe võrgustiku võrgus raadioside kvaliteedi kohta. Kasutusseade, mis on töörežiimid, mis on vähemalt ühendatud režiimis (Conn) ja ooterežiim (tühikäigul), mis sisaldab mõõtemoodulit, mis on konfigureeritud mõõta raadioside kvaliteeti ootere¾iimis vastavalt mõõtmise seadistuse kohta , Et kasutaja seade on konfigureeritud eelnevalt sõnumi mõõdetud raadiokvaliteedi väärtuse tugijaamas, salvestusmoodul konfigureeritud salvestada teavet mõõtmise ülesande ja mõõdetud raadiokvaliteedi väärtuse mõõtemooduli ja edastusmooduli konfigureeritud ette nähtud juhul, kui eelnevalt kindlaksmääratud seisund on rahuloleva sõnum (salvestusseisund), mis näitab indikaatorit, mis näitab mõõdetud raadiokvaliteedi väärtuse olemasolu tugijaamale ühendatud režiimis ja vastuseks tugijaama päringule, the Sõnumi signaali edastamine, mis sisaldab mõõdetud raadiokvaliteedi väärtust. 2N. ja 6 ZP F-valed, 12 üül.
Leiutis käsitleb automatiseeritud seiresüsteemide traadita sensoorseid võrgustikke. Tehniline tulemus on tagada tõhusam marsruutimine, võrgu eluea pikendamine ja töökindluse parandamine. Jaotatud liikluse tasakaalustamise meetod ja süsteem traadita puutumisvõrgus, mis põhineb allika sõlme marsruudi algoritmi marsruudi algoritmi põhjal, kus traadita sensoorne võrgustik on esindatud graafiku g, kus n võrgu sõlmede ja m seisab, seal on olemas. K-marsruute ja teave genereeritakse QC-kiirusega ja edastatakse QC-kiirusega C-kanali C-ga ja I-Th sõlme on EI energiavaru ja iga nägu IJ-l on EIJ-i eeskujuga, mis vastab energiale Saada ühe andmepaketi sõlme I-st \u200b\u200bJ-le ja iga sõlme TI eluiga on määratletud kui. Iga sõlme määrab marsruudi tabeli ja sõnumite ülekandevektorit on seatud, seda analüüsitakse marsruudi valikute abil kõige optimaalsemate kokkuvõtete vektorite jaoks, mis arvutatakse marsruudi tabelis. Selleks määratakse kogu võrgu TSYSSMINIINI TI eluiga. Eluaegse eluea maksimeerimine on määratletud kui maksimeerida TSYS ja saavutada kogu võrgu maksimaalne eluaeg, marsruudid jaotatakse, kus võrgu valikuvõrk põhineb iga sõlme kõige odavamate kulukate ülekannete kasutamisel ja kõige kallim on välistatud. 2N. ja 9 zp. F-LS, 4 IL.
Traadita sensoorsed võrgustikud on viimasel ajal saanud suure arengu. Sellised võrgud koosnevad paljudest miniatuurne sõlmedest, mis on varustatud madala võimsusega vastuvõtva saatjaga, mikroprotsessori ja anduriga, võivad siduda globaalsete arvutivõrkude ja füüsilise maailmaga. Traadita sensoorsete võrkude mõiste meelitab paljude teadlaste, uurimisinstituutide ja äriorganisatsioonide tähelepanu, mis andsid selle teema jaoks suure teadusliku töö voogu. Suur huvi selliste süsteemide õppimise vastu on tingitud sensoorsete võrkude laia valikust. Eelkõige saab traadita sensoorseid võrgustikke kasutada seadmete rikke prognoosimiseks kosmosetööstuse süsteemides ja hoonete automatiseerimises. Oma võimekuse tõttu iseorganiseadme, autonoomia ja kõrge rikke tolerantsusega kasutatakse selliseid võrgustikke aktiivselt turvasüsteemides ja sõjalistes rakendustes. Traadita sensoorsete võrgustike edukas kasutamine tervise jälgimise meditsiinis on seotud integreeritud anduri sõlmedega ühilduvate bioloogiliste andurite arendamisega. Kuid traadita sensoorsete võrkude suurim jaotus saadi keskkonnaseire ja elusolendite valdkonnas.
Sensoorsete võrkude selge standardimise puudumise tõttu on mitmeid erinevaid platvorme. Kõik platvormid vastavad põhiliste põhinõuetele puutevõrkudele: väike energiatarbimine, pikk töö, madala võimsusega vastuvõtva saatjad ja andurid. Micaz, telosb, Intel Mote 2 võib seostada peamiste platvormidega.
Michaz.
Kõige tavalisem 3 aastat tagasi oli CC2420 kiibistiku kasutamine madala võimsusega vastuvõtva saatjana.
Sensoorsete võrgustike tarkvara valdkonnas ei ole standardeid. Seal on mitusada erinevat andmetöötlusprotokolli, samuti sõlme juhtimissüsteeme. Kõige tavalisem operatsioonisüsteem on avatud lähtekoodiga süsteem - Tinyos (Olles Stanfordsti ülikoolis, kohtus isiklikult ühe arendajaga). Paljud arendajad (eriti kaubandussüsteemidega seotud) kirjutavad oma juhtimissüsteemi sageli Java keeles.
Tinyose operatsioonisüsteemi juhtiva sõlme juhtimisprogramm on kirjutatud Nesc keeles.
Tuleb märkida, et seadmete kõrge maksumuse tõttu ja puutevõrkude seadete keerukus, mis on saadud mitmesuguseid modelleerimissüsteeme laia jaotamise, eriti TOSSIM-süsteemiga, mis on spetsiaalselt ette nähtud Tinyose sõlmede toimimise simuleerimiseks.
Ma töötasin sensoorsete võrkudega 6 aastat ja võivad nende tehnoloogiate kohta palju öelda. Kui HubSom kogukond on huvitav ja mul on võimalus, kirjutan hea meelega selle teema artiklite seeria. Ma võin mõjutada selliseid asju nagu: reaalne töö TMotesky platvormiga, programmeerimisfunktsioonid Tinyose süsteemi jaoks NEC-keeles, mis on saadud meie laboris olevad esialgsed uurimistulemused, Stanfordi ülikoolis Stanfordi ülikoolis muljed.
Tänan teid kõiki teie tähelepanu eest, ma hea meelega vastata teie küsimustele.
