Беспроводные распределённые сенсорные сети

Распределенные сенсорные сети

Изображение 1.jpg

Что такое беспроводные сенсорные сети?

---

Беспроводные сенсорные сети строятся из небольших узлов, называемых моты (mote) – небольших автономных компьютеров с питанием от батарей и радиосвязью, которая позволяет мотам самоорганизовываться в специализированные сети, связываясь друг с другом и обмениваясь данными.

  Моты выступают как компоненты беспроводных сенсорных сетей. Данные от отдельных узлов передаются по сети от узла к узлу на шлюз, и обычно оказываются на «супер-узле», или сервере, имеющем более высокую вычислительную мощность.

Аппаратное обеспечение беспроводной сенсорной сети

Беспроводная сенсорная сеть состоит из датчиков и шлюза, на который поступает информация с датчиков. Шлюз, в свою очередь, передает данные на компьютер или сервер.

Каждый узел сети оснащен радиотрансивером или другим устройством беспроводной связи, небольшим микроконтроллером и источником энергии, обычно батареей.

Аппаратное обеспечение беспроводной сенсорной сети

Аппаратное обеспечение беспроводного узла и протоколы сетевого взаимодействия между узлами оптимизированы по энергопотреблению для обеспечения длительного срока эксплуатации системы при автономных источниках питания. В зависимости от режима работы время жизни узла может достигать нескольких лет.

Программное обеспечение беспроводной сенсорной сети

Операционная система

Операционные системы для беспроводных сенсорных сетей менее сложны, чем универсальные операционные системы в силу ограниченности ресурсов в аппаратном обеспечении сенсорной сети. Из – за этого, операционной системе не нужно включать поддержку пользовательских интерфейсов.

Оборудование беспроводных сенсорных сетей не отличается о т традиционных встраиваемых систем, и поэтому для сенсорных сетей можно использовать встроенную операционную систему

Tiny OS - первая операционная система, специально предназначенная для беспроводных сенсорных сетей. В отличие от большинства других операционных систем, TinyOS основана на программировании.

TinyOS и программы для TinyOS написаны на специальном языке программирования nec C, который является расширением языка Си.

Прикладные программы

Для работы с данными, поступающими от узлов беспроводной сенсорной сети, используются программы, облегчающие просмотр и оценку данных. Одной из таких программ является MoteView 1.4. Данная программа позволяет просматривать данные в реальном времени и анализировать их.

Преимущества по сравнению с проводными системами:

отсутствие необходимости в прокладке кабелей для электропитания и передачи данных;

низкая стоимость монтажа, пуско-наладки и технического обслуживания системы;

минимальные ограничения по размещению беспроводных устройств;

возможность внедрения и модификации сети на эксплуатируемом объекте без вмешательства в процесс функционирования;

надежность и отказоустойчивость всей системы в целом при нарушении отдельных соединений между узлами.

Автоматизация зданий:

мониторинг температуры, расхода воздуха, присутствия людей и управление оборудованием для поддержания микроклимата;

управление освещением;

управление энергоснабжением;

Промышленная автоматизация:

дистанционный контроль и диагностика промышленного оборудования;

техническое обслуживание оборудования по текущему состоянию (прогнозирование запаса надежности);

мониторинг производственных процессов;

Другие приложения:

безопасность и оборона:

 контроль за перемещением людей и техники; 
 средства оперативной связи и разведки; 
 контроль периметра и удаленное наблюдение; 
 помощь в проведении спасательных операций; 
 мониторинг имущества и ценностей; 
 охранно-пожарная сигнализация.

мониторинг окружающей среды:

 мониторинг загрязнений; 
 сельское хозяйство.

здравоохранение:

 мониторинг физиологического состояния пациентов; 
 контроль местоположения и оповещение медицинского персонала. 

сбор показаний квартирных счетчиков газа, воды, электроэнергии и т.д.;

охранно-пожарная сигнализация;

мониторинг состояния несущих конструкций зданий и сооружений.