Основные элементы структурной архитектуры сенсорных узлов
Сущность и понятие термина "сенсорная сеть", рассмотрение основных элементов структурной архитектуры сенсорных узлов. Описание и предназначение аналого-цифрового преобразователя. Особенности элементов сенсорных сетей, характеристика микроконтроллера.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.01.2019 |
| Размер файла | 467,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Основные элементы структурной архитектуры сенсорных узлов
Ногин А.А.
Аннотация
появившись сравнительно недавно термин «сенсорная сеть» стало уже достаточно устоявшимся понятием. Этот термин обозначает самофункционирующуюся и устойчивую к отказу отдельных элементов сеть, состоящую из большого количества небольших, компактных и дешевых полупроводниковых приборов, соединенных между собой беспроводной связью В данной статье автор рассматривает основные элементы структурной архитектуры сенсорных узлов.
Ключевые слова: беспроводная сенсорная сеть, сенсорный узел, сенсор, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, приемопередатчик, источник питания.
Беспроводные сенсорные сети нашли множество применений в настоящее время. Они нашли своё применение устройствах для автоматизации зданий (контроль ОВК-оборудования, управление освещением, управление энергоснабжением, мониторинг состояния несущих конструкций зданий и сооружений), промышленной автоматизации (диагностика промышленного оборудования, дистанционный контроль оборудования, мониторинг производственных процессов, телеметрия для исследований и испытаний), безопасности и обороне (охранно-пожарная сигнализация, контроль периметра и удаленное наблюдение, контроль за перемещением людей и техники, мониторинг имущества и ценностей), здравоохранения (мониторинг состояния пациентов, оповещения персонала) и многих других[5] сенсорная сеть преобразователь микроконтроллер
Популярность и преимущество беспроводных сенсорных сетей связана с их автономностью, которая позволяет им работать без помощи различных инфраструктур, а также без воздействия человека. Сама же структурная архитектура сенсoрных узлов зависит от тех целей и функций, которая должна будет выполнять данная беспроводная сенсорная сеть(БСС). Но в тоже время у них есть общие элементы, которые можно выделить в любых узлах БСС [3].
1) Важной частью сенсорного узла можно выделить сам сенсор. Это устройство позволяет собирать данные окружающей среды и объектов в этой среде[2]. В настоящей момент используются множество различных сенсоров: устройств мониторинга строений, объектов домашнего хозяйства(датчики влажнoсти, атмoсфернoгo давления ,температуры, огня, дымы и многих других), химические датчики и.т.п.
Рис. 1. Пример датчик влажности
2) Из внешней среды сенсор получает информацию в аналоговом виды, но все действия при дальнейшей обработки и передачи информации, происходят в цифровой форме представления данных.Для этих целях в сенсорных узлах используют аналого-цифровой преобразователь(АЦП).Он преобразовывает входной аналоговый сигнал в дискретный код(цифровой сигнал).
Рис. 2. Пример аналого-цифрового преобразователя(АЦП)
3) Далее этот сигнал поступает в вычислительную систему, которая состоит из микроконтроллера и запоминающего устройства. Эта система выполняет обработку и временное хранение полученного сигнала. Она также реализует стек протоколов, необходимых для передачи данных по сети.
Рис. 3. Пример микроконтроллер
4) Также одни из обязательных устройств сенсорного узла является- приёмопередатчик беспроводной сети. Он позволяет взаимодействовать с другими узлами БСС.
5) Источник питания является последним из обязательных элементов сенсорного узла. Для большинства целей БСС предполагается, что источник будет автономный (гальванический элемент или батарея малый размер).В некоторых исследованиях в качестве источника питания используют солнечные батареи. Для сенсорных сетей промышленных объектов источник питания может быть неавтономный (подключение к сети электропитания).
Рис. 4. Строение сенсорного узла
Следует выделить некоторые особенности элементов сенсорных сетей:
• низкая стоимость узлов и их небольшие размеры
• низкая стоимость обслуживания
• простота установки
• низкое потребление энергии
• передача информации на значительные расстояния.
Список литературы
1. Восков Л.С., Курпатов Р.О. Энергоэффективный комбинированный метод локализации в беспроводных сенсорных сетях // Журнал «Датчики и системы», №4, 2011. М. : ООО «СенСиДатКонтрол», 2011, 153 с.
2. Кучерявый Е.А. Принципы построения сенсоров и сенсорных сетей / Е.А. Кучерявый, С.А. Молчан, В.В. Кондратьев // Электросвязь, 2006. № 6. С.10-15.
3. Кучерявый А.Е. Сети связи общего польхования. Тенденции развития и методы расчета / А.Е. Кучерявый, А.И. Параманов, Е.А. Кучерявый. - Москва: ФГУП ЦНИИС, 2008. 151-176 с.
4. Кучерявый А.Е. Сети связи следующего поколения / А.Е. Кучерявый, А.Л. Цуприков// М.: Изд-во ФГУП ЦНИИС, 2006. 278 с.
5. Кривченко Т., Кривченко И., Долгушин С., Артеев В., Федоров В., Ламберт Е., Курилин А. Беспроводная связь в системах мониторинга и управления // Электронные компоненты. 2005, 461 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Обзор и анализ существующих технологий сенсорных сетей. Сетевая модель взаимосвязи открытых систем. Общая информация о модулях XBee Series 2. Запуск простейшей ZigBee-сети. Спящий датчик температуры. Проблемы и перспективы развития сенсорных сетей.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 01.06.2015Сущность электрооптического эффекта Керра. Распространение света в анизотропной среде. Расчет узлов электрической принципиальной схемы и элементов входного усилителя. Определение элементов аналого-цифрового преобразователя и его включение с индикаторами.
курсовая работа [826,4 K], добавлен 28.12.2014Основные структуры, характеристики и методы контроля интегральных микросхем АЦП. Разработка структурной схемы аналого-цифрового преобразователя. Описание схемы электрической принципиальной. Расчет надежности, быстродействия и потребляемой мощности.
курсовая работа [261,8 K], добавлен 09.02.2012Описание работы однополярного аналого-цифрового преобразователя. Расчет эмиттерного повторителя и проектирование схемы высокочастотного аналого-цифрового преобразователя. Разработка печатной платы устройства, технология её монтажа и проверка надежности.
курсовая работа [761,6 K], добавлен 27.06.2014Разработка системы адаптивного аналого-цифрового преобразования (АЦП) на базе однокристального микроконтроллера. Сравнение АЦП различных типов. Анализ способов реализации системы, описание ее структурной схемы, алгоритма работы, программного обеспечения.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 29.06.2012История создания сенсорных экранов и понятие их технологии в наши дни. Суть технологий IntelliTouch и Acoustic Pulse Recognition (APR). Взаимодействие экрана и оператора ввода, принцип действия устройства. Преимущества и недостатки сенсорных экранов.
реферат [1,9 M], добавлен 10.05.2013Создание аналого-цифрового устройства для проведения лабораторных работ с использованием микроконтроллера. Разработка структурной и принципиальной схем. Выбор и описание элементной базы, используемого микроконтроллера. Программирование микроконтроллера.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 19.07.2014Алгоритм работы аналого-цифрового преобразователя. USB программатор, его функции. Расчет себестоимости изготовления стенда для исследования преобразователя. Схема расположения компонентов макетной платы. Выбор микроконтроллера, составление программы.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 18.05.2012Анализ справочной литературы, рассмотрение аналогов и прототипов аналого-цифрового преобразователя. Составление функциональной и принципиальной схемы функционального генератора. Описание метрологических характеристик. Выбор дифференциального усилителя.
курсовая работа [460,4 K], добавлен 23.01.2015Аналого-цифровой преобразователь, разрешение и типы преобразования. Точность и ошибки квантования. Частота дискретизации и наложение спектров. Подмешивание псевдослучайных сигналов и передискретизация. Основные аппаратные характеристики микроконтроллера.
дипломная работа [635,4 K], добавлен 23.03.2013Проектирование цифровых и логических схем, как основных узлов судовых управляющих и контролирующих систем. Основные компоненты структурной схемы и алгоритм функционирования цифрового регистрирующего устройства. Синтез и минимизация логических схем.
курсовая работа [31,0 K], добавлен 13.05.2009Виды и основные этапы расчетов надежности элементов и систем. Метод структурной схемы надежности. Расчетные формулы для элементов, соединенных параллельно в структурной схеме надежности, соединенных последовательно в структурной схеме надежности.
курсовая работа [490,0 K], добавлен 09.11.2013Структурная схема системы передачи, описание ее основных элементов. Построение графического изображения функции распределения мгновенных значений сообщения. Математическое ожидание и дисперсия сообщения. Параметры аналого-цифрового преобразователя.
курсовая работа [181,3 K], добавлен 30.01.2012Разработка структурной схемы устройства и принципиальных электрических схем отдельных его узлов. Обоснованный выбор элементной базы и величин питающих напряжений. Расчет величин основных параметров отдельных элементов схем и допусков на эти величины.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 17.05.2014Обзор аналогов изделия. Описание структурной схемы. Описание схемы электрической принципиальной. Разработка и расчет узлов схемы электрической принципиальной. Обоснование выбора элементов схемы. Расчет печатной платы. Тепловой расчет.
дипломная работа [622,7 K], добавлен 14.06.2006Физические основы метода измерение артериального давления в медицине. Разработка структурной и принципиальной схемы устройства, схемы блока питания, основных функциональных узлов и элементов прибора. Алгоритм работы программы и подпрограммы, ее код.
курсовая работа [410,5 K], добавлен 06.02.2013Расчет тактовой частоты, параметров электронной цепи. Определение ошибки преобразования. Выбор резисторов, триггера, счетчика, генераторов, формирователя импульсов, компаратора. Разработка полной принципиальной схемы аналого-цифрового преобразователя.
контрольная работа [405,1 K], добавлен 23.12.2014Характеристика синхронных цифровых сетей технологии SDH. Выбор оборудования и схемы функциональной связи узлов. Номенклатура сменных модулей SDH "НТЦ НАТЕКС". Формирование сети управления и синхронизации. Соединение узлов и маршрутизация потоков.
курсовая работа [532,3 K], добавлен 15.12.2008Понятие и функциональные особенности микроконтроллера, его структура и взаимодействие основных элементов, архитектура. Принципы работы светодиодного табло и порядок программирования микроконтроллера. Основные понятия и измерение надежности системы.
курсовая работа [108,1 K], добавлен 29.03.2014Разработка структурной схемы устройства. Изучение принципиальной электрической схемы устройства с описанием назначения каждого элемента. Характеристика программного обеспечения: секции деклараций, инициализации микропроцессора и основного цикла.
курсовая работа [260,3 K], добавлен 14.11.2017
