WSN sımsız sensorlı tarmaqlar

|
WSN sımsız sensorlı tarmaqlar
|
bet | 9/20 | Sana | 18.05.2024 | Hajmi | 231,35 Kb. | | #241381 |
Bog'liq IOT ozbetinshe jumis Saribaeva AWSN sımsız sensorlı tarmaqlar
" WSN" " Wireless Sensor Networks" dep qısqartiriladi hám " sımsız sensorlı tarmaqlar" dep awdarma etiledi. Bul, sensorlar, datchiklar, monıtorlar hám basqa sensorlı qurılmalar arqalı maǵlıwmat alıw, uzatıw hám qabıllaw ushın jaratılǵan tarmaqlar bolıp, olar tikkeley kabellarga baylanıslı emes, yaǵnıy kóshiriw sol arqalı ámelge asıriladı.
WSN lar qızıǵıwshılıqlar, hawa sharayatları, sistemalar monıtoringi, tezirek biykarlaw etiw, aktivlik monıtoringi hám basqa tarawlarda keń qollanıladı. Olardıń bas maqseti, ortalıqtıń kórsetkishlerin (mısalı, temperatura, g'az, namlilik) hám hallardı (mısalı, temperatura, háreket) monıtorıń qılıw bolıp tabıladı. Bul tarmaqlardıń qurılısı ádetde sol tárepten qıyın boladı, sebebi olar ortasha kórsetkishlerdi tabıw, maǵlıwmattı energiya teń salmaqlılıqın basqarıw hám ózlerin uyqas tarmaq tapologiyasiga maslastırıw zárúr. Kóp qıdırıwlar usınıń menen baylanıslı bolsa -de, odan basqa, bir sensorlı qurılmanı jaylastırıw, ortalıq sharayatlarına qaray, tarmaqtı jolǵa qoyıw hám maǵlıwmattı qabıllaw ushın maslastırılıwı kerek.
WSN lar basqarilishi qıyın bolıwı múmkin bolǵan maǵlıwmatlar jol qoyıw hám alıw ushın ene-ajıralmas resurslarınıń shekleniwi hám sensorlar kompleksiniń energiya ortasında ádalattı támiyinlewge tiyisli kónlikpelerge iye. Bul kóterilisi óz ishine alǵan halda, maslastırılǵan jıynaqlar, algoritmlar hám programmalar WSN larini jaqsı basqarıwda járdem beredi.
Fizikalıq jaylasıw maydanınıń ólshemine kóre, WSN sımsız jeke tarmaq tarmaqları WPAN (Sımsız jeke tarmaq tarmaqları) klasına kiredi. Sımsız sensorlı tarmaqlardıń islewindegi eń zárúrli faktor sensorlı túyinlerge ornatılǵan batareyalardıń sheklengen quwatı bolıp tabıladı. Itibar beriń, batareyalardı kóbinese almastırıp bolmaydı. Sol munasábet menen, uzatılatuǵın maǵlıwmatlar muǵdarın kemeytiwge, eń áhmiyetlisi, maǵlıwmatlardı qabıllaw hám uzatıw dáwirlerin minimallastırıwǵa qaratılǵan sensorlarda tek eń ápiwayı baslanǵısh qayta islewdi ámelge asırıw kerek. Bul mashqalanı sheshiw ushın arnawlı baylanıs protokolları islep shıǵılǵan.
WSN protokollarınıń eń ataqlıı ZigBee alyansining protokolları bolıp tabıladı. Sımsız sensorlı tarmaqlar ushın protokollar stek standartın islep shıǵıw ushın ZigBee alyansi aldın islep shıǵılǵan IEEE 802. 15. 4 standartınan paydalanǵan, ol kem quwatlı qısqa aralıqlar daǵı (75 m ge shekem) sımsız maǵlıwmatlar tarmaqları ushın fizikalıq qatlam hám mediaǵa kirisiw qatlamın xarakteristikalaydı. tutınıw, lekin joqarı dárejedegi isenimlilik menen. IEEE 802. 15. 4 standartı tekǵana ZigBee protokolları, bálki basqa joqarı dárejedegi protokollar (6 loWPAN, DigiMes hám basqalar) ushın da tiykarǵı tiykar bolıp, tarmaqtaǵı programmalıq qosımshalar járdeminde hár qanday tarmaq tapologiyasini jaratıw imkaniyatın beredi. dárejesi hám odan joqarı.
Usı waqıtta ZigBee Alliance bul tarawdaǵı birden-bir standarttı islep shıqtı, bul tolıq uyqas keliwshi apparat hám programmalıq ónimler islep shıǵarıw menen támiyinlengen. ZigBee protokolları óz-ózin quraytuǵın hám óz-ózin tikleytuǵın sensorlı tarmaqlardı jaratılıwma múmkinshilik beredi. Ornatılǵan programmalıq támiynat sebepli ZigBee tarmaq qurılmaları quwat qosılǵanda bir-birin tabıw hám tarmaq jaratıw qábiletine iye hám qandayda bir túyin islemey qalsa, olar xabarlardı uzatıw ushın jańa marshrutlarni ornatıwları múmkin. ZigBee protokolları qurılmalarǵa kóp waqıt uxlash imkaniyatın beredi hám batareyanıń islew múddetin sezilerli dárejede uzaytıradı. ZigBee tarmaǵı túyinleriniń radio signalın isenimli uzatıw diapazonı kóplegen parametrlerge (birinshi náwbette qabıl etiwshiniń bayqaǵıshlıǵına hám uzatıwshınıń kúshine) baylanıslı, lekin ortasha esapta Zigbee tarmaǵınıń túyinleri arasındaǵı aralıqqa baylanıslı. ashıq maydan júzlegen, jabıq orınlarda bolsa o'nlab metrler.
Óz-ózin quraytuǵın sensor tarmaqları Bluetooth sımsız texnologiyası tiykarında da ámelge asırılıwı múmkin. Bunday tarmaqlar sinxron hám asinxron rejimlerde maǵlıwmatlardı uzatıwǵa ılayıq bolǵan tiykarǵı hám járdemshi qurılmalardan ibarat (bul rol birlestirilishi múmkin). Sinxron uzatıw rejimi arnawlı kanal hám kirisiw waqıt aralıǵına iye bolǵan tiykarǵı hám járdemshi qurılmalar ortasında tuwrıdan-tuwrı baylanıstı óz ishine aladı. Bul rejim waqıt sheklengen uzatıw jaǵdaylarında qollanıladı. Asinxron rejim paketli maǵlıwmatlardan paydalanǵan halda master hám bir neshe baǵınıqlı qurılmalar ortasında maǵlıwmatlar almasınıwın óz ishine aladı. Bir qurılma (da tiykarǵı, da baǵınıqlı) 3 danege shekem sinxron jalǵanıwdı qollap-quwatlawı múmkin.
Ásirese, WSNni ámelge asırıw ushın Bluetooth kem energiya (Bluetooth tómen energiya yamasa Bluetooth LE yamasa BLE) dep atalatuǵın Bluetooth sımsız texnologiyası tiykarǵı specifikaciyasınıń v. 4. 0 versiyası bar. BLE-den paydalanatuǵın qurılmalar qayta zaryadlanmasdan bir miniatyura batareyasında bir jıldan artıq dawam etiwi múmkin. Sonday etip, mısalı, mobil telefon yamasa PDA sıyaqlı basqa qurılmalar menen baylanısda bolǵan turaqlı jumıslaytuǵın kishi sensorlar (mısalı, temperatura sensorı) bolıwı múmkin. Bluetooth specifikaciyasınıń bul versiyası keń kólemli qosımshalardı qollap-quwatlaw imkaniyatın beredi hám den sawlıqtı saqlaw, fitnes hám sport, qawipsizlik sistemaları hám úy oyın-kúlkilerinde qolay paydalanıw ushın aqırǵı qurılma kólemin azaytadı.
WiFi sawda belgisi astında jaqsı málim) baylanıs standartları kompleksi de isletiliwi múmkin. Sımsız WiFi tarmaqları daslep sımlı kompyuter tarmaqların almastırıw usılı retinde jaratılǵan. Biraq, salıstırǵanda joqarı uzatıw tezligi (108 Mbit / s ge shekem) onı real waqıt rejiminde úlken kólem degi maǵlıwmatlardı (mısalı, video signal) uzatıw zárúr bolǵan óz-ózin quraytuǵın sensorlı tarmaqlarda qóllawdı perspektivalı etedi. Mobil hám statikalıq túyinler (mes tarmaqlar) menen ierarxik sımsız ad-hoc tarmaqlardı shólkemlestiriw ushın IEEE 802. 11 s protokolı islep shigılıp atır. Ol sımsız tarmaq tarmaqları ushın jańa MAC qatlam protokolın usınıs etedi hám basqa zatlar qatarında jol tańlaw hám xabarlardı jiberiw protokolların belgileydi. Tek eki túrdegi qurılmalar - " kirisiw noqatı" hám " terminal" ámeldegi bolǵan dástúriy WiFi tarmaqlarınan ayrıqsha bolıp esaplanıw, 802. 11 s standartı " tarmaq túyinleri" hám " tarmaq portallari" dep atalatuǵın zatlardıń bar ekenligin názerde tutadı. Túyinler bir-biri menen baylanıs ornatıwı hám túrli xızmetlerdi qollap-quwatlawı múmkin. Túyinler kirisiw noqatları menen birlestirilishi múmkin, portallar bolsa sırtqı tarmaqlarǵa jalǵanıw ushın xızmet etedi. Ámeldegi bolǵan IEEE 802. 11 standartları tiykarında MANET tarmaqların (mobil ózin ózi quraytuǵın tarmaqlar) qurıw múmkin, olardıń ajralıp turatuǵın ózgesheligi úlken qamrov maydanı (bir neshe kvadrat kilometr). BSS qásiyetlerin salıstırıwlaw kestede keltirilgen. 6. 3.
6. 3-keste - WSN radiotexnologiyalarining xarakteristikaları.
WSN, sonıń menen birge, tasıwshı retinde júdá tómen quwatlı spektral tıǵızlıqqa iye bolǵan ultra keń polosali signallardan paydalanǵan halda, kem energiya sarpı menen qısqa aralıqlarda sımsız baylanıs texnologiyası tiykarında ámelge asırılıwı múmkin.
Sensor tarmaǵında túyinler ádetde sımsız baylanıs arqalı baylanısadı. Baylanıs radio, infraqızıl (IR) yamasa optikalıq signallar arqalı bolıwı múmkin.
Bul chastotalardıń geyparaları sımsız jergilikli tarmaqlarda (WLAN) qashannan berli qollanılıp atır. Kishi ólshem degi hám arzan bahalar daǵı sensorlı tarmaqlar ushın signal kúsheytgish kerek emes. Úskene sheklewleri hám antenna natiyjeliligi hám quwat tutınıwı ortasındaǵı kelisimler mikroto'lqinli diapazonda uzatıw chastotasın tańlawda málim sheklewlerdi qóyadı. Eń kóp isletiletuǵın ISM chastotaları Evropada 433 MGts hám Arqa Amerikada 915 MGts. ISM radiochastotalaridan paydalanıwdıń tiykarǵı abzallıqları chastotalardıń keń spektri hám dúnya boylap bar ekenligi bolıp tabıladı. Olar málim bir standartqa baylanıspaǵan, sol sebepli sensorlı tarmaqlarda energiya tejew strategiyaların ámelge asırıw ushın kóbirek erkinlik beredi
|
| |