Sensor tarmog'ining asosiy arxitekturasi

|
Sensor tarmog'ining asosiy arxitekturasi
|
bet | 2/4 | Sana | 24.12.2023 | Hajmi | 451,53 Kb. | | #127814 |
Bog'liq 6-mavzu
Sensor tarmoqlarini standartlashtirishda ko'plab xalqaro tashkilotlar ishtirok etadilar, jumladan ISO, IEC, ITU-T, IEEE va boshqalar 1) sensor tarmog'ining asosiy arxitekturasini va uning asosiy interfeyslarini aniqladilar (6.3-rasm).
Rasmdan ko'rinib turibdiki, sensor tugunlari quyidagilardan iborat:
apparat;
asosiy dasturiy ta'minot;
amaliy dasturiy ta'minot.
Arxitektura to'rtta asosiy interfeysni belgilaydi:
Sensor tugunining asosiy va amaliy dasturiy ta'minoti o'rtasidagi interfeys.
Sensor tugunining asosiy dasturiy ta'minoti va apparat vositalari (datchiklar, aktuatorlar va/yoki aloqa tugunlari va boshqalar) o'rtasidagi interfeys.
Sensor tarmog'idagi tugunlar orasidagi simsiz yoki simli interfeyslar.
Sensor tarmog'i va tashqi muhit (xizmat ko'rsatuvchilar, foydalanuvchilar) o'rtasidagi interfeys.
– rasm Sensor tarmog'ining asosiy elementlari va interfeyslari.
WSNlar ma'lum bir radiochastota diapazonida ishlaydigan sensorlar, aktuatorlar va qabul qiluvchilar (uzatuvchilar) bilan jihozlangan miniatyura hisoblash qurilmalaridan iborat. Bunday SSN tuguniga sensorli tugun yoki oddiygina sensor deyiladi . Sensor majmuasi elektron plata bo'lib, odatda bir kub dyuymdan oshmaydi. Doskada protsessor, flesh va operativ xotira, raqamli-soliq va analog-raqamli konvertorlar, radiochastota qabul qiluvchi, quvvat manbai, turli sensorlar va aktuatorlar mavjud. Shunday qilib, simsiz tarmoq tugunining uskunasini quyidagi to'rtta quyi tizimga bo'lish mumkin (3.4-rasm):
aloqa quyi tizimi - sensor tarmog'idagi boshqa tugunlar bilan simsiz ulanishni ta'minlaydi va radio qabul qiluvchini o'z ichiga oladi;
hisoblash quyi tizimi - ma'lumotlarni qayta ishlash va tugun funksionalligini ta'minlaydi va protsessor, operatsion SRAM, uchuvchan bo'lmagan EEPROM va flesh- xotira, ADC analog-raqamli konvertor, taymer, kirish / chiqish portlarini o'z ichiga olgan MCU mikrokontrolleridan iborat;
datchikning quyi tizimi - sensorning simsiz tugunining tashqi dunyo bilan ulanishini ta'minlaydi, bu analog va raqamli sensorlar, aktuatorlarni o'z ichiga olishi mumkin;
elektr ta'minoti quyi tizimi - simsiz datchik tugunining barcha elementlarini quvvat bilan ta'minlaydi va energiya ishlab chiqarish va saqlash qurilmalarini, shuningdek kuchlanishni tartibga solishni o'z ichiga oladi.
- rasm Simsiz sensorli tarmoq tugun.
Sensorlar juda xilma-xil bo'lishi mumkin. Boshqalarga qaraganda tez-tez harorat, bosim, namlik, yorug'lik, tebranish, joylashuv sensorlari ishlatiladi, kamroq - magnetoelektrik, kimyoviy (masalan, CO, CO2, fon radiatsiya darajasini o'lchash), tovush va boshqalar. Amaldagi sensorlar to'plami simsiz sensor tarmoqlari tomonidan bajariladigan funktsiyalarga bog'liq.
Sensordan olingan elektr signallari ko'pincha qayta ishlashga tayyor emas, shuning uchun ular motedagi konvertatsiya bosqichidan o'tadi. Misol uchun, signalni ko'pincha uning amplitudasini oshirish uchun kuchaytirish kerak, filtrlar ma'lum chastota diapazonlarida kiruvchi shovqinlarni yo'q qilish uchun ishlatilishi mumkin va hokazo. O'zgartirilgan signal analog-raqamli konvertor (ADC) yordamida raqamli signalga aylantiriladi. Natijada, signal raqamli shaklda olinadi va u protsessorda keyingi ishlov berish va mikrokontroller xotirasida saqlash uchun tayyor bo'ladi. Aktuatorlar mavjud bo'lganda, boshqaruv harakatlarini tarmoq tugunlaridan tashqi muhitga aktuator orqali o'tkazish ham mumkin. Sensor tugun odatda kichik batareyadan quvvatlanadi.
Hajmidan tashqari, WSN tugunlari uchun boshqa qattiq cheklovlar mavjud. Ular kerak:
juda kam energiya iste'mol qiladi;
qisqa masofalarda ko'p sonli tugunlar bilan ishlash;
ishlab chiqarishning past narxiga ega;
avtonom bo'lish va texnik xizmat ko'rsatmasdan ishlash;
muhitga moslashish.
Sensor tugunlarining ko'rinishi rasmda ko'rsatilgan. 6.5.
- rasm Sensor tugunlarining ko'rinishi.
Funktsiyalarni bajarish uchun har bir sensor tuguniga maxsus operatsion tizim (OT) o'rnatilgan. Sensor tugunlari uchun mashhur operatsion tizimga misol sifatida Berkli universitetida ishlab chiqilgan ochiq kodli TinyOS tizimi bo'lib, u cheklangan hisoblash resurslari sharoitida ishlashga mo'ljallangan, real vaqt rejimida hodisalarga asoslangan operatsion tizimdir. Ushbu OT sensorlarga avtomatik ravishda qo'shnilar bilan aloqa o'rnatish va berilgan topologiyaning sensor tarmog'ini yaratish imkonini beradi.
Sensor tugunlari doimiy ravishda o'rnatilishi mumkin, shuningdek, nisbiy harakatchanlikka ega bo'lishi mumkin, ya'ni ular tarmoqning mantiqiy ulanishini buzmasdan ma'lum bir fazoda o'zboshimchalik bilan bir-biriga nisbatan harakatlanishi mumkin. Ikkinchi holda, sensor tarmog'i qat'iy belgilangan doimiy topologiyaga ega emas va uning strukturasi vaqt o'tishi bilan dinamik ravishda o'zgaradi.
|
| |