Как стать автором
Обновить

Беспроводные сенсорные сети

Чулан
Недавно на одной из рижских конференций обсуждалась тема беспроводных сенсорных сетей — презентация от Лео Селяво, иследователя из университета Вирджинии, которая меня некоторым образом заинтересовала. Попробовал искать что-то в этом направлении на Хабре, но результатов это не дало. Поэтому, попробую буквально на пальцах раскрыть хотя бы основу темы.

Чтобы понять, что собой представляют беспроводные сенсорные сети (БСС) (они же wireless sensor networks или WSN), представьте себе массив удалённых друг от друга устройств, типично — сравнительно малого размера, каждое из которых представляет собой независимый сенсор. Под сенсором имеется ввиду, что устройство выполняет конкретную функцию заполучения информации об окружающей среде тем или иным способом. По-простому, микрофон может быть сенсором звука, ИК-порт — световым сенсором. Имеются классы сенсоров, замеряющих температуру, влажность, атмосферное давление, световую активность, положение в пространстве, ускорение, наклон платформы, магнитные поля… Смысл сети заключается в том, что все сенсоры, входящие в такую сеть, сообщаются между собой и передают полученные данные на главный узел — гейт. С этого узла информация поступает на компьютер.

Отдельный сенсор обычно строится из микроконтроллера, аккумулятора и, конечно, элемента радиопередачи. В качестве метода радиосвязи сегодняшние сенсорные сети чаще всего используют ещё находящиеся в разработке стандарты ZigBee и Wibree. Хотя и можно было строить сенсоры на существующих методах, вроде WiFi и Bluetooth, указанные два стандарта проектируются для минимизации энергопотребления при радиопередачах.

Логику работы сенсорной сети организует специальная операционная система «малой весовой категории». Нам демонстрировали TinyOS и LiteOS, над которой работают в университете Вирджини, но помимо неё существует ещё масса других операционных систем. Всё это — как и многие другие устройства — программируется на ассемблере или C, но в рамках исследований разрабатывают и специализированные языки программирования, своеобразные фреймворки, предоставляющие упрощённую реализацию типичных задач микроконтроллеров на сенсорах.

БСС находят себе применение в широком спектре практических наук — медецине, логистике, строительстве, сейсмологии. Можно рассмотреть конкретные примеры применения.

Экспериментальная БСС BikeNet основана на велосипедах, на которых установлено около двух десятков сенсоров разного типа. Архитектура этой сети позволяет с передвижением велосипедов по городу (что может быть легко реализовано, допустим, в Копенгагене, где велосипеды — привычный транспорт) сеть организует информацию о ситуации дорогах.

БСС ZebraNet — сеть, в которой зебры носят ошейники с сенсорами. Эта сеть может передовать погодные условия. Хоть эта БСС и основана на животных, она сравнительно хорошо может функционировать. Даже хищники, нападавшие зебр, оставляли ошейники в целости и сохранности. Правда, как выяснилось во время тестирования, сами же забры кусали друг друга за ошейники. :) Существовала и похожая стационарная сеть, где сенсоры были раскиданы по джунглям — что позволило учёным вести наблюдения за редким видом, простите, не помню, каких-то грызунов.

БСС можно организовать на поверхности вулкана, чтобы вовремя эвакуировать город. Или разместить сенсоры на мостах, чтобы предотвратить очередные катастрофы. Сенсоры уже пробовали размещать в человеке (у Лукьяненко был схожий по смыслу рассказ «Гаджет»).

Безусловно, в этих исследованиях есть перспектива, однако, насколько известно, в настоящее время почти все технологии, используемые в БСС, находятся в стадии разработки и всё ещё пытаются решить проблемы уменьшения энергопотребления, мобильности, сообщения узлов сети на дальних расстояниях…

Предлагаю и вам поинтересоваться исследованиями БСС.

Прошу прощения, что не украсил текст иллюстрациями — просто материал по теме сейчас доступен в форме хаоса, а его организованные варианты немногословны. Дополнительный материал взят из Wireless Sensor Network Wiki.
Теги: беспроводные сенсорные сетиTinyOSLiteOSZigBeeWibreeБСС
Хабы: Чулан
Всего голосов 7: ↑7 и ↓0 +7
Комментарии 11
Комментарии Комментарии 11

Похожие публикации

Лучшие публикации за сутки