Kablosuz sensör ağları. Sensör ağları: insanlığın geleceği Dağıtılmış sensör ağları

20.08.2020

Maksim Sergievski

En son kablosuz iletişim teknolojileri ve mikro devrelerin üretimindeki ilerleme, son birkaç yılda yeni bir dağıtılmış iletişim sistemleri sınıfının - sensör ağlarının pratik geliştirilmesine ve uygulanmasına geçmesine izin verdi.

Kablosuz sensör ağları (kablosuz sensör ağları) minyatür bilgi işlem ve iletişim cihazlarından oluşur - mots ( İngilizceden zerreler - toz parçacıkları) veya sensörler. Mote, genellikle bir inç küpten daha büyük olmayan bir tahtadır. Kart, işlemci, bellek - flaş ve operasyonel, dijitalden analoga ve analogdan dijitale dönüştürücüler, radyo frekansı alıcı-vericisi, güç kaynağı ve sensörleri içerir. Sensörler çok çeşitli olabilir; dijital ve analog konektörlerle bağlanırlar. Diğerlerinden daha sık, sıcaklık, basınç, nem, ışık, titreşim sensörleri kullanılır, daha az sıklıkla - manyetoelektrik, kimyasal (örneğin, CO, CO2 içeriğini ölçmek), ses ve diğerleri. Kullanılan sensör seti, kablosuz sensör ağları tarafından gerçekleştirilen işlevlere bağlıdır. Mot, küçük bir pil ile çalışır. Motes yalnızca duyusal verilerin toplanması, birincil işlenmesi ve iletimi için kullanılır. Dış görünüşüretilen botlar çeşitli üreticiler, Şek. 1.

Motes tarafından toplanan verilerin ana işlevsel işlenmesi, oldukça güçlü bir bilgisayar olan düğümde veya ağ geçidinde gerçekleştirilir. Ancak verileri işlemek için önce onu almalısınız. Bu amaçla, düğüm bir antenle donatılmalıdır. Ancak her durumda, düğüme yalnızca yeterince yakın olan parçacıklara erişilebilir; diğer bir deyişle, düğüm her bir zerreden doğrudan bilgi almaz. Mots tarafından toplanan duyusal bilgilerin elde edilmesi sorunu aşağıdaki gibi çözülür. Motes, radyo frekansı alıcı-vericilerini kullanarak birbirleriyle bilgi alışverişi yapabilir. Bu, ilk olarak, sensörlerden okunan duyusal bilgiler ve ikinci olarak, cihazların durumu ve veri aktarım sürecinin sonuçları hakkında bilgidir. Bilgi, zincir boyunca bazı parçacıklardan diğerlerine iletilir ve sonuç olarak, ağ geçidine en yakın olan parçacıklar, birikmiş tüm bilgileri ona atar. Motlardan bazıları başarısız olursa, sensör ağı yeniden yapılandırıldıktan sonra çalışmaya devam etmelidir. Ancak bu durumda, doğal olarak bilgi kaynaklarının sayısı azalır.

İşlevleri gerçekleştirmek için her motora özel bir işletim sistemi kurulur. Günümüzde çoğu kablosuz sensör ağı, Berkeley Üniversitesi'nde geliştirilen bir işletim sistemi olan TinyOS'u kullanır. TinyOS açık kaynaklı yazılımdır; www.tinyos.net adresinde mevcuttur. TinyOS, sınırlı bilgi işlem kaynakları altında çalışmak üzere tasarlanmış, olaya dayalı gerçek zamanlı bir işletim sistemidir. Bu işletim sistemi, motes'ların komşularla otomatik olarak bağlantı kurmasına ve belirli bir topolojinin bir sensör ağı oluşturmasına izin verir. TinyOS 2.0'ın son sürümü 2006'da geldi.

Kablosuz sensör ağlarında en önemli faktör, motlara takılan pillerin sınırlı kapasitesidir. Pilleri değiştirmenin çoğu zaman mümkün olmadığı akılda tutulmalıdır. Bu bağlamda, iletilen bilgi miktarını azaltmaya ve en önemlisi, veri alma ve aktarma döngülerinin sayısını en aza indirmeye odaklanan yalnızca en basit birincil işlemi gerçekleştirmek gerekir. Bu sorunu çözmek için en ünlüsü ZigBee ittifakının protokolleri olan özel iletişim protokolleri geliştirilmiştir. Bu ittifak (www.zigbee.org web sitesi) 2002 yılında özellikle kablosuz sensör ağları alanındaki çalışmaları koordine etmek için kuruldu. En büyük donanım ve yazılım geliştiricilerini içerir: Philips, Ember, Samsung, IBM, Motorola, Freescale Semiconductor, Texas Instruments, NEC, LG, OKI ve diğerleri (toplamda 200'den fazla üye). Intel, faaliyetlerini desteklemesine rağmen ittifakın bir üyesi değildir.

Prensip olarak, kablosuz sensör ağları için bir protokol yığını da dahil olmak üzere bir standart geliştirmek için ZigBee, kısa mesafelerde kablosuz veri iletim ağları için fiziksel katmanı ve ortama erişim seviyesini tanımlayan daha önce geliştirilmiş IEEE 802.15.4 standardını kullandı ( 75 m'ye kadar) düşük güç tüketimi ile, ancak yüksek derecede güvenilirlik ile. IEEE 802.15.4 standardı için radyo veri iletiminin bazı özellikleri tabloda verilmiştir. 1.

Tablo 1. IEEE 802.15.4 için radyo iletim özellikleri

Frekans bandı, MHz	lisansa ihtiyacım var mı	Coğrafi bölge	Veri aktarım hızı, Kbps	Kanal Sayısı

Şu anda ZigBee, tam uyumlu donanım ve yazılım ürünleri üretimi ile desteklenen bu alandaki tek standardı geliştirmiştir. ZigBee protokolleri, cihazların hazırda bekletme moduna geçmesine izin verir. Öçoğu zaman pil ömrünü önemli ölçüde uzatır.

Yüzlerce hatta binlerce mot arasında veri alışverişi şemaları geliştirmenin o kadar kolay olmadığı açıktır. Diğer şeylerin yanı sıra, sensör ağlarının lisanssız frekans aralıklarında çalıştığı gerçeğini hesaba katmak gerekir, bu nedenle bazı durumlarda yabancı radyo sinyali kaynaklarının neden olduğu parazit meydana gelebilir. Aynı verilerin tekrar tekrar iletilmesinden kaçınmanız ve ayrıca yetersiz enerji yoğunluğu ve dış etkilerden dolayı zerrelerin sonsuza kadar veya bir süre için başarısız olacağını dikkate almanız da tavsiye edilir. Tüm bu durumlarda, iletişim şemaları değiştirilmelidir. TinyOS'un en önemli özelliklerinden biri ağ düzeninin ve veri aktarım yollarının otomatik olarak seçilmesi olduğundan, kablosuz sensör ağları esasen kendi kendini yapılandırır.

Çoğu zaman, bir mote, en azından veri ileteceği diğer mote ile ilgili olarak, konumunu bağımsız olarak belirleyebilmelidir. Yani, önce tüm parçacıklar tanımlanır ve ardından bir yönlendirme şeması oluşturulur. Genel olarak, tüm motlar - ZigBee standardının cihazları - karmaşıklık düzeyine göre üç sınıfa ayrılır. Bunların en yükseği - koordinatör - ağın çalışmasını yönetir, topolojisiyle ilgili verileri depolar ve daha fazla işlem için tüm kablosuz sensör ağı tarafından toplanan verilerin iletilmesi için bir ağ geçidi görevi görür. Algılayıcı ağlarda genellikle bir koordinatör kullanılır. Orta karmaşıklığın bir kısmı bir yönlendiricidir, yani veri alabilir ve iletebilir ve ayrıca iletim yönünü belirleyebilir. Son olarak, en basit moto, verileri yalnızca en yakın yönlendiriciye iletebilir. Böylece ZigBee standardının küme mimarisine sahip bir ağı desteklediği ortaya çıkıyor (Şekil 2). Küme, bir yönlendirici ve duyusal verileri talep ettiği en basit hareketlerden oluşur. Küme yönlendiricileri verileri birbirine iletir ve sonuçta veriler koordinatöre iletilir. Koordinatörün genellikle, verilerin son işlem için gönderildiği IP ağıyla bir bağlantısı vardır.

Rusya'da kablosuz sensör ağlarının oluşturulmasıyla ilgili gelişmeler de yapılıyor. Bu nedenle, High-Tech Systems şirketi, kablosuz sensör ağları oluşturmak için donanım ve yazılım platformu MeshLogic'i sunar (www.meshlogic.ru web sitesi). Bu platform ile ZigBee arasındaki temel fark, eşler arası ağ ağları oluşturmaya odaklanmasıdır (Şekil 3). Bu tür ağlarda, her bir zerrenin işlevi aynıdır. Bir ağ topolojisinin ağlarının kendi kendini organize etme ve kendi kendini iyileştirme olasılığı, motların bir kısmının çalışmaması durumunda kendiliğinden yeni bir ağ yapısı oluşturmasına izin verir. Doğru, her durumda, tüm verileri alan ve işleyen merkezi bir işlevsel birime veya verileri işlem birimine aktarmak için bir ağ geçidine ihtiyacınız var. Kendiliğinden oluşturulan ağlara genellikle "belirli bir durum için" anlamına gelen Latince Ad Hoc terimi denir.

MeshLogic ağlarında, her bir mote, fonksiyon olarak bir ZigBee yönlendiricisine benzeyen paket aktarımı gerçekleştirebilir. MeshLogic ağları tamamen kendi kendini organize eder: hiçbir koordinatör düğümü sağlanmaz. MeshLogic'te RF alıcı-vericileri olarak çeşitli cihazlar kullanılabilir, özellikle ZigBee cihazları gibi 2.4 ... 2.4835 GHz frekans aralığında çalışan Cypress WirelessUSB. MeshLogic platformu için protokol yığınının yalnızca alt katmanlarının mevcut olduğuna dikkat edilmelidir. Üst seviyelerin, özellikle ağ ve uygulama seviyelerinin belirli uygulamalar için oluşturulacağına inanılmaktadır. İki MeshLogic mote ve bir ZigBee mote konfigürasyonları ve ana parametreleri Tablo'da gösterilmektedir. 2.

Tablo 2. Farklı üreticilerin motlarının ana özellikleri

Seçenekler
mikrodenetleyici
İşlemci	Texas Instruments MSP430
Saat frekansı	32.768 kHz - 8 MHz
Veri deposu
flaş bellek
alıcı-verici
		Cypress WirelessUSBTM LP
Frekans aralığı	2400-2483,5 MHz		2400-2483,5 MHz
Baud hızı		15.625 - 250 kbps
çıkış gücü	-24 ila 0 dBm	-35 ila 4 dBm	-28 ila 3 dBm
Duyarlılık
			1 veya 2 cips
Harici arayüzler
	12 bit, 7 kanal		10-bit, 3 kanal
Dijital arayüzler	I2C / SPI / UART / USB		I2C / SPI / UART / IRQ / JTAG
Diğer parametreler
Besleme gerilimi	0,9 ila 6,5V		1,8 - 3,6 V

Sıcaklık aralığı	-40 ila 85 ° C	0 ila 70 ° C	0 ila 85 ° C

Bu kartlarda entegre dokunmatik sensör olmadığını unutmayın.

Öncelikle kablosuz sensör ağlarını geleneksel bilgi işlem (kablolu ve kablosuz) ağlardan ayıran şeyin ne olduğunu belirtelim:

herhangi bir kablonun tamamen yokluğu - elektrik, iletişim vb.;
motların çevre nesnelerine kompakt yerleştirme ve hatta entegrasyonu olasılığı;
hem bireysel unsurların hem de daha da önemlisi tüm sistemin bir bütün olarak güvenilirliği; bazı durumlarda, sensörlerin (mots) yalnızca %10-20'si iyi çalışır durumdaysa ağ çalışabilir;
kurulum ve bakım için personele gerek yoktur.

Sensör ağları birçok uygulama alanında kullanılabilir. Kablosuz sensör ağları umut verici yeni bir teknolojidir ve ilgili tüm projeler çoğunlukla geliştirme aşamasındadır. Bu teknolojinin ana uygulama alanlarını belirtelim:

savunma sistemleri ve güvenlik;
çevresel kontrol;
endüstriyel ekipmanın izlenmesi;
güvenlik sistemi;
tarım arazilerinin durumunun izlenmesi;
güç kaynağı yönetimi;
havalandırma, iklimlendirme ve aydınlatma sistemlerinin kontrolü;
yangın alarmı;
stok kontrolü;
malların nakliyesini takip etmek;
bir kişinin fizyolojik durumunun izlenmesi;
personel kontrolü.

Kablosuz sensör ağlarının kullanımına ilişkin oldukça fazla sayıda örnekten ikisini seçeceğiz. En ünlüsü belki de ağın bir BP petrol tankerinde konuşlandırılmasıdır. Orada, Intel ekipmanı temelinde inşa edilmiş bir ağ kullanılarak, önleyici bakımını organize etmek için geminin durumu izlendi. BP, sensör ağının bir gemide aşırı sıcaklıklarda, yüksek titreşimde ve geminin bazı bölgelerinde bulunan önemli düzeyde radyo frekansı parazitinde çalışıp çalışamayacağını analiz etti. Deney başarılı oldu, birkaç kez ağ işlerliğinin yeniden yapılandırılması ve geri yüklenmesi otomatik olarak gerçekleştirildi.

Uygulanan başka bir pilot projenin bir örneği, Florida'daki bir ABD Hava Kuvvetleri üssünde bir sensör ağının konuşlandırılmasıdır. Sistem, hareketli olanlar da dahil olmak üzere çeşitli metal nesneleri tanıma konusunda iyi bir yetenek göstermiştir. Sensör ağının kullanılması, insanların ve arabaların kontrollü alana girişini tespit etmeyi ve hareketlerini takip etmeyi mümkün kıldı. Bu sorunları çözmek için manyetoelektrik ve sıcaklık sensörleri ile donatılmış zerreler kullanıldı. Şu anda, projenin kapsamı genişliyor ve kablosuz sensör ağı 10.000x500 m'lik bir test sahasına kuruluyor.İlgili uygulama yazılımı birkaç Amerikan üniversitesi tarafından geliştiriliyor.

Kireev A.O., Svetlov A.V. GÜVENLİK TEKNOLOJİLERİ ALANINDA KABLOSUZ SENSÖR AĞLARI

Yerleşik "kablosuz sensör ağı" (WSS) terimi, yeni bir kablosuz sistemler Dağıtılmış, kendi kendini organize eden ve bağımsız güç kaynaklarına sahip minyatür elektronik cihazların bireysel eleman ağının arızalarına karşı dirençli olan . Böyle bir ağın akıllı düğümleri, mesajları zincir boyunca ileterek, sistemin düşük verici gücü ve dolayısıyla sistemin yüksek enerji verimliliği ile önemli bir kapsama alanı sağlar.

Şu anda, bir davetsiz misafirin varlığı, hareketi ve devletin özellikle önemli (nükleer, hükümet, askeri) tesislerine bitişik bölgelerdeki yetkisiz eylemleri hakkında operasyonel bilgi elde etmek için bölgelerin otomatik olarak izlenmesinin organizasyonuna çok dikkat edilmektedir. sınır veya keşif alt bölümlerinin sorumluluk bölgesinde bulunur (ön sektörlerin izlenmesi, düşmanın arka iletişimi). Bu sorunların rasyonel bir çözümü için, şu anda kullanılanlardan temelde farklı olan yeni nesil teknik araçlar ve algoritmaların kullanılması gerekmektedir. Bu alandaki en umut verici yön, kablosuz sensör ağlarının oluşturulmasıdır. Geniş alanların toplam hedefli izlenmesini sağlamayı mümkün kılarlar.

Nesneler için güvenlik sistemleri ile ilgili olarak, FSU davetsiz misafiri tespit etmeli ve sınıflandırmalı, koordinatları belirlemeli ve hareketinin yörüngelerini tahmin etmelidir. Dağıtılmış zekaya sahip olan sistem, bağımsız olarak bilgi akışlarının yönünde bir değişiklik sağlar, örneğin başarısız veya geçici olarak çalışmayan düğümleri atlayarak, kontrollü alan boyunca ve merkezi noktaya güvenilir bir bilgi aktarımı düzenler.

Ayrıca, her sensörün alıcı-vericisinin aslında bir nesne algılama sensörü olacağı BSS'ler de umut vericidir (ağ kapsama alanındaki bir nesnenin görünümü nedeniyle radyo kanalındaki taşıyıcı seviyesini düşürmenin etkisi).

BSS'de iletilen bilgilerin yüksek güvenilirliğini ve korunmasını sağlamak için, iletişim kanalının özelliklerindeki değişikliklere, radyo bastırmaya, verilerin kesilmesine ve taklit edilmesine karşı dirençli kendi radyo protokollerini geliştirmek gerekir. Bu durumda, yayılı spektrum teknolojileri - DSSS (doğrudan sayı dizisi) ve FHSS (frekans atlama) yöntemlerinin kullanılması tavsiye edilir.

Veri iletim ortamına erişim mekanizmalarına gelince, sistemin yüksek enerji verimliliği ve FSU'da verilerin yayılmasında minimum zaman gecikmeleri için birbirini dışlayan gereksinimler ortaya çıkmaktadır. Temel algoritmanın dezavantajı olduğu için CSMA / CA'nın (çarpışmadan kaçınma ile taşıyıcı algılamalı çoklu erişim) kullanımı - ağ cihazlarının sürekli dinleme modunda olması gerekir, bu da güç tüketiminde bir artışa yol açar. Tamamen asenkron ağlarda bu algoritma etkisizdir.

Bu durumda en kabul edilebilir olanı, senkronize erişim (TDMA zaman bölümü) ve rekabetçi bir temelde erişim ilkelerini birleştiren "slot" CSMA / CA algoritmasıdır.

Kablosuz sensör ağları alanındaki açık standartlar arasında, kablosuz kişisel alan için fiziksel katmanı (PHY) ve orta erişim katmanını (MAC) tanımlayan daha önce kabul edilen 802.15.4 standardına dayalı olarak yalnızca ZigBee standardı onaylanmıştır. ağlar (WPAN). Bu teknoloji, başlangıçta yüksek veri aktarım hızları gerektirmeyen görevler için geliştirilmiştir. Bu tür ağların cihazları, ultra düşük enerji tüketimi ile mümkün olduğunca ucuz olmalıdır.

ZigBee çözümlerinin şüphesiz avantajları arasında önemli dezavantajlara dikkat edilmelidir. Örneğin, üç farklı cihaz sınıfının (koordinatörler, yönlendiriciler ve terminal cihazları) varlığı, ağın tek tek elemanlarının arızalanması durumunda hata toleransını önemli ölçüde azaltır. Ek olarak, böyle bir yapı, sistemin tasarım aşamasında cihazların yerleştirilmesinin planlanmasını gerektirir; buna bağlı olarak, ağın topolojideki değişikliklere karşı direnci keskin bir şekilde azalır.

Kafes ağlar - her bir düğümün teslimat süreci sırasında paketleri aktarabildiği çok hücreli eşler arası ağlar - tüm bu dezavantajlardan yoksundur. Böyle bir ağın düğümleri eşit ve değiştirilebilir - sonuç olarak, sistemin ölçeklenebilirliği iyileştirilir ve hata toleransı artar.

Güvenlik sisteminin kablosuz sensör ağı, mümkün olan en geniş alanı izlemelidir. Bu bağlamda, bireysel ağ düğümleri arasında bir radyo kanalı oluşturmak için bir eleman tabanı seçmenin ana gereksinimlerinden biri, maksimum iletişim aralığıdır. 433 MHz frekans aralığında (Rusya'da ücretsiz kullanıma açık) çalışmanın, 2,4 GHz mikrodalga aralığında (ana ZigBee cihazlarının üretildiği) çalışmaya göre bir takım avantajları vardır. Bu nedenle, 433 MHz aralığında, güvenilir iletişim aralığı, aynı verici gücüyle 2,4 GHz aralığından birkaç kat daha fazladır. Ek olarak, 433 MHz bandında çalışan cihazlar, hava yağışları, arazi değişiklikleri, ağaçlar vb. gibi radyo dalgası yayılımı yolundaki engellere karşı oldukça iyi bir dirence sahiptir. 433 MHz radyo dalgaları, metro gibi kapalı alanlarda çok daha iyi yayılır. tüneller, şehir sokakları vb. 2.4 GHz radyo dalgalarından daha fazla. 2.4 GHz bandının veri iletim hızındaki avantajı, güvenlik teknolojileri alanında kritik değildir, çünkü iletilen bilgi miktarı genellikle önemsizdir ve onlarca bayt ile sınırlıdır (telemetri hariç).

Böylece, nesnelerin korunması için BSS sitesi için bir alıcı-verici seçimi 433 MHz aralığında gerçekleştirilecektir. Alıcı-vericiler yüksek enerji verimliliğine sahip olmalıdır (besleme voltajı en fazla

3,3 V, düşük tüketim akımları), eksi 40 ... +85 ° C sıcaklık aralığında çalışır.

ISM alıcı-vericileri için birçok IC arasında, XE-MICS alıcı-vericileri özel bir yere sahiptir. Kablosuz sensör ağlarında kullanım için bu şirketin 2 yongası uygundur: XE1203F ve

Bunlar, 2 seviyeli faz kaymalı frekans kaydırmalı anahtarlama (CPFSK) ve NRZ kodlaması sağlayan entegre, tek çipli, yarı çift yönlü Zero-IF alıcı-vericilerdir. Böylece, XEMICS alıcı-vericilerinde uygulanan taşıyıcı modülasyonu türü, çalışma frekans bandının verimli kullanımına izin verir.

XE1203F ve XE1205F alıcı-vericilerinin ortak özelliği ultra düşük güç tüketimidir: 2,4 ... 3,6 V besleme voltajı aralığında çalışma, tüketim akımları:

uyku modunda 0,2 μA;

14 mA alma modunda;

İletim modunda 62 mA (+15 dBm).

Çalışma frekansı bandı: 433-435 MHz. Sıcaklık aralığı: eksi 40. + 85 ° С. alıcı-vericiler

inançlar birbiriyle aynıdır ve doğrudan frekans dönüşümlü şemaya göre inşa edilmiştir. Bu modüllerin içinde, 500 Hz'lik bir adıma sahip bir sigma-delta PLL'ye dayalı bir frekans sentezleyici bulunur.

Alıcılar, programlanabilir çıkış gücü ile birlikte uyarlanabilir güç yönetimi fikrine izin veren bir RSSI (Alınan Sinyal Gücü Göstergesi) göstergesine sahiptir. Alıcı-verici, alıcı yerel osilatörün frekans ofseti hakkında bilgi edinmenize ve AFC'yi düzenlemenize izin veren FEI (Frekans Hata Göstergesi) frekans kontrol cihazını içerir.

Alıcı-vericiler ayrıca, alıcı-vericinin alınan veri akışında programlanmış bir kelimeyi (4 bayta kadar) algılamasını sağlayan model tanıma özelliğine de sahiptir. Son özellik, iletilen paketteki hizmet baytlarının sayısını azaltacak olan BSS'deki modülleri tanımlamak için kullanılabilir.

İki modül arasındaki temel farklar, farklı yayılı spektrum tekniklerinin kullanılmasıdır.

XE1203F alıcı-verici, bir donanım Doğrudan Sıra Yayılım Spektrumu (DSSS) içerir. DSSS modu etkinleştirildiğinde, her veri biti 11 bitlik bir Barker koduyla kodlanır: 101 1011 1000 veya 0x5B8h. Barker kodunun otokorelasyon fonksiyonu, belirgin bir otokorelasyon zirvesine sahiptir.

XE1203F'den farklı olarak, XE1205F alıcı-verici (ve buna dayalı DP1205F modülü) dar bantlı bir cihazdır. 2 bitlik konfigürasyon kaydı ile ayarlanabilen en küçük dahili bant geçiren filtre değeri 10 kHz'dir (özel ek ayarlar, bu değer 7 kHz'e bile düşürülebilir!). Bu durumda olası kanal sayısı

Bu yetenek, XE1205F'nin belirli dar bant uygulamaları için kullanılmasına olanak tanır. Bant genişliği azaltma, veri hızı ve frekans sapması sırasıyla 4800 bit ve 5 kHz'i geçmediği takdirde kullanılabilir. saat frekansı referans osilatör, yüksek kararlılığa sahip bir rezonatör tarafından stabilize edilir veya frekans düzeltmesi kullanılır.

Alıcı-verici, iletilen veya alınan veri baytlarını depolamak için 16 baytlık bir FIFO kullanır. Veri baytları, harici bir standart 3 kablolu SPI seri arabirimi üzerinden FIFO'dan iletilir ve alınır.

Dar bant ve ayrıca kanallar arasında geçiş yaparken vericinin kısa kurtarma süresi (~ 150 μs), XE1205F'nin frekans atlama yöntemini (FHSS) kullanarak radyo sistemleri oluşturmak için kullanılmasına izin verir. Frekans atlama yöntemi, iletim için tahsis edilen tüm bant genişliğinin belirli sayıda frekans kanalına bölünmesi anlamına gelir. Kanaldan kanala atlamalar, belirli bir sırada eşzamanlı olarak gerçekleşir (örneğin, doğrusal veya sözde rastgele).

XE1205F alıcı-vericinin avantajı da sınıfındaki benzersiz -121 dBm alıcı hassasiyetidir.

Veri aktarım hızlarına gelince, XE1203F modülünün Barker codec bileşenini kullanırken yetenekleri güvenlik sistemleri için bile yetersiz görünüyor - sadece 1.154 kbit. Bu gösterge, enerji verimli bir FSU'nun uygulanmasına izin vermeyecektir, çünkü CSMA/CA protokolü tarafından sağlanan uyku süresi çok kısa olacaktır.

Nesnelerin korunması için kablosuz sensör ağının düğümlerinin alıcı-vericileri şunları sağlamalıdır:

artan menzile sahip bir ağ ağı oluşturmak;

fiziksel düzeyde uygulama - FHSS spektrum yayma teknolojileri;

ortama erişim düzeyinde uygulama - erişim senkronizasyonu ile "yuva" CSMA / CA.

Yukarıdakilere dayanarak, nesnelerin korunması için kablosuz sensör ağının fiziksel ve MAC seviyesini düzenlemek için XE1205F alıcı-verici modülünün kullanılmasının tercih edildiği sonucuna varabiliriz.

EDEBİYAT

1. Varaguzin V. Sensörlerden veri toplama, IEEE 802.15.4 standardına dayalı izleme ve kontrol için radyo ağları // TeleMultiMedia. - 2005.-№6.- С23-27. - www.telemultimedia.ru

2. Vishnevsky V.M., Lyakhov A.I., Tailor S.L., Shakhnovich I.V. Geniş bant kablosuz bilgi iletim ağları. - M.: Teknosfer, 2005 - 592 s.

3. Baskakov S., Oganov V. MeshLogic ™ platformuna dayalı kablosuz sensör ağları // Elektronik

Bileşenler. - 2006. - No. 8. - S.65-69.

4. Goryunov G. Entegre mikrodalga alıcı-verici XE1203. // Elektronik bileşenler dünyası. - 2004. - Hayır. 1. -

Kullanım tarihi ve kapsamı

Sensör ağının ilk prototiplerinden biri, denizaltıları tespit etmek ve tanımlamak için tasarlanmış SOSUS sistemi olarak kabul edilebilir. Kablosuz sensör ağlarının teknolojisi, nispeten yakın zamanda - 90'ların ortalarında - aktif olarak gelişmeye başladı. Bununla birlikte, sadece 21. yüzyılın başında, mikroelektroniklerin gelişimi, bu tür cihazlar için oldukça ucuz bir eleman tabanı üretmeyi mümkün kıldı. Modern kablosuz ağlar temel olarak ZigBee standardına dayanmaktadır. Sensör ağlarının uygulanmasına hazır olan önemli sayıda endüstri ve pazar segmenti (imalat, çeşitli ulaşım türleri, yaşam desteği, güvenlik) ve bu sayı sürekli artmaktadır. Eğilim, teknolojik süreçlerin artan karmaşıklığından, üretimin gelişmesinden, güvenlik, kaynak kontrolü ve envanter kullanımı bölümlerinde bireylerin genişleyen gereksinimlerinden kaynaklanmaktadır. Yarı iletken teknolojilerinin gelişmesiyle birlikte, sensör ağlarının endüstride, konutlarda ve toplumsal hizmetlerde ve evlerde uygulanmasıyla ilgili yeni pratik görevler ve teorik problemler ortaya çıkıyor. Parametrelerin ucuz kablosuz sensör kontrol cihazlarının kullanımı, telemetri ve kontrol sistemlerinin uygulanması için aşağıdakiler gibi yeni alanlar açar:

Titreşim, sıcaklık, basınç vb. parametreleri izleyerek aktüatörlerin olası arızalarının zamanında belirlenmesi;
İzleme nesnesinin uzak sistemlerine gerçek zamanlı erişim kontrolü;
Endüstriyel varlıkların denetimi ve bakımının otomasyonu;
Ticari varlık yönetimi;
Enerji ve kaynak tasarrufu teknolojilerinde bileşen olarak uygulama;
Çevrenin eko-parametrelerinin kontrolü.

Algılayıcı ağların uzun geçmişine rağmen algılayıcı ağ oluşturma kavramının nihai olarak şekillenmediğini ve belirli yazılım ve donanım (platform) çözümlerinde ifade edilmediğini belirtmek gerekir. Mevcut aşamada sensör ağlarının uygulanması, büyük ölçüde endüstriyel görevin özel gereksinimlerine bağlıdır. Mimari, yazılım ve donanım uygulaması, gelecekteki üreticiler için teknolojik bir niş bulmak için geliştiricilerin dikkatini çeken yoğun bir teknoloji oluşumu aşamasındadır.

teknolojiler

Kablosuz sensör ağları (WSN), sensörlerle (sıcaklık, basınç, aydınlatma, titreşim seviyesi, konum vb. için sensörler) donatılmış minyatür bilgi işlem cihazlarından ve belirli bir radyo aralığında çalışan sinyal alıcı-vericilerinden oluşur. Esnek mimari, düşük kurulum maliyetleri, akıllı sensörlerin kablosuz ağlarını diğer kablosuz ve kablolu iletişim arayüzlerinden ayırır, özellikle çok sayıda birbirine bağlı cihaz söz konusu olduğunda, sensör ağı 65.000 cihaza kadar bağlanmanıza izin verir. Kablosuz çözümlerin maliyetindeki sürekli düşüş, operasyonel parametrelerindeki artış, kendimizi kademeli olarak kablolu çözümlerden telemetri verileri toplama sistemlerine, uzaktan teşhis araçlarına ve bilgi alışverişine yönlendirmemize olanak tanır. "Sensör ağı" bugün iyi bilinen bir terimdir (İng. Sensör Ağları), dağıtılmış, kendi kendini organize eden, özel kurulum gerektirmeyen katılımsız cihazların bireysel elemanlarının arızasına karşı dayanıklı bir ağ anlamına gelir. Sensör ağının her düğümü şunları içerebilir: çeşitli sensörlerçevresel kontrol, mikrobilgisayar ve radyo alıcı-verici için. Bu, cihazın ölçüm yapmasına, bağımsız olarak ilk veri işlemesini gerçekleştirmesine ve harici bir bilgi sistemi ile iletişimi sürdürmesine olanak tanır.

802.15.4 / ZigBee Sensör Ağları olarak bilinen kısa menzilli röle teknolojisi. WSN - Kablosuz Sensör Ağı), kaynakları ve süreçleri izlemek ve yönetmek için kendi kendini organize eden hataya dayanıklı dağıtılmış sistemlerin geliştirilmesindeki modern trendlerden biridir. Günümüzde kablosuz sensör ağı teknolojisi, sensörlerin çalışma süresi için kritik olan izleme ve kontrol görevlerini çözmek için kullanılabilecek tek kablosuz teknolojidir. Kablosuz bir sensör ağında birleştirilen sensörler, bilgi toplamak, işlemek ve iletmek için coğrafi olarak dağıtılmış kendi kendini organize eden bir sistem oluşturur. Ana uygulama alanı, fiziksel ortam ve nesnelerin ölçülen parametrelerinin kontrolü ve izlenmesidir.

radyo yolu;
işlemci modülü;
pil;
çeşitli sensörler.

Tipik bir düğüm, üç tür aygıtla temsil edilebilir:

Ağ Koordinatörü (FFD - Tam İşlevli Cihaz);
- küresel koordinasyon, organizasyon ve ağ parametrelerinin ayarlanmasını gerçekleştirir;
- en fazla bellek ve güç kaynağı gerektiren üç cihaz türünün en karmaşıkı;

Tam İşlevsel Cihaz (FFD);
- 802.15.4'ü destekler;
- ek bellek ve güç tüketimi, bir ağ koordinatörü olarak hareket etmenizi sağlar;
- her tür topoloji için destek (noktadan noktaya, yıldız, ağaç, ağ);
- ağın koordinatörü olarak hareket etme yeteneği;
- ağdaki diğer cihazlara erişme yeteneği;
(RFD - Azaltılmış İşlevli Cihaz);
- Sınırlı bir dizi 802.15.4 özelliğini destekler;
- "noktadan noktaya", "yıldız" topolojileri için destek;
- koordinatör olarak hareket etmez;
- ağ koordinatörü ve yönlendirici ile iletişim kurar;

Geliştiriciler şirketleri

Piyasada çeşitli türlerdeki şirketler temsil edilmektedir:

Notlar (düzenle)

Wikimedia Vakfı. 2010.

Diğer sözlüklerde "Kablosuz sensör ağları" nın neler olduğunu görün:

- (diğer adlar: kablosuz ad hoc ağlar, kablosuz dinamik ağlar) kalıcı bir yapıya sahip olmayan merkezi olmayan kablosuz ağlar. İstemci cihazlar bir ağ oluşturmak için anında bağlanır. Her ev sahibi iletmeye çalışır ... ... Wikipedia

Bu sayfanın Kablosuz Kendi Kendini Düzenleyen Ağ olarak yeniden adlandırılması önerilir. Wikipedia sayfasındaki nedenlerin ve tartışmanın açıklaması: Yeniden adlandırmaya doğru / 1 Aralık 2012. Belki de şu anki adı modern ... ... Wikipedia'nın normlarına uymuyor.

Kablosuz ad hoc ağlar, kalıcı bir yapıya sahip olmayan merkezi olmayan kablosuz ağlardır. İstemci cihazlar bir ağ oluşturmak için anında bağlanır. Ağdaki her düğüm, diğer düğümlere yönelik verileri iletmeye çalışır. Aynı zamanda ... ... Vikipedi

Tipik bir kablosuz sensör ağının mimarisi Bir kablosuz sensör ağı, bir radyo kanalı aracılığıyla birbirine bağlanan birçok sensör (sensör) ve aktüatörden oluşan dağıtılmış, kendi kendini organize eden bir ağdır. Bölge ... ... Vikipedi

Bu makaleyi geliştirmek isteniyor mu?: Tasarımı makale yazma kurallarına uygun olarak yeniden tasarlayın. Makalede dil bilgisi ve yazım hataları olup olmadığını kontrol edin. Makaleyi ... Wikipedia'ya göre düzeltin

Telemetri, telemetri (diğer Yunanca τῆλε "uzak" + μέτρεω "ölçüyorum"), operatöre veya kullanıcıya uzaktan ölçüm yapılmasına ve bilgi toplanmasına izin veren bir dizi teknoloji, ayrılmaz bir parçası ... ... Wikipedia

Ultra geniş bant (UWB) sinyalleri "ekstra geniş" bant genişliğine sahip radyo sinyalleri (mikrodalga sinyalleri). Ultra geniş bant radar ve ultra geniş bant radyo iletişimi için kullanılırlar. İçerik 1 Tanım 2 Yönetmelik ... Wikipedia

Bina otomasyonu ve dağıtılmış tesis yönetimi için geliştirilmiş ilk Açık Kablosuz Veri Ağı Protokolü. Bir Net, mevcut birçok alıcı-verici (alıcı-verici) ile kullanılabilir ve ... ... Wikipedia

boyut: piksel

Sayfadan göstermeye başlayın:

Transcript

1 İÇİNDEKİLER GİRİŞ 1 Kablosuz sensör ağları hakkında genel bilgiler 1.1 Kablosuz sensör ağları ve standartları Wi-Fi standardı WiMAX standardı Bluetooth standardı HomeRF standardı ZigBee standardı 1.2 Kablosuz ağlarda yönlendirme yöntemleri 2 Ağ simülatörlerinin genel görünümü ve karşılaştırmalı özellikleri ve en uygun simülatörün seçilmesi 2.1 Genel Bakış simülasyon araçları kablosuz sensör ağları NS simülatörü Cooja simülatörü TOSSIM simülatörü (TinyOS Simülatörü) OMNeT ++ 3 simülatörü NS-2 ve OMNeT simülatörlerinin karşılaştırmalı analizi Genel karşılaştırmalı özellikler 3.2 Sonuç 3.3 AODV yönlendirme protokolü 3.4 NS-2 ve OMNeT'de AODV protokolünün simülasyonu NS'de AODV modeli OMNeT ++'da AODV modeli 4 Bir kablosuz iletişim sisteminde bir yönlendirme modelinin geliştirilmesi ve yazılım uygulaması 4.1 Ağ modelleme 4.2 Yazılım kurulumu ve konfigürasyonu 4.3 Bir kablosuz iletişim modelinin yazılım uygulaması 5 Elde edilen sonuçların analizi 5.1 Ağ analizi gecikmeler 5.2 Standart ağ düğümlerinde sapma 5.3 Ağda paket iletimi 5.4 İletim sırasında parazit bağışıklığı 5.5 Düğümlerin güç tüketimi 5.6 Sonuçlar 6 Can güvenliği 6.1 Klima sisteminin hesaplanması 6.2 Yapay aydınlatmanın hesaplanması KULLANILAN KAYNAKLARIN SONUÇ LİSTESİ KISALTMALAR EKLER

2 GİRİŞ Kablosuz sensör ağları, otomasyon ve kontrol, izleme ve kontrol için aktif olarak sistemler geliştirmektedir. Kontrol cihazlarıyla etkileşime giren sensörler, bilgi toplamak, işlemek ve iletmek için dağıtılmış, kendi kendini organize eden bir sistem oluşturur. Kendi kendini organize eden ağ, cihazların birbirlerini kendilerinin bularak ağ oluşturdukları ve herhangi bir düğümün arızalanması durumunda mesaj iletmek için yeni yollar oluşturabildikleri bir sistem olarak tanımlanmaktadır. Sensör ağ teknolojisi, yardımcı ekipmanlarla (kablo kanalları, terminaller, dolaplar vb.) birlikte bir ağ kurmak için pahalı kablolar gerektirmez. Ve sensör ağı şu anda kullanılan ana arayüzleri ve protokolleri desteklediğinden, büyük ölçekli bir yeniden yapılandırma gerçekleştirmeden onu mevcut ağa entegre etmek mümkündür. Enerji tüketimi gerektirmeyen minyatür sensörler (hizmet ömrü birkaç yıla ulaşabilir), ulaşılması zor yerlere ve geniş alanlara yerleştirme imkanı sağlar. Sürekli hareket eden veya sık hareket eden düğümlerin ağa bağlanması gerektiğinde kablosuz çözümler vazgeçilmezdir. Bununla birlikte, kablosuz çözümlerin dezavantajı, hem sınırlı bir süre içinde garantili veri teslimi açısından hem de iletilen bilgilerin yetkisiz erişime karşı korunması açısından düşük güvenilirlikleridir. Sensör ağlarının hayatın her alanında geliştirilmesi ve uygulanması insanlığa çok sayıda fayda sağlayacaktır. Kablosuz sensör ağları konusu henüz yeterince çalışılmamıştır, şu anda çözülmemiş bir dizi sorun ve sınırlama vardır, ancak avantajlar şirketleri, örneğin ZigBee standardı gibi sensör ağlarında bilgi iletimi için standartlar geliştirmeye çekmektedir. . Bu tezin amacı, ZigBee sistemindeki sensör ağının sabit ve mobil cihazlarının özelliklerini ve parametrelerini incelemektir.

3 Bölüm 1. Kablosuz algılayıcı ağlar hakkında genel bilgiler 1.1. Kablosuz algılayıcı ağlar ve standartlar Kablosuz algılayıcı ağlar (BSS), bilimsel araştırmalar için yeni fırsatlar yaratan, günümüz telekomünikasyon sistemlerinin geliştirilmesinde en umut verici yönlerden biridir. Düğümlerin minyatür boyutu (bir inç küp), entegre bir radyo arayüzü, düşük güç tüketimi ve oldukça düşük bir maliyet, bu ağı, kontrol ve yönetim sistemleri kurmanın gerekli olduğu yaşam alanlarında kullanım için çok karlı hale getirir veya güvenliği izleyin. Kablosuz bir sensör ağına öncelikle teknik, ekonomik veya organizasyonel nedenlerle kablo döşemenin genellikle imkansız olduğu alanlarda ihtiyaç duyulur. Sensör ağ düğümü (mot), alıcı-verici, mikro denetleyici, piller, bellek ve sensörü içeren bir karttır. Sensörler çeşitli şekillerde kullanılabilir, çoğu zaman sensörler sıcaklık, basınç, nem, aydınlatma, daha az sıklıkla titreşim veya kimyasal ölçüm sensörleri için kullanılır. Mote'lara, bir ağ düzenledikleri, birbirleriyle bilgi alışverişinde bulundukları özel bir yazılım yüklenir. Çoğu kablosuz sensör ağı, Berkeley Üniversitesi'nde geliştirilen TinyOS yazılımını kullanır. Bir mesajı iletmenin mümkün olduğu maksimum mesafe 100 metreden fazla değildir. Veri almak ve göndermek için her düğüm bir antenle donatılmıştır. Sensör ağı çalışma süreci Şekil 1.1'de gösterilmektedir. Şekil 1.1 Algılayıcı ağ motlarının çalışma süreci

4 Sensör ağının düğümleri sabit olabilir, belirli bir yere sabitlenebilir, ayrıca mobil nesnelere bağlanabilir ve ağın bir parçası olarak kalırken serbestçe hareket edebilir. Motlar birbirlerine bilgi iletir ve ağ geçidine yakın olan motlar, birikmiş tüm verileri ona gönderir. Bazı hareketler başarısız olursa, ağ yeniden yapılandırıldıktan sonra çalışmaya devam eder. Şekil 1.2, bir algılayıcı ağ düğümünün iç kısımlarını gösterir. Şekil 1.2 Sensör ağ düğümü Wi-Fi, WiMAX, Bluetooth, HomeRF, ZigBee vb. gibi birçok veri iletim standardı 2,4 GHz bandını paylaşır, böylece Wi-Fi standardı Wi-Fi Wi-Fi ticari markası -Fi Alliance IEEE standardına dayalı kablosuz ağlar için İnternet bağlantısı olmayan bir dizüstü bilgisayar veya iletişim cihazı, günümüzde neredeyse işe yaramaz bir donanım parçasıdır. İnternet bağlantısı sorununu çözmek için Wi-Fi'nin yaygın olarak kullanılmasıyla, terim iyi bilinir hale geldi. İlk başta bazı WECA basın bültenlerinde Wireless Fidelity (kablosuz doğruluk) ifadesi yer almasına rağmen, şu anda bu ifade terk edilmiştir ve Wi-Fi terimi hiçbir şekilde deşifre etmemektedir. Başlangıçta ödeme sistemlerine yönelik ürünler WaveLAN markası altında pazarlandı ve 1 ile 2 Mbps arasında veri aktarım hızları sağladı. Wi-Fi yaratıcısı Vic Hayes, IEEE b, IEEE a ve IEEE g gibi standartların geliştirilmesine yardımcı olan bir ekipteydi. Tipik olarak, bir Wi-Fi ağ şeması en az bir erişim noktası ve en az bir istemci içerir.

5 Erişim noktası kullanılmadığında ve istemciler doğrudan ağ bağdaştırıcıları aracılığıyla bağlandığında, noktadan noktaya (Ad-hoc) modunda iki istemciyi bağlamak da mümkündür. Erişim noktası, her 100 ms'de 0,1 Mbps hızında özel sinyal paketleri kullanarak ağ tanımlayıcısını (SSID) yayınlar. Bu nedenle, Wi-Fi için en düşük veri aktarım hızı 0,1 Mbps'dir. Ağın SSID'sini bilen istemci, bu erişim noktasına bağlanmanın mümkün olup olmadığını öğrenebilir. Aynı SSID'lere sahip iki erişim noktası kapsama alanına girdiğinde, alıcı sinyal gücüne göre aralarında seçim yapabilir. Wi-Fi standardı, müşteriye bağlantı kriterlerini seçme konusunda tam bir özgürlük verir. Wi-Fi cihazları günümüz pazarında yaygındır. Wi-Fi logolu zorunlu sertifikasyonu sayesinde ekipman uyumluluğu garanti edilir. Veri aktarımı sırasında Wi-Fi cihazlarından yayılan radyasyon, bir cep telefonundan iki kat (100 kat) daha azdır. Teknoloji, bir ağın kablolama olmadan konuşlandırılmasını sağlar, bu da ağın kurulum ve/veya genişletme maliyetini azaltabilir. Dış mekanlar ve tarihi değeri olan binalar gibi kablonun kurulamadığı yerler kablosuz ağlar tarafından sunulabilir. Teknoloji, mobil cihazların ağa erişmesine izin verir. WEP şifreleme standardı, doğru konfigürasyonla bile (algoritmanın zayıflığı nedeniyle) nispeten kolay bir şekilde kırılabilir. Daha yeni cihazlar daha gelişmiş WPA ve WPA2 veri şifreleme protokolünü desteklese de, birçok eski erişim noktası bunu desteklemez ve değiştirilmeleri gerekir. Haziran 2004'te IEEE i (WPA2) standardının benimsenmesi, yeni ekipman için daha verimli bir kimlik doğrulama ve şifreleme şeması sağladı. WPA ve WPA2 protokolleri, genellikle kullanıcı tarafından atanan paroladan daha güçlü bir parola gerektirir. IEEE standardı, Geçici ağ (BSS Temel Hizmet Seti) ve altyapı ESS Genişletilmiş Hizmet Seti için iki çalışma modu tanımlar. Geçici mod ("noktadan noktaya" olarak da adlandırılır), özel bir erişim noktası kullanmadan istasyonlar (istemciler) arasındaki iletişimin doğrudan kurulduğu basit bir ağdır. Altyapı ESS modunda, bir kablosuz ağ, kablolu bir ağa bağlı en az bir erişim noktasından ve bir dizi kablosuz istemci istasyonundan oluşur. Kapalı bir alanda kablosuz bir ağ düzenlemek için çok yönlü antenli vericiler kullanılır. 2.4 GHz radyo dalgalarının bazen yüksek metal takviye içeriğine sahip duvarlardan (betonarme binalarda, taşıyıcı duvarlarda) geçemeyeceği unutulmamalıdır, bu nedenle, ayrı odalara kendi erişim noktalarınızı kurmanız gerekecektir. böyle bir duvarla. IEEE standardına göre çalışan erişim noktası veya istemci istasyonunun vericisi tarafından yayılan güç 0,1 W'ı geçmez, ancak

6, birçok kablosuz erişim noktası üreticisi, gücü yalnızca yazılımla sınırlar ve gücü 0,2-0,5 watt'a çıkarmak yeterlidir. Karşılaştırma için, bir cep telefonunun yaydığı güç, bir büyüklük sırası daha yüksektir (arama sırasında 2 W'a kadar). Bir cep telefonundan farklı olarak, ağ elemanları kafadan uzakta bulunduğundan, genel olarak kablosuz bilgisayar ağları sağlık açısından daha güvenli olarak kabul edilebilir. cep telefonları... IEEE uyumlu kablosuz ürünler dört güvenlik katmanı sunar: fiziksel, SSID Hizmet Seti Tanımlayıcı, MAC Kimliği Ortam Erişim Kontrol Kimliği ve şifreleme. Birçok kuruluş, izinsiz girişlere karşı koruma sağlamak için ek şifreleme (VPN gibi) kullanır. Şu anda, WPA2'yi kırmanın ana yöntemi şifre tahminidir, bu nedenle şifre tahmin görevini mümkün olduğunca zor hale getirmek için karmaşık alfanümerik şifrelerin kullanılması önerilir WiMAX standardı WiMAX (Mikrodalga Erişimi için İngiliz Dünya Çapında Birlikte Çalışabilirlik) bir telekomünikasyon teknolojisidir. çok çeşitli cihazlar için (iş istasyonlarından ve dizüstü bilgisayarlardan cep telefonlarına kadar) uzun mesafelerde evrensel kablosuz iletişim sağlamak üzere geliştirilmiştir. Wireless MAN olarak da adlandırılan IEEE standardına dayanmaktadır (WiMAX, bir teknoloji olmadığı için, Wireless MAN'in üzerinde anlaşmaya varıldığı forumun adı olduğu için bir argo adı olarak düşünülmelidir). WiMAX, Wi-Fi erişim noktalarının birbirine ve diğer İnternet segmentlerine bağlanması sorununu çözmenin yanı sıra kiralık hatlara ve xdsl'ye alternatif olarak kablosuz geniş bant erişimi sağlamak için uygundur. WiMAX, Wi-Fi ağlarından çok daha fazla kapsama alanıyla, yüksek hızlarda İnternet'e erişmenizi sağlar. Bu da teknolojinin yerel ağların yanı sıra geleneksel kiralık ve xdsl hatlarının devamı olan omurga kanalları olarak kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Sonuç olarak, bu yaklaşım, şehirler içinde ölçeklenebilir yüksek hızlı ağların oluşturulmasına izin verir. WiMAX, son kullanıcıya noktadan noktaya bir İnternet servis sağlayıcısı sağlamak için tipik olarak lisanslı spektrum kullanan (lisanssız frekanslar da mümkün olsa da) kilometrelerce alanı kapsayan uzun menzilli bir sistemdir. Ailenin farklı standartları, mobilden (cep telefonlarındaki veri aktarımına benzer) sabite (kullanıcının kablosuz ekipmanının bir konuma bağlı olduğu kablolu erişime alternatif) farklı erişim türleri sağlar.

7 WiMAX'tan farklı olarak Wi-Fi, ağ erişimi sağlamak için lisanssız frekans bantları kullanan, genellikle onlarca metreyi kapsayan daha kısa menzilli bir sistemdir. Tipik olarak, Wi-Fi, kullanıcılar tarafından İnternet'e bağlı olmayabilecek kendi yerel alan ağlarına erişmek için kullanılır. WiMAX ile karşılaştırılabilirse mobil iletişim, o zaman Wi-Fi daha çok sabit hat gibidir kablosuz telefon(telsiz telefon). WiMAX ve Wi-Fi, tamamen farklı Hizmet Kalitesi (QoS) mekanizmalarına sahiptir. WiMAX, bir baz istasyonu ile bir kullanıcı cihazı arasında bağlantı tabanlı bir mekanizma kullanır. Her bağlantı, her bağlantı için QoS parametresini garanti edebilen belirli bir zamanlama algoritmasına dayanır. Wi-Fi ise, paketlere farklı önceliklerin verildiği Ethernet'te kullanılana benzer bir QoS mekanizması kullanır. Bu yaklaşım, her bağlantı için aynı QoS'yi garanti etmez. Avantajlar seti, tüm WiMAX ailesine özgüdür, ancak sürümleri birbirinden önemli ölçüde farklıdır. Standardın geliştiricileri hem sabit hem de mobil uygulamalar için en uygun çözümleri arıyorlardı, ancak tüm gereksinimleri tek bir standartta birleştirmek mümkün değildi. Bir dizi temel gereksinim örtüşmesine rağmen, teknolojilerin farklı pazar nişlerine hedeflenmesi, standardın iki ayrı versiyonunun oluşturulmasına yol açmıştır (ya da daha doğrusu, bunlar iki farklı standart olarak kabul edilebilir). WiMAX spesifikasyonlarının her biri, çalışma frekans aralıklarını, bant genişliğini, emisyon gücünü, iletim ve erişim yöntemlerini, sinyal kodlama ve modülasyon yöntemlerini, radyo frekansı yeniden kullanım ilkelerini ve diğer göstergeleri tanımlar. Bu nedenle, IEEE e ve d sürümlerine dayalı WiMAX sistemleri pratik olarak uyumsuzdur. İki teknoloji arasındaki temel fark, sabit WiMAX'ın yalnızca statik abonelere hizmet vermesine izin verirken, mobil WiMAX'ın 150 km/s'ye kadar hızlarda hareket eden kullanıcılarla çalışmaya odaklanmış olmasıdır. Mobilite, dolaşım fonksiyonlarının varlığı ve abone hareket ettiğinde (şebekelerde olduğu gibi) baz istasyonları arasında "kesintisiz" geçiş anlamına gelir. hücresel iletişim). Belirli bir durumda, mobil WiMAX sabit kullanıcılara hizmet vermek için de kullanılabilir. Mobil WiMAX'ın icadıyla, özel telefonlar (normal bir mobil akıllı telefona benzer) ve bilgisayar çevre birimleri (USB radyolar ve PC kartları) dahil olmak üzere mobil cihazların geliştirilmesine giderek daha fazla önem verilmektedir. WiMAX ağlarını kullanmak için ekipman birkaç üretici tarafından sağlanır ve hem iç mekanlara (normal bir xdsl modem boyutundaki cihazlar) hem de dışına kurulabilir. İç mekan kullanımı için tasarlanmış ve profesyonel kurulum becerileri gerektirmeyen ekipmanın elbette daha uygun olduğu, ancak önemli ölçüde daha kısa mesafelerde çalışabileceği belirtilmelidir. Baz istasyonu profesyonelce daha

8 yüklü harici cihaz. Bu nedenle, iç mekan ekipmanı, ağ altyapısının geliştirilmesinde çok daha büyük bir yatırım gerektirir. Genel olarak, WiMAX ağları şu ana bölümlerden oluşur: baz ve abone istasyonları ile baz istasyonlarını birbirine, bir servis sağlayıcıya ve İnternete bağlayan ekipman. IEEE standart ailesinin ağlarının yapısı, geleneksel GSM ağlarına benzer (baz istasyonları onlarca kilometreye kadar mesafelerde çalışır; kurulumları için kule inşa etmek gerekli değildir, bunları bir cihaza kurmalarına izin verilir). evlerin çatıları, istasyonlar arasındaki görüş hattının durumuna bağlı olarak). WiMAX, hem "son mil" sorununu çözmek için hem de ofis ve bölgesel ağlara ağ erişimi sağlamak için kullanılır. Bir baz istasyonunu bir abone istasyonuna bağlamak için 1,5 ila 11 GHz arasında yüksek frekanslı bir radyo dalgası aralığı kullanılır. İdeal koşullar altında, baz istasyonu ile alıcı arasında bir görüş hattı gerektirmeden veri hızları 70 Mbps'ye kadar çıkabilir. 10 ila 66 GHz frekans aralığı kullanılarak baz istasyonları arasında bağlantılar (görüş hattı) kurulur, veri değişim hızı 140 Mbit / s'ye ulaşabilir. Bu durumda, klasik kablolu bağlantılar kullanılarak sağlayıcının ağına en az bir baz istasyonu bağlanır. Ancak, sağlayıcının ağlarına bağlı BS'lerin sayısı ne kadar fazlaysa, veri aktarım hızı ve ağın bir bütün olarak güvenilirliği o kadar yüksek olur. Bluetooth standardı Bluetooth, kişisel bilgisayarlar (masaüstü bilgisayarlar, el bilgisayarları, dizüstü bilgisayarlar), cep telefonları, yazıcılar, dijital kameralar, fareler, klavyeler, joystickler, kulaklıklar, kulaklıklar gibi cihazlar arasında güvenilir, ucuz, her yerde bulunan bir radyo frekansında bilgi alışverişini sağlar. kısa menzilli iletişim. Kablosuz kanal, bu cihazların birbirinden 1 ila 200 m'lik bir yarıçap içinde olduklarında (menzil büyük ölçüde engellere ve parazitlere bağlıdır), farklı odalarda bile iletişim kurmasını sağlar. AIRcable'ın yaklaşık 30 km menzilli bir Host XR Bluetooth adaptörü yayınladığını belirtmekte fayda var. Bluetooth cihazlarının birlikte çalışması için hepsinin ortak bir profili desteklemesi gerekir. Profil, belirli bir Bluetooth cihazı için kullanılabilen özellikler veya yetenekler topluluğudur. Bluetooth teknolojisi, lisanssız (Rusya hariç neredeyse her yerde) frekans aralığı 2,4 2.4835 GHz'e dayanır. Bu durumda geniş koruma bantları kullanılır: frekans aralığının alt sınırı 2 GHz ve üst sınırı 3.5 GHz'dir. Frekans (spektrumun merkezinin konumu) ± 75 kHz doğrulukla belirtilir. Frekans kayması bu aralığa dahil değildir. Sinyal kodlama, iki seviyeli GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) şemasına göre gerçekleştirilir. Mantık 0 ve 1, iki farklı frekansa karşılık gelir. Belirtilen frekans bandında

9 tahsisli 79 radyo kanalı, her biri 1 MHz HomeRF Standard HomeRF kablosuz teknolojisi, özellikle ev ağlarını hedef alır. HomeRF'nin arkasındaki ana fikir, ev kullanıcılarının kurumsal kullanıcılardan çok farklı ihtiyaçlara sahip olmasıdır. Bu, ihtiyaç duydukları çözümlerin onlar için özel olarak tasarlandığı anlamına gelir. HomeRF, kurulumu oldukça kolay, kullanımı basit ve günümüzün cihazlarına göre daha uygun fiyatlı cihazlar sağlayarak bu pazar nişinde çalışmak için çabalamaktadır. kablosuz çözümler işletmenin ölçeği. HomeRF, mevcut birkaç ses ve veri standardı üzerine kuruludur ve bunları tek bir çözüme entegre eder. FHSS kullanarak 2,4 GHz ISM bandında çalışır. Frekans atlama saniyede 50 ila 100 kez bir hızda gerçekleşir. Parazitin ortadan kaldırılması, sinyallerin zaman ve frekansta ayrılmasıyla gerçekleşir. HomeRF, Bluetooth teknolojisine dayalı kişisel kablosuz ağlarda kullanılanlara benzer düşük güçlü radyo vericileri kullanır. İki teknoloji arasındaki fark, HomeRF'nin multimedya uygulamalarını daha verimli bir şekilde işlemesini sağlayan SWAP (Standart Kablosuz Erişim Protokolü) dahil olmak üzere HomeRF'nin yalnızca ev kullanıcısı pazarını hedeflemesidir. Vericiler baz istasyonundan birkaç metre uzaklıkta çalışır ve Compact Flash kartlara yerleştirilebilir ZigBee ZigBee, IEEE standardına dayalı küçük, düşük güçlü radyo vericileri kullanan bir dizi yüksek seviyeli ağ protokolünün adıdır.Bu standart kablosuz kişisel alan ağlarını (WPAN) tanımlar. ZigBee, düşük veri hızlarında uzun pil ömrü ve yüksek veri güvenliği gerektiren uygulamaları hedefler. ZigBee teknolojisinin ana özelliği, nispeten düşük güç tüketimi ile sadece basit kablosuz topolojileri (noktadan noktaya ve yıldız) değil, aynı zamanda iletim ve yönlendirme mesajlarına sahip bir ağ topolojisine sahip karmaşık kablosuz ağları da desteklemesidir. Bu teknolojinin uygulama alanları, kablosuz sensör ağlarının inşası, konut ve inşaat halindeki binaların otomasyonu, bireysel teşhis tıbbi ekipmanlarının oluşturulması, endüstriyel izleme ve kontrol sistemlerinin yanı sıra tüketici elektroniğinin geliştirilmesidir. kişisel bilgisayarlar.

10 Marka adı, bal arılarının kovana döndükten sonraki davranışlarından gelmektedir. ZigBee ağları, uzun pil ömrü ve düşük iletim hızlarında yüksek veri güvenliği gerektiren uygulamalara yönelik, kendi kendini organize eden ZigBee iletişim sistemlerine duyulan ihtiyacın ortaya çıktığı 1998'den beri düşünülmüştür. ZigBee endüstriyel, bilimsel ve tıbbi (ISM bandı) radyo bantlarında çalışır: Avrupa'da 868 MHz, ABD ve Avustralya'da 915 MHz ve dünyanın çoğu ülkesinde 2,4 GHz (dünyadaki çoğu yargı yetkisi altında). ZigBee cihazı çoğu zaman uyku modunda olduğundan, güç tüketimi çok düşük olabilir ve bu da pil ömrünün uzamasına neden olur. Bir ZigBee cihazı 15ms veya daha kısa sürede uyanabilir (yani uykudan uyanıklığa geçebilir) ve yanıt gecikmesi, özellikle uykudan aktif moda geçişten kaynaklanan gecikmenin genellikle ulaştığı Bluetooth ile karşılaştırıldığında çok düşük olabilir. üç saniye. Cipslerin fiyatı, teknolojinin benimsenme hızı ve ucuzluğu, düşük güç tüketimi ve gürültü bağışıklığı gibi kriterleri göz önünde bulundurarak, ZigBee'nin şu anda çoğu zaman en iyi seçim olduğunu söyleyebiliriz. ZigBee'yi uygulamaya yönelik çipler, Texas Instruments, Freescale, Atmel, STMicroelectronics, OKI, vb. gibi tanınmış şirketler tarafından üretilmektedir. Bu, bu teknoloji için bileşenler için düşük fiyatları garanti eder. ZigBee, binalardaki aydınlatma sistemleri, endüstriyel ekipman için izleme sistemleri vb. gibi çok sayıda düğüme sahip kontrol sistemleri için düşük hızlı, düşük güçlü kablosuz ağların nişini dolduran bir teknolojidir. Şu anda, ZigBee modülleri oldukça mevcuttur: Telegesis tarafından piyasaya sürülen ETRX2, ETRX3. Bunlara aşina olmak için, USB konektörlü bir koordinatör modülü ve bir yönlendiriciyi veya sıcaklık ve ışık sensörleri, test düğmeleri vb. İşte ana standartların karşılaştırmalı bir tablosu

11 Tablo 1.1 Kablosuz ağ standartlarının karşılaştırmalı özellikleri ZigBee Wi-Fi Bluetooth (IEEE) (IEEE b) (IEEE) Frekans bandı 2, GHz 2.4-2.483 GHz 2.4-2.483 GHz Bant genişliği kbps, 1 Yığın boyutu protokolü, kbyte 1000'den fazla 250'den fazla Pilden sürekli çalışma süresi, gün En yüksek miktar ağdaki düğümler Eylem aralığı, m Alan Uzaktan İletim Değiştirme uygulama izleme ve bağlantı bilgilerinin multimedya kablolu kontrolü (İnternet, posta, video) Tablo 1.1'de verilen özellikler, ZigBee 1.2'nin bir sensör ağı için en uygun standart olduğunu göstermektedir. Kablosuz Yönlendirme Yöntemleri Üç tür yönlendirme vardır - basit, sabit ve uyarlanabilir. Temel fark aralarında, bir rota seçme problemini çözerken topoloji değişikliklerinin ve ağ yükünün dikkate alınma derecesidir. Basit yönlendirme, bir rota seçerken ne ağ topolojisindeki değişikliğin ne de durumundaki (yükteki) değişikliğin dikkate alınmaması bakımından farklılık gösterir. Yönlü paket iletimi sağlamaz ve verimi düşüktür. Avantajları, yönlendirme algoritmasının uygulanmasının basitliği ve bireysel elemanlarının arızalanması durumunda ağın kararlı çalışmasının sağlanmasıdır. Bazı pratik uygulamalar, çeşitli basit yönlendirmeler aldı: rastgele ve çığ. Rastgele yönlendirmenin özelliği, bir iletişim düğümünden bir paketin iletimi için rastgele seçilmiş bir serbest yönün seçilmesidir. Paket ağ üzerinde "dolaşır" ve sonlu bir olasılıkla hedefe ulaşacaktır. Aynı zamanda ne paketin optimal teslim süresi, ne de bant genişliğinin verimli kullanımı sağlanır.

12 ağ yetenekleri. Çığ yönlendirme (veya: tüm serbest giden yönleri paketlerle doldurma), paketin bu düğüme geldiği yer dışında, bir düğümden tüm yönlere bir paketin iletilmesini içerir. Bu, her düğümde olduğu gibi, ağ bant genişliği kullanımını büyük ölçüde azaltan paket yayılım fenomeni meydana gelir. Bunun olmasını önlemek için, paketin kopyalarını işaretlemek ve her düğümde tekrar tekrar içinden geçen kopyaları yok etmek gerekir. Bu yöntemin ana avantajı, paketin iletildiği tüm yönlerden en az biri böyle bir süre sağladığından, paketin alıcıya optimal teslim süresinin garantili olarak sağlanmasıdır. Yöntem, paket teslimatının zamanını ve güvenilirliğini en aza indirmek için gereksinimler yeterince yüksek olduğunda, yüksüz ağlarda kullanılabilir. Sabit yönlendirme, bir rota seçerken ağ topolojisindeki değişikliklerin dikkate alınması ve yükündeki değişikliklerin dikkate alınmaması ile karakterize edilir. Her bir hedef düğüm için, iletim yönü, en kısa yolları belirleyen yol tablosuna (dizin) göre seçilir. Dizinler ağ kontrol merkezinde derlenir. Ağ topolojisi değiştiğinde yeniden derlenirler ve değiştirilirler. Yük değişikliklerine adaptasyon eksikliği ağ paketi gecikmelerine yol açar. Tek yollu ve çok yollu sabit yönlendirme türleri arasında ayrım yapın. İlki, iki abone arasında, arızalar ve aşırı yüklere karşı kararsızlık ile bağlantılı olan paketleri iletmek için tek bir yol temelinde inşa edilmiştir ve ikincisi, iki abone arasında tercih edilen yolun seçildiği birkaç olası yola dayanmaktadır. Sabit yönlendirme, topolojide çok az değişiklik ve sabit paket akışı olan ağlarda kullanılır. Uyarlanabilir yönlendirme, paket iletiminin yönüne ilişkin kararın hem topolojideki hem de ağın yükündeki değişiklikleri dikkate alarak gerçekleştirildiği yönlendirme olarak adlandırılır. Bir rota seçerken hangi bilgilerin kullanıldığına göre farklılık gösteren, uyarlamalı yönlendirmenin çeşitli modifikasyonları vardır. Yerel, dağıtık, merkezi ve hibrit yönlendirme gibi değişiklikler yaygınlaştı. Yerel uyarlamalı yönlendirme, belirli bir düğümde mevcut olan bilgilerin kullanımına dayanır ve şunları içerir: bu düğümden paket iletiminin tüm yönlerini tanımlayan bir yol tablosu; çıkış iletişim hatlarının durumuna ilişkin veriler (çalışıyor veya çalışmıyor); gönderilmeyi bekleyen paketlerin kuyruk uzunluğu. Diğer iletişim düğümlerinin durumuyla ilgili bilgiler kullanılmaz. Rota tablosu, paketin en kısa sürede alıcıya ulaşmasını sağlayan en kısa yolları tanımlar. Bu yöntemin avantajı, rota seçim kararının en son düğüm durumu verileri kullanılarak verilmesidir. Bu yöntemin dezavantajı, "miyopi" dir, çünkü rota seçimi tüm ağın küresel durumu dikkate alınmadan yapılır.

Bu nedenle, sıkışık bir rota boyunca bir paketi iletme tehlikesi her zaman vardır. Dağıtılmış uyarlamalı yönlendirme, yerel yönlendirme için belirtilen bilgilerin ve ağ komşularından alınan verilerin kullanımına dayanır. Her düğümde, tüm hedef düğümlere, minimum paket gecikme süresine sahip rotaların gösterildiği bir rota tablosu (katalog) oluşturulur. Ağ başlatılmadan önce, bu süre ağ topolojisine göre tahmin edilir. Ağın çalışması sırasında, düğümler, düğümün yükünü (paket kuyruğu uzunluğu) gösteren gecikme tabloları olarak adlandırılan komşu düğümlerle periyodik olarak değişir. Gecikme tablolarını değiştirdikten sonra, her düğüm gecikmeleri yeniden hesaplar ve gelen verilere ve düğümün kendisindeki kuyrukların uzunluğuna göre yolları ayarlar. Gecikme tabloları sadece periyodik olarak değil, yük veya ağ topolojisinde ani değişiklikler olması durumunda asenkron olarak da değiştirilebilir. Bir rota seçerken komşu düğümlerin durumunu dikkate almak, yönlendirme algoritmalarının verimliliğini önemli ölçüde artırır, ancak bu, hizmet bilgileriyle ağ yükünü artırarak elde edilir. Ek olarak, düğümlerin durumundaki değişikliklerle ilgili bilgiler ağ üzerinde nispeten yavaş yayılır, bu nedenle rota seçimi biraz eski verilere dayanarak yapılır. Merkezi uyarlamalı yönlendirme, her ağ düğümü için yönlendirme sorununun yönlendirme merkezinde (RC) çözülmesiyle karakterize edilir. Her düğüm, durumu (kuyrukların uzunluğu ve iletişim hatlarının çalışabilirliği) hakkında periyodik olarak bir mesaj üretir ve bunu CM'ye iletir. Bu verilere dayanarak, her düğüm için CM'de bir yol tablosu derlenir. Doğal olarak, mesajların CM'ye iletilmesi, rota tablolarının oluşturulması ve dağıtılması - tüm bunlar zaman gecikmeleri ile ilişkilidir, bu nedenle, özellikle ağda yük dalgalanması olduğunda, bu yöntemin etkinliğinin kaybıyla ilişkilidir. Ayrıca, bir CM arızası durumunda ağ kontrolünün kaybolması tehlikesi vardır. Hibrit uyarlamalı yönlendirme, CM tarafından ağ düğümlerine gönderilen yol tablolarının, düğümlerdeki kuyruk uzunluğunun analizi ile birlikte kullanılmasına dayanır. Sonuç olarak, burada merkezi ve yerel yönlendirme ilkeleri uygulanmaktadır. Hibrit yönlendirme, merkezi yönlendirmenin (merkez tarafından oluşturulan yollar biraz eskidir) ve yerel ("miyopi" yöntemi) dezavantajlarını telafi eder ve avantajlarını algılar: merkezin yolları ağın küresel durumuna karşılık gelir ve dikkate alınır. düğümün mevcut durumu, sorunun zamanında çözülmesini sağlar. ...

14 Bölüm 2. Ağ simülatörlerine genel bakış ve karşılaştırmalı özellikler ve en uygun simülatörün seçimi 2.1. Kablosuz sensör ağları için modelleme araçlarına genel bakış Bilgi iletişim sistemlerinin kalite göstergelerini değerlendirmek için en etkili araç simülasyondur. Bu amaçla çok sayıda ağ simülatörü geliştirilmiştir. Bunlardan en yaygınlarını ele alalım: NS-2 Simulator NS-2, kablolu ve kablosuz (mobil) iletişim sistemlerinin ayrık olay simülasyonu için tasarlanmış bir Açık Kaynak yazılımıdır. Simülatördeki ana diller C++ ve Tcl'dir (Araç Komut Dili). OTCL (Object Tcl) simülasyonlar oluşturmak için kullanılır. Program ücretsiz olarak mevcuttur, programın web sitesinden indirilebilir ve akademik amaçlar için kullanılabilir. Simülatör, çok sayıda protokolü, ağ türlerini, ağ öğelerini, veri iletim modellerini destekler. Geçici ağları simüle etmek için, mobil düğümlerle çalışma yeteneğini sağlamak için ek iyileştirme gerektiren AODV, DSDV, DSR ve TORA yönlendirme protokolleri desteklenir. NS-2 simülatöründe IEEE standardını uygulayan bir model bulunmaktadır. LR-WPAN (Düşük Hızlı Kablosuz Kişisel Alan) modelinin bileşenlerinin yapısı ve ana işlevleri Şekil 2.1'de gösterilmiştir.

15 Şekil 2.1 LR-WPAN NS-2 modelinin bileşen yapısı Modelin ilk versiyonlarında uygulandığı belirtilmelidir. temel fonksiyonlar ZigBee ağ katmanı, ancak daha sonra tam olarak uymadıkları için genel erişimden çıkarıldılar. bu standart... Bu bağlamda, şu anda yalnızca NS-2'de bulunan ve kablosuz sensör ağlarının özelliklerini tam olarak dikkate almayan yönlendirme protokollerini kullanmak mümkündür. Simülatörün kullanımı hakkında çok az belge, çok az eğitim literatürü var. Sıkça sorulan sorular listesine başvurmanız ve modelin kaynak kodunu incelemeniz önerilir. Cooja Simülatörü Ağ simülatörü, işletim sistemi(OS) Contiki, kablosuz sensör ağları için özel olarak tasarlanmış olup, gerçek uygulamadan önce geliştirilen ağın yeteneklerini değerlendirmenize olanak tanır. Contiki, dokunmatik düğümler gibi düşük güçlü cihazlar için taşınabilir bir işletim sistemidir. Contiki kitaplıkları simülatör tarafından yüklenir ve derlenir ve ağ belirli işlevler kullanılarak izlenir ve analiz edilir. Simülatör kablosuz sensör ağları için tasarlanmış olsa da TCP/IP protokol yığınını da destekler. Şekil 2.2, Cooja simülatörünün çalışma penceresini gösterir,

16 Şekil 2.2 Cooja simülatör penceresi Simülatör, modeller oluşturmak için Java dilini kullanır, ancak bunun için programlar yazmanıza izin verir. ağ cihazları C'de Cooja genişletilebilir bir simülatördür, bu amaçla ek eklentiler ve arayüzler kullanılır. Arayüz, sensör düğümünün özelliklerini açıklar, eklentiler simülasyonu şekillendirmenize, örneğin simülasyonun hızını kontrol etmenize veya sensör düğümleri arasındaki trafiği izlemenize ve kontrol etmenize olanak tanır. Simülatör, birden fazla ağın eşzamanlı simülasyonunu destekler. Cooja simülatörünün özelliklerinden biri, ağ seviyesi, işletim sistemi seviyesi ve makine kodu talimat seviyesi olmak üzere üç farklı seviyede eşzamanlı simülasyondur. Cooja başlangıçta Linux ve Windows / Cygwin için geliştirildi, ancak daha sonra MacO'lar için de bir sürüm geldi. TOSSIM Simulator (TinyOS Simulator) TinyOS, sensör ağları için özel olarak tasarlanmış bir sistemdir. Nesc dilinde açıklanan bir bileşen programlama modeline sahiptir. TinyOS, geleneksel anlamda bir işletim sistemi değildir. Gömülü sistemler için bir yazılım ortamı ve bir dizi bileşendir.

17, TOSSIM gibi belirli bir uygulama için simülasyon modelleri oluşturmanıza olanak tanır. TOSSIM simülatörü, birkaç bin düğüme kadar boyutlara sahip ağları simüle edebilir ve bunları analiz ederek ağın davranışını yüksek doğrulukla tahmin edebilir. Simülatör, olası girişim ve hatalarla ağları simüle ederek, ağdaki tüm olası düğüm etkileşimlerinin basit ama aynı zamanda etkili bir modelini oluşturur. Düşük güçlü TinyOS cihaz modelini tanımlayan simülatör, sensör düğümünün davranışını büyük bir güvenle simüle eder, özelliklerini tanımlar ve çok sayıda deney gerçekleştirir. Geliştiricilere kolaylık sağlamak için TOSSIM, çalışan simülasyon modelinin eylemlerinin ayrıntılı görselleştirilmesini ve çoğaltılmasını sağlayan bir grafik kullanıcı arayüzünü destekler. TOSSIM öykünücüsünün genel özellikleri şunlardır: - ölçeklenebilirlik Simülatör, farklı konfigürasyonlara sahip çok sayıda düğümden oluşan bir ağ modelini destekler. Tüm geliştirilen ağların en büyüğü olan TinyOS, yaklaşık 850 düğümden oluşur, simülatör bu tür modelleri destekleyebilir; - güvenilirlik - simülatör, gerçek bir ağda meydana gelebilecek çeşitli düğüm etkileşimlerini tanımlar; - Bağlanabilirlik Simülatör, inşaat algoritmasını grafik gösterimiyle birleştirerek geliştiricilerin gerçek bir cihazda çalıştırılması gereken program kodunu test etmelerine ve ağı oluşturmalarına olanak tanır. TOSSIM mimarisi (Şekil 2.3) aşağıdaki unsurlardan oluşur: - ayrık olay akışı; - gerçek hareketlerin karşılık gelen donanım bileşenlerinin yerini alan bir dizi yazılım bileşeni; - fırsat sağlayan iletişim araçları harici programlar emülatörle etkileşime geçin.

18 Şekil 2.3 TOSSIM öykünücüsü OMNeT ++ simülatörünün mimarisi Bu simülatör, aşağıdaki gibi görevler için kullanılabilecek ayrık olaylara dayalı bir simülasyon sistemidir: - kablolu ve kablosuz iletişim sistemlerinin modellenmesi; - simülasyon protokolleri; - kuyruk ağlarının modellenmesi. OMNeT ++, ayrı bir olaya dayalı herhangi bir ağı simüle etmek için uygundur. İşlem, mesaj alışverişi yapan nesneler şeklinde uygun bir şekilde görüntülenir. OMNeT ++, simülasyon modelleri için C ++ dilini kullanır. NED'in üst düzey diliyle birleştirilen simülasyon modelleri, büyük bileşenler halinde birleştirilir ve büyük sistemleri temsil eder. Simülatör, modeller oluşturmak ve sonuçları gerçek zamanlı olarak değerlendirmek için grafik araçlara sahiptir. Program modelleri, modül adı verilen çok kullanımlı bileşenlerden birleştirilir. Modüller birçok kez kullanılabilir ve LEGO blokları gibi birleştirilebilir. Modüller bağlantı noktaları kullanılarak birbirine bağlanır ve üst düzey programlama dili NED kullanılarak bileşik modüller halinde birleştirilir. Tanıtılan modüllerin sayısı sınırsızdır. Modüller, rastgele veri yapıları içeren mesajları ileterek iletişim kurar. Modüller iletebilir

Sunucuya veya doğrudan birbirine belirli bağlantı noktaları ve bağlantılarda 19 mesaj. İkincisi, örneğin kablosuz ağları modellemek için kullanışlıdır. Şekil 2.4 Grafiksel NED düzenleyicisi Simülasyon işlemi çeşitli kullanıcı arayüzlerinde çalıştırılabilir. Grafik olarak canlandırılan kullanıcı arayüzü, ağ gösterimi ve hata ayıklama için uygundur ve arayüz Komut satırı değişiklik yapmak için uygun. OMNeT ++ bileşenleri: 1) kök modelleme kitaplığı; 2) Eclipse platformuna dayalı OMNeT ++ IDE; 3) gerçekleştirilen simülasyonun grafik arayüzü, yürütülebilir dosyaya (Tkenv) bağlantılar; 4) simülasyonları gerçekleştirmek için bir komut satırı kullanıcı arayüzü (Cmdenv); 5) belgeler, örnekler. OMNeT ++ en yaygın işletim sistemlerinde çalışır: (Linux, Mac OS / X, Windows).

20 Şekil 2.5 NED kaynak kodu düzenleyicisi Bölüm 3. NS-2 ve OMNeT modelleme araçlarının karşılaştırmalı analizi Genel karşılaştırmalı özellikler Bu bölüm, kablosuz bir simülasyon modeli oluşturmak için OMNeT ++ ve NS-2 yazılım ürünlerinin kullanımının karşılaştırmalı bir analizini sağlar. sensör ağı (WSS) ve parametrelerini kontrol edin ... Bu tezde, NS-2 ve OMNeT ++ gibi simülatörlere, eski simülatörlerin yüksek prevalansı (MobiHoc araştırması, ağ modelleme için bu simülatörün kullanımının yaklaşık %45'ini ortaya çıkarmıştır) ve basitliği nedeniyle çok dikkat edilmektedir. OMNeT ++ simülatör arayüzü. NS-2'deki protokollerin uygulanması genel kullanım için mevcutsa, aynı protokolün OMNeT ++'da uygulanması, bu simülatörlerin mimarisi farklı olduğu için zorluklarla karşılaşır. Analiz için, her bir sistemin hem kablosuz bir sensör ağı modelleme olasılığı hem de simüle edilen olayların ağda meydana gelen gerçek olaylara uygunluğu için incelendiği kriterler formüle edildi ve belirtildi. Bir kablosuz sensör ağının modellenmesi, teorik hesaplamaları yaklaşık olarak yapmayı, gerçek bir ağda meydana gelen eylemleri tahmin etmeyi, ağdaki düğümlerin etkileşimini tanımlamayı, yeni protokolleri test etmeyi, tanımlamayı mümkün kılacaktır. olası çözümler mimari optimizasyon,

21 Yeni ağ çözümlerini uygulamak için belirli topolojileri seçmek için. Tablo (3.1), NS-2 ve OMNeT simülatörlerinin yeteneklerinin genel karşılaştırmalı özelliklerini göstermektedir Sonuç Bu nedenle, OMNeT ++ programı öğrenmesi kolay bir arayüze sahiptir, akademik kullanım için ücretsizdir ve temel işlevleri uygular. ZigBee ağ katmanı. Buna göre, kablosuz bir sensör ağının modellenmesi ve araştırılması için tamamen uygundur. Daha fazla çalışma için OMNeT ++ programını seçiyorum. AODV yönlendirme protokolünü kullanarak kablosuz sensör ağını simüle edeceğiz.

22 Tablo 3.1 NS-2 ve OMNeT ++ yeteneklerinin karşılaştırmalı özellikleri Parametre NS-2 OMNeT ++ Esneklik NS-2, OMNeT ++'da geliştirildi ve bir TCP / IP esnek simülasyon, simülasyon yapısına sahiptir. buna göre, paket veri bileşenleri veri olan herhangi bir ağ ile simüle edilmiş ağları simüle etmek için kullanılabilir. NS-2, düğümlerin temsilleri, mesajların iletimi aracılığıyla katı bir şekilde etkileşime girer. protokoller, bağlantılar, paketlerin sunumu, avantajları olan ancak herhangi bir değişiklik yapmanıza izin vermeyen ağ adresleri. Senkronizasyon Ayrık olaylar Ayrık olaylar Platform Linux sistemleri, FreeBSD, Solaris. Linux, Unix, Windows modelleme (Cygwin) Windows (Cygwin) Destek Akış izleme Grafik simülasyon simülasyon akışının izlenmesi, C++'da arayüz geliştirme ve topoloji tanımı, analiz ve simülasyon sonuçları Dokümantasyon Dokümantasyon NS-2 OMNeT ++ parçalanmıştır, az sayıda mevcut eğitim literatürü el kitabı, eğitim literatürü, eğitim videoları Ölçeklenebilirlik NS-2, büyük ağları desteklemek için büyük ağlar için OMNeT ++'a sahip değildir. simülasyon Simülatörde büyük ağlar yoktur. uygulama modelleri ve kullanılan bilgisayarın donanım modellerinin yeteneklerinde yalnızca protokollerin tedarikini kısıtlama

23 3.3 AODV Yönlendirme Protokolü AODV (Geçici İsteğe Bağlı Mesafe Vektörü), mobil geçici ağlar için dinamik bir yönlendirme protokolüdür. Bu protokol, mobil düğümlerin yeni yönlerde hızlı bir şekilde bir rota oluşturmasını sağlar ve düğümlerin etkin olmayan rotaları bellekte saklamasını gerektirmez. AODV protokolü, ağ kaybı durumunda zamanında yeniden yönlendirme sağlar. Ayırt edici bir özellik, bir rotayı güncellerken sıra numarasının atanmasıdır. Sıra numarası en yüksek olan rota tercih edilir. AODV protokolü aşağıdaki mesaj türleri tarafından tanımlanır: Rota oluşturma talebi (RREQ), yanıt mesajı (RREP) ve hata mesajı (PERR). Protokol işleminin aşağıdaki açıklaması verilebilir. Bir düğümün veri iletmesi gerektiğinde, bir iletim yolu oluşturmak için bir RREQ gönderir. Yolun belirlenmesi, talebin alıcısına doğrudan veya ara düğümler aracılığıyla ulaşması durumunda gerçekleşir. Rota, istekte bulunan düğüm bir RREP yanıt mesajı aldıysa oluşturulur. Yanıt mesajı kesinlikle istekte bulunan düğüme gelir ve tüm ağa gönderilmez (Şekil 3.1). Düğümler ayrıca aktif rota bağlantısını da izler. Bağlantı düşerse, bağlantı koptuğunu diğer düğümlere bildirmek için bir RERR hata mesajı gönderilir. Bu mesaj, bu yönde veri aktarımının imkansız olduğunu ve yeni bir rotaya ihtiyaç olduğunu belirtir. Şekil 3.1 Bir rota oluşturma AODV bir yönlendirme protokolüdür ve bu nedenle bir yönlendirme tablosuna sahiptir. Geçici kısa yollar için de böyle bir tablo oluşturulur. Tablo aşağıdaki alanları içerir: - hedef adres; - alıcının seri numarası; - akım hakkında bir not seri numarası;

24 - rotanın durumu hakkında notlar (aktif, çalışmıyor, restore edilmiş, restore edilmiş); - yeniden iletim sayısı (hedefe ulaşmak için kaç yeniden iletimin gerekli olduğu); - rota süresi. AODV protokolü, on ila bin düğüm arasında değişen mobil geçici ağlar için tasarlanmıştır, düşük, orta ve yüksek veri hızlarında ve ayrıca çeşitli veri trafiği seviyelerinde çalışabilir. AODV protokolü, taşıma protokolü olarak UDP'yi kullanan uygulama katmanında çalışır. Bir düğümün uygun bir istek göndermeden bir RREP yanıtı alması normaldir ve alıcı düğümün bunu işlemesi gerekir. Bu protokolün avantajları, önceden oluşturulmuş bir rota boyunca veri aktarılırken ek trafik oluşturulmaması ve ayrıca büyük miktarda bellek gerekmemesidir. Protokolün dezavantajları, başlangıçta bir rota oluşturmanın daha fazla zaman alması gerçeğini içerir.

25 3.4 NS-2'de AODV protokolünün ve NS-2'de OMNeT AODV modelinin çalışmasının modellenmesi. Şekil 3.2 NS-2 Mimarisi Şekil NS-2'nin TCL, OTCL, TCLCL, olay planlayıcı ve ağ bileşenlerinden oluştuğunu göstermektedir. NS-2'de çeşitli simülasyon senaryoları oluşturmak için TCL (Tool Command Language) kullanılmaktadır. OTCL, amacı bir modelleme ortamı oluşturmak olan bir kontrol dili olarak konumlandırılmıştır. TCLCL, TCl ve C ++ ile yazılmış simülasyon komut dosyalarının bir karışımı olarak işlev görür. Her şeyden önce, NS2, C++'da uygulanan çeşitli ağ bileşenlerinin ve olay planlayıcılarının modellerini koordine eden bir simülatördür. Bir ağ modeli oluşturmak için OTCL, TCL'de yazılmış bir simülasyon komut dosyasında ve OTCL'de oluşturulan bir simülasyon programında C ++ dosyalarını kullanır. Şekil 3.3 Model oluşturma prosedürü

26 Şekil, NS-2'de bir simülasyonun nasıl çalıştırılacağını gösterir. Öncelikle simülasyon scriptini içeren bir script oluşturulur ve ardından gerekli parametreler girilir. Simülasyon komut dosyası, kullanılan protokol, enerji yönetimi, fiziksel katman verileri vb. gibi parametreleri içeren bir TCL dosyasıdır. Bu parametreler, NS-2'de, C ++'da nesne yönelimli bir uzantı kullanılarak oluşturulur. Bu durumda simülasyon senaryosunda yönlendirme protokolü olarak AODV protokolünü kullanacağız. AODV protokolü, NS-2 dizinindeki bir C++ dosyasıdır. Bu C++ dosyasında, AODV protokolü OTCL simülasyon senaryomuzla bağlantılıdır.OMNeT++ OMNeT++ içindeki AODV modeli, mimarisi Şekil 3.4'te gösterilen modüler bir yapıya sahiptir. Modelleme bileşeni kitaplığı, C++ ile yazılmış basit ve karmaşık modüllerden oluşur. Basit modüller, LEGO blokları gibi bileşik gruplar halinde birleştirilir ve böylece OMNeT ++ nesneleri oluşturulur. Bu özellik çok uygundur, çünkü program çeşitli yapılar için hazır modül kütüphanelerine sahiptir. Şekil 3.5 OMNeT ++ Modülleri Simülasyon, kullanıcı arabirimi kitaplıkları tarafından sağlanan bir ortamda gerçekleştirilir.(Envir, Cmdenv, Tkenv) Ortam, simülasyon modelinin veri girişi, çıktısı, hata ayıklaması, işlemesi ve animasyonu sürecini kontrol eder.

27 OMNeT ++'da AODV protokolü simülasyon bileşen kitaplığında uygulanır, NED dosyası modüller ve alt modüller oluşturur. Şekil 3.6 NED üzerinde bir model oluşturma Simülasyonun oluşturulduğu NED dosyasında, INI dosyası, ağ parametrelerini, simülasyon süresini vb. ayarlamak için. Şekil 3.7 Ağ Simülasyonu Oluşturmak İçin Ayrıntılı İşlem

28 AODV protokolünün OMNeT ++ ve NS2'de uygulanması aynı simülasyon senaryosu kullanılarak değerlendirilecektir. Bölüm 4. Bir kablosuz iletişim sisteminde bir yönlendirme modelinin geliştirilmesi ve yazılım uygulaması 4.1 Ağ simülasyonu Ağ simülasyonu senaryosu şunları içerir; 1. Yönlendirici - veri iletimini gerçekleştirir, paketleri yönlendirir. 2. Koordinatör ağı oluşturur, cihazı ağa bağlarken ayarları yapar. 3. Modül düğümleri, pille çalışan terminal aygıtlarıdır. Düğümler kontrolörler veya sensörlerdir. Ağdaki düğüm sayısı, belirli bir uygulamanın ihtiyaçlarına göre tasarlanır. Şekil 4.1 Simülasyon senaryosunun görselleştirilmesi Yönlendirici ve koordinatörün görevi, ağdaki ana bilgisayarlar arasında bağlantı kurmaktır. Simülasyon, sabit bir hızda yedi farklı zaman dilimi için çalışacaktır.

29 Tablo 4.1 Parametreler Parametre Değer Düğüm sayısı 50 Zaman aralığı 0, 20, 40, 80, 120, 160, 200 saniye Hız 20 m/s Simülasyon süresi 200 sn. AODV protokolünün modellenmesi Tablo 4.1'de açıklanan parametrelere göre yapılacaktır. Şekil 4.2 Ağın grafiksel gösterimi Simülasyonun sonuçlarına dayanarak, elde edilen verileri karşılaştırmalı grafikler halinde birleştirerek analiz edeceğiz.

30 Şekil 4.3 NS-2 ve OMNeT ++ için PDR Şekil 4.3, iki simülatörden elde edilen paket bütünlüğü teslim oranını (PDR) göstermektedir. PDR oranının tüm noktalarda benzer olduğu görülmektedir. Ancak PDR değerini farklı zaman aralıklarında ele alırsak en küçük değerin OMNeT++ ile elde edildiği görülür. Şekil 4.4, iki simülatör kullanılarak elde edilen verim çalışmasının sonuçlarını gösterir Şekil 4.4 NS-2 ve OMNeT ++ için verim Simülasyon ve sonuçların analizi yapılırken, OMNeT ++ ve NS-2'nin iç yapısı dikkate alındı. Simülatörler, kaynak kodları da dahil olmak üzere analiz edildikten sonra, uygulamada farklılıklar bulundu, yani bir simülatörün simülasyon senaryosunu diğerinde yeniden oluşturmak imkansız. Aynı parametrelerin seçilmesi durumunda bile OMNeT++ ve NS-2 için farklı sonuçlar elde edildiği de gösterilmiştir.

31 Bunun nedeni simülasyon sırasındaki simülatörlerdeki farklılıktır Yazılımın yüklenmesi ve yapılandırılması İşletim sistemi gereksinimleri OMNET ++ ve MiXiM'in doğru çalışması için aşağıdaki sistem gereksinimleri dikkate alınmalıdır: Desteklenen platformlar: Windows 7, 8 ve XP; Mac OS X 10.7,10.8 ve 10.9; Linux dağıtımları. OMNET ++ yazılımının indirilmesi web sitesinden indirilebilir: MiXiM aşağıdaki bağlantıdan indirilebilir: Yazılımın kurulması ve yapılandırılması OMNET ++'ı kurmak için, omnetpp-4.5-src.tgz arşivini istediğiniz dizine kopyalayın ve paketi açın. Dosyalar. Klasörde mingwenv.cmd dosyasını bulun ve çalıştırın. OMNET ++ yüklemek için şu komutu girin: $. / Configure Figure 4.5 OMNET ++ Kurulumu

32 Kurulum tamamlandıktan sonra OMNET ++'ı derlemeniz gerekiyor. Komutu girin: $ make OMNET ++ kurulum dosyalarının Şekil Derlemesi OMNET ++'ı başlatmak için, terminalde şu komutu girin: $ omnetpp

33 Şekil OMNET ++ çalışma penceresi MiXiM'i kurmak için dosyaları OMNeT ++ içine aktarmanız gerekir. Menüde Dosyalar > İçe Aktar > Genel > Mevcut projeleri Çalışma Alanına seçin. Ardından İleri'ye tıklayın. Görünen pencerede, MiXiM kurulum dosyalarının bulunduğu dizini seçin. Projeyi çalışma alanına kopyala kutusunu işaretlediğinizden emin olun. Ardından Bitir'e tıklayın. Şekil Kablosuz modelin MiXiM 4.3 Yazılım uygulamasını yükleme

34 OMNet ++'daki MiXiM, mobil ve sabit kablosuz ağlar (kablosuz sensör ağları, giyilebilir bilgisayar ağları, geçici ağlar, taşıma ağları vb.) için tasarlanmış bir simülasyon ortamıdır. V grafik düzenleyici OMNET ++, MiXiM simülasyon ortamı aşağıdaki gibi sunulmaktadır. Sensör ağının simülasyonunda doğrudan uygulanacak fonksiyonların açıklaması verilmiştir. MiXiM sınıflarının API'sinin yapısı: a) Modüller, işlevselliğe göre gruplandırılmış en önemli sınıflardır: 1) aplikatör uygulama seviyesi modülleri; 2) netwlayer ağ katmanı modülleri; 3) güzel ağ arayüzleri; 4) ana bilgisayar mobilitesini destekleyen mobilite modülleri; 5) yardımcı programlar; 6) MiXiM temel temel modülleri; 7) haritalama matematiksel haritalama; 8) MiXiM'de uygulanan çeşitli protokoller için protokol sınıfları; 9) Güç tüketimi b) Sınıflar: sensorappplayer testi uygulama seviyesi sınıfı. Aşağıdaki argümanları içerir: 1) Paketler: uygulamada gönderilecek paket sayısı; 2) trafik türü: iki paketin oluşturulması arasındaki zaman aralığı (değerler periyodik, üsteldir); 3) trafikparam: trafik türü için parametreler. Şekil 4.9 Sensör uygulayıcısı için şema c) hareketlilik: Rastgele hareketler gerçekleştiren bir mobil modelin (mota) MassMobilty açıklaması

35. Ağı simüle etmek için yeni bir proje oluşturmanız gerekir. Menüden Dosyalar > Yeni > Yeni OMNeT ++ Projesi'ni seçin: Şekil 4.10 Yeni proje oluşturma İleri'ye basın. Bir sonraki pencerede, MiXiM araçlarının bulunduğu klasörü seçin. Şekil 4.11 MiXiM araçları Sensör ağının parametrelerine göre ayarları yapıyoruz.

36 Şekil 4.12 Algılayıcı ağ modeli ayarları Yapılandırma dosyası bir bölümle başlar. Tüm senaryolar için genel parametreler sağlar. Ağı modellemeden önce, aşağıdaki parametreleri belirlemek gereklidir: - istasyon sayısı (numnodes); - simülasyon süresi (sim-zaman sınırı); - bağlantı katmanı protokolünün ayarları. Simülasyon, 10 cihaz (sayı = 10) için 60 dakika (sim-zaman sınırı = 60 dakika) için gerçekleştirilecektir. Tüm cihazlar, bağlantı katmanı protokolü olarak IEEE protokolünü kullanır (mixim.modules.node.host802154a;). Bu durumda bir mobil sensör modellendiğinden, Kütle Hareketliliği parametresini seçiyoruz (Ek 1). Grafik modunda, t = 0 başlangıç anında ağ topolojisi şöyle görünecektir:

37 Şekil 4.13 Ağ topolojisi Şekil Başlangıç noktasında ağ topolojisi (simülasyona başlamadan önce) Simülasyon sırasında, nesnelerin hareketi ile ilişkili olan topoloji periyodik olarak değişir. Farklı zamanlarda, sensörler konumlarını değiştirir.

38 Şekil 4.15 15 dakikadaki sensörlerin konumu Şekil 4.16 42 dakikadaki sensörlerin konumu Sabit sensörlerin simülasyonu da 60 dakika boyunca 10 cihaz (sayı = 10) için gerçekleştirilecektir (sim-timelimit = 60 dak). Tüm cihazlar, bağlantı katmanı protokolü olarak IEEE protokolünü kullanır (mixim.modules.node.host802154a;). Bu durumda sabit bir sensör modellendiğinden, "Stat ionarymobility" parametresini seçiyoruz (Ek 2). Grafik modunda, ağ topolojisi şöyle görünecektir:

39 Şekil 4.17 Ağın grafiksel gösterimi Şekil 4.18 Ağ topolojisi Böylece sabit ve mobil sensörlerin simülasyonunu yaptık. Karşılaştırmalı bir özelliğin gerçekleştirilmesini kolaylaştırmak için sensörler aynı boyutlara sahip bir odaya yerleştirilmiştir. Sensör ağının sensörlerinin ayarları yapılmıştır. Tüm cihazlarda veri bağlantı protokolü olarak IE EE protokolü kullanılmaktadır.On sensör için bir saat boyunca simülasyon gerçekleştirilmiştir. Kablosuz sensör ağı oluşturmak için MiXiM araçları kullanıldı.

40 Şekil 4.19'daki akış şeması, bir kablosuz ağ simülasyonunun MiXiM ortamında nasıl yapıldığını göstermektedir. Şekil 4.19 Sistem işleyişinin yapısı Bölüm 5. Elde edilen sonuçların analizi 5.1. Ağ gecikmelerinin analizi Simülasyonun sonuçlarını aldıktan sonra, ağ sağlığının analizine geçelim. Simülasyon sonuçlarını içeren bir dosya elde etmek için Dosya > Yeni > Analiz Dosyası'nı seçin. Örneğin düşünün

41 gecikme süresi. ZigBee ağ gecikmesi, ağ topolojisine bağlıdır ve mevcut girişim düzeyine ve trafik yoğunluğuna bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir. OMNeT ++'da alınan veriler analiz edilirken düğümlerdeki minimum ve maksimum gecikmeler gösterilir. Tablo 5.1 Düğümlerdeki gecikme (gecikme) Tablo 5.2 Düğümlerdeki gecikme (gecikme) OMNeT ++ kullanılarak verilerin grafiksel gösterimi:

42 Şekil 5.1- Sabit sensörlerde minimum gecikmeler Şekil 5.2 Sabit sensörlerde maksimum gecikmeler

43 Şekil 5.3 Mobil sensörlerde minimum gecikmeler Şekil 5.4 Mobil sensörlerde maksimum gecikmeler

Şekil 5.5 Sabit ve mobil sensörler kullanılırken maksimum gecikmeler Şekil 5.6 Sabit ve mobil sensörler kullanılırken minimum gecikmeler Mobil sensörler için gecikmeler daha azdır, ancak göstergeleri daha az kararlıdır, bu da odanın çevresindeki hareketleriyle ilişkilidir, Buna göre, zaman içinde farklı noktalarda sensörler birbirine çok yakın olabilir ve engellenmeden mesaj iletebilir veya uzak bir mesafede olabilir ve uzun bir gecikmeyle bir mesaj iletebilir. Benzer bir örnek Şekil 5.6'da görülebilir.

45 5.2. Bir ağdaki düğümlerde standart sapma Aynı aralıkta çalışan cihazlar, parazit kaynakları ve lisanssız aralıktaki iletimde sapmalar olabilir. Bu tür RF cihazları kullanıldığında, yeniden iletimler nedeniyle ve ayrıca cihazlar medya erişimi için rekabet ettiğinden kablosuz bant genişliği önemli ölçüde azalır. Bu nedenle, ağın planlamasına ve dağıtımına dikkatli bir şekilde yaklaşmak ve konuşlandırılmış ağa müdahale edebilecek diğer cihazları hesaba katmak gerekir. ZigBee ile ilgili sorun şu ki WiFi cihazları 2.4Hz bandında da çalışır ve WiFi trafiği ile ZigBee trafiği karışabilir. ZigBee ile ilgili bir diğer sorun ise, reklamı yapılan 250 kbps hızında, ağın radyo kanalında sabit bir hıza sahip olmasına rağmen gerçek hızın çok daha düşük olmasıdır. Bu, ağ düğümleri arasındaki ağ etkileşimi ve paketlerin onaylanmasında ortaya çıkan gecikmeler sırasında gerçekleşir. Ayrıca yığının alt seviyelerindeki verilerin işlenmesi de zaman alır. Ağ gecikmesinin (stddev) standart sapmasını göz önünde bulundurun. Standart (kök ortalama kare) sapma, rastgele bir değişkenin değerlerinin ortalama değerine göre yayılmasını gösterir. Yayılma ne kadar büyük olursa, trafiği yönetmek o kadar zor olur (paketleri doğru sırayla alın, paket tekrarından kaçının). Tablo 5.3 Düğümlerde standart sapma Sabit sensörler Mobil sensör düğümü = 0 0.94 düğüm = 0 0 düğüm = 1 0 düğüm = 1 0.31 düğüm = 2 0 düğüm = 2 0.46 düğüm = 3 1.58 düğüm = 3 0 , 99 düğüm = 4 0 düğüm = 4 0 düğüm = 5 1.42 düğüm = 5 0.79 düğüm = 6 1.85 düğüm = 6 0.29 düğüm = 7 1.98 düğüm = 7 0 düğüm = 8 1.24 düğüm = 8 0.35 düğüm = 9 1.58 düğüm = 9 0.41 Elde edilen histogramlardan görülebilir sabit sensörler için 1,2,4 ve mobil sensörler için 0,4,7 düğümleri veri almadığı için bu düğümlerin sapması %100'dür.

46 Kolaylık olması için verileri grafiksel olarak gösteriyoruz: Şekil 5.7 Sabit sensörler kullanıldığında standart sapma Şekil 5.8 Mobil sensörler kullanıldığında standart sapma

47 Şekil 5.9 Sabit ve mobil sensörlerin standart sapması 5.3 Ağda paket aktarımı ZigBee ağlarında iletilen paketlerin biçimleri: veri paketi (veri aktarımı için kullanılır); onay paketi (başarılı veri iletimini onaylamak için kullanılır); MAC komut paketi (kontrol MAC komutlarının transferini düzenlemek için kullanılır); sinyal paketi (koordinatör tarafından senkronize erişimi düzenlemek için kullanılır). Paketlerin iletim sırasını kontrol etmek için numaralandırma (Veri sıra numarası) kullanılır, çerçeve sırasının sağlama toplamı hatasız iletimi sağlar (Çerçeve Kontrol Sırası - FCS). Onay paketi, veri paketinin başarılı hatasız iletimi hakkında alıcıdan göndericiye geri bildirim sağlar. MAC komut paketi, ağ cihazlarının uzaktan kontrolü ve konfigürasyonu için gereklidir. Ağ koordinatörünün, ağ boyutundan bağımsız olarak tüm ağ bağımlı birimlerini ayrı ayrı yapılandırmasına izin verir. Yalnızca senkronizasyon paketlerinin alındığı dönemlerde aktif olduklarından, uç cihazları etkinleştirmek için sinyalleme paketine ihtiyaç vardır.

48 Tablo 5.4 Alınan paketlerin sayısı Sabit sensörler Mobil sensörler düğümü = 0 18 düğüm = 0 0 düğüm = 1 0 düğüm = 1 9 düğüm = 2 0 düğüm = 2 9 düğüm = 3 16 düğüm = 3 6 düğüm = 4 0 düğüm = 4 0 düğüm = 5 17 düğüm = 5 6 düğüm = 6 16 düğüm = 6 9 düğüm = 7 16 düğüm = 7 1 düğüm = 8 17 düğüm = 8 3 düğüm = 9 17 düğüm = 9 9 Şekil 5.10 Sabit sensörler tarafından alınan paket sayısı

Şekil 5.11 Mobil sensörler tarafından alınan paket sayısı Alınan verilerden görülebileceği gibi, ortalama olarak her bir düğüm, sabit sensörler kullanılarak periyot başına 15 paket almıştır (mobil sensörler için bu 8 pakettir), yani. iletilen paketlerin tümü alıcılara ulaşmadı, bazıları kayboldu. Rakamlar, mobil sensörler için kayıp olasılığının sabit olanlardan iki kat daha yüksek olduğunu göstermektedir. Bu, ağ veri çıkışında azalma, geçici kesintiler veya kablosuz bağlantıda tam bir kesinti, sensörün yanlış çalışması gibi çeşitli faktörlerden kaynaklanmaktadır. Karşılaştırmalı verileri net bir şekilde göstermek için, bunları tek bir grafikte birleştirelim. Şekil 5.12 Sabit ve mobil sensörler kullanırken paket alma

WiMAX (Mikrodalga Erişimi için Dünya Çapında Birlikte Çalışabilirlik), çok çeşitli cihazlar için evrensel uzun menzilli kablosuz iletişim sağlamak üzere tasarlanmış bir telekomünikasyon teknolojisidir.

Belediye bütçe eğitim kurumu Ortaokul 7, Pavlovo, Nizhny Novgorod bölgesi Konuyla ilgili araştırma çalışmaları Kablosuz iletişim protokolleri Yapılan çalışmalar:

Yerel Wi-Fi ağlarında kablosuz iletişim teknolojileri Wi-Fi ağı Wi-Fi ağı, radyo kanalları aracılığıyla nesneler arasında bilgi iletilmesini sağlayan bir radyo ağıdır. Standartlar Wi-Fi Alliance tarafından geliştirilmiştir.

Kablosuz (yalnızca belirli modellerde) Kullanıcı Kılavuzu Telif hakkı 2007 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Windows, Microsoft Corporation'ın ABD'de tescilli ticari markasıdır.

BİLGİSAYAR AĞLARI Bir ağ, iletişim kanallarıyla birbirine bağlanan iki veya daha fazla bilgisayardır. XX yüzyılın 60'larının başında bilgisayar ağının prototipi. bölünmüş modda olan ana bilgisayarlara terminal erişimi oldu

UDC 004.735 Cherepanov MOBİL OBJELERİN SABİT TELEKOMÜNİKASYON SİSTEMİNE ERİŞİMİN KONTROLÜ Cherepanov Pavel Valerievich

WiMAX STANDARTLARI GRUBU A.Yu. Prokopenko Bilimsel danışman, teknik bilimler adayı, doçent B.A. Krylov Bu makale, WiMAX kablosuz ağları için standartlar grubuna kısa bir genel bakışa ayrılmıştır. Giriş Standartları

Gennady Skonodobov (Skonodobov G.V.), öğrenci Başkanı Aleksandr Tyutyakin (Tiutiakin A.V.), Devlet Yüksek Mesleki Eğitim Üniversitesi "UPPK Devlet Üniversitesi" doçenti Kablosuz bir teknolojik ağın uygulanması hakkında

Bilgisayar ağı nedir? 1 Bilgisayar ağı iletişim hatlarıyla birbirine bağlanan bir grup bilgisayardır: elektrik kabloları telefon hattı fiber optik kablo (optik fiber) radyo iletişimi (kablosuz)

Kablosuz sensör ağları Konu 6: Kablosuz sensör ağlarının simülasyonu MAI departmanı. 609, Terentyev M.N., [e-posta korumalı] 1 Bu derste BSS Simülasyon yöntemlerinin geliştirilmesinde simülasyon Simülasyon kavramı

Yerel ağ Bir bilgisayar ağı, iletişim kanalları ve anahtarlama araçları aracılığıyla mesaj alışverişi yapmak ve kullanıcıların yazılım, teknik,

Kablosuz Kullanıcı Kılavuzu Telif Hakkı 2007 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Windows, Microsoft Corporation'ın ABD'de tescilli ticari markasıdır. Bluetooth

Kablosuz (yalnızca belirli modellerde) Kullanıcı Kılavuzu 2006 Hewlett-Packard Development Company (L.P.)

MOBİL CİHAZLARIN KENDİNDEN ORGANİZE EDİLEN BİR AĞI OLUŞTURMAK. Kazakov M.F. bilimsel danışman, Cand. teknoloji F.A. Kazakov Sibirya Federal Üniversitesi Giriş Bilgi geliştirme yönlerinden biri

APCS için entegrasyon platformu - Sistem Operatörü Uygulama açıklaması 1. AMAÇ VE ÖZELLİKLER Bu yazılım paketi, uygulamalı yazılım geliştirmek için bir araçtır

T-11 ARAYÜZ DÖNÜŞTÜRÜCÜYÜ YAPILANDIRMA VE ÇALIŞTIRMA TALİMATLARI. Sürüm 1.0 Yıl 2011 İçindekiler Giriş ... 3 Genel bilgiler ... 3 Ters ACS'de dönüştürücü bağlantısının topolojisi ... 4 Ayarların değiştirilmesi

RT-N18U Yüksek Hızlı Wi-Fi Yönlendirici (2.4GHz, 600Mbps) Enerji açısından verimli işlemci ve TurboQAM teknolojisi, gelenekselden %33 daha hızlı olan 600Mbps'ye kadar veri aktarım hızları sağlar

Belarus Cumhuriyeti Eğitim Bakanlığı Gomel Eğitim Kurumu Devlet Üniversitesi onlara. F. Skaryna Fizik Fakültesi " Bilgi sistemi ve ağlar "Ders Kablosuz teknoloji

Ders 13 Konu: Ağ teknolojilerinin temelleri. Referans modeli açık sistemlerin birbirine bağlanması. Plan: 1. Yerel alan ağı: kavram ve amaç 2. Yerel bilgi işlem organizasyonunun yedi seviyeli modeli

İnternete bağlanma yöntemleri Günümüzde İnternete bağlanmanın en yaygın yöntemleri şunlardır: Modem bağlantısı (Çevirmeli erişim) Çevirmeli Ağ, ADSL Televizyon koaksiyel

Kablosuz (yalnızca belirli modellerde) Kullanıcı Kılavuzu 2006 Hewlett-Packard Development Company (L.P.)

Cisco Systems'dan Wi-Fi kablosuz ekipmanı İçindekiler 1. Uygulama kapsamı ... 2 2. Standartlar ... 2 3. Ekipman ... 2 3.1. İç mekan ekipmanları ... 3 3.1.1. Cisco Aironet

Alçak katlı konut komplekslerinde AMR verilerinin ZigBee ağları aracılığıyla uzaktan toplanması

Çok işlevli mobil kendi kendini organize eden radyo ağı "MCP-Network" Ağ katmanı protokolleri: IPv6 (RFC 3513), DSR yönlendirme (RFC 4728), AODV (RFC 3561) Bağlantı katmanı çoklu erişim yöntemi:

KABLOSUZ GPS / GLONASS Senkronizasyonu ve Artan Yatırım Getirisi John Butler, Cambium Network Ürün Direktörü GPS / GLONASS Senkronizasyonu doğrudan etkiler

MODBUS PROTOKOLÜ DÖNÜŞÜMÜ EDWARD LIN EDWARD LIN [e-posta korumalı] Modbus RTU cihazlarının uygulanması kolay ve bakımı ucuzdur, bu nedenle bu protokol çok popüler hale gelmiştir. Ancak günümüzde giderek daha fazla

UDC 621.396 G.I. Pakhomov, S.I. Golovin, A.D. Kalaşnikof, E.S. Kashirina, M. Yu. İnce Perma Ulusal Araştırma Politeknik Üniversitesi Wi-Fi TEKNOLOJİLERİ VE MADEN SEKTÖRÜNDE WiMAX 258

ULAŞIM İZLEME SİSTEMİ Uydu izleme ve ulaşım kontrol sistemi Erişim noktası ZyXEL G-202 EE Yapılandırma ve ayarlama İçindekiler AutoGRAPH-WiFi: Erişim noktası ZyXEL G-202 EE Yapılandırma

Bu cihaz aşağıdaki işletim sistemleriyle çalışır: Windows XP, Windows 2000 DWL-G650M Kablosuz Süper G MIMO Dizüstü Bilgisayar Adaptörü Başlamadan Önce Aşağıdaki donanıma ihtiyacınız vardır:

KABLOSUZ AĞLARIN TEORİSİ VE DURUMU Alekseeva E.N., Bayrushin F.T. Bashkir State University Ufa, Rusya TEORİSİ VE DEVLET KABLOSUZ AĞLARI Alekseevа E.N., Bairushin F.T. Başkurt Devlet Üniversitesi

Galileosky Base Block Wi-Fi terminallerini fonksiyonla kurma Bağlantı talimatları www.7gis.ru İçindekiler Gerekli araçlar, cihazlar, malzemeler ... 3 Genel bilgiler ... 4 Kurulum ve bağlantı

“Mobil İstemci-Banka” hizmeti için kullanıcı kılavuzu (Android OS çalıştıran cihazlar için) 2012 1 İçindekiler 1. Mobil cihaz için gereksinimler .... 3 2. “Mobil” Kurulumu

Kablosuz (yalnızca belirli modellerde) Kullanıcı Kılavuzu Telif hakkı 2007 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Windows, Microsoft Corporation'ın ABD'de tescilli ticari markasıdır.

UDC 004.75 Bölüm. Bilgi sistemleri ve teknolojileri KABLOSUZ SENSÖR AĞLARININ YÖNLENDİRİLMESİ PROTOKOLLERİ Timkov A., Telyatnikov A.O. Donetsk Ulusal Teknik Üniversitesi, Otomasyon Bölümü

Bu ürün aşağıdaki işletim sistemleriyle çalışır: Windows XP, Windows 2000 DWL-G132 AirPlus G 802.11g / 2.4GHz USB Kablosuz Adaptör

Yüz milyonlarca yarı iletken sensörün, anahtarlıktan bebek arabasına kadar mümkün olan her şeye entegre edileceği gün yakındır. Ve hepsi sadece akıllı sensörler olarak hareket etmekle kalmayacak, aynı zamanda birincil bilgi işlemeyi gerçekleştirebilecek ve birbirleriyle etkileşime girerek tek bir kablosuz sensör ağı oluşturabilecekler. Aynı zamanda, bu tür sensörler, yerleşik minyatür piller birkaç yıl, yani sensörlerin tüm ömrü boyunca dayanacağından pratik olarak elektrik tüketmeyecektir. Bu kavramsal olarak yeni bir tür olacak bilgisayar sistemi kablosuz sensör ağı kullanarak çalışır. Bu ağ genel olarak Ad-hoc Kablosuz Sensör Ağları olarak adlandırılır. Ad-hoc terimi, IEEE 802.11b standardı gibi modern kablosuz ağlardan ödünç alınmıştır. Bu kablosuz ağların iki iletişim modu vardır: Altyapı modu ve Ad-hoc modu. Altyapı modunda, ağın düğümleri birbirleriyle doğrudan değil, kablosuz ağda bir tür hub görevi gören Erişim Noktası aracılığıyla (geleneksel kablo ağlarında olduğu gibi) etkileşime girer. Eşler Arası olarak da adlandırılan Ad-hoc modunda, istasyonlar doğrudan birbirleriyle iletişim kurar. Buna göre, kablosuz sensör ağlarında Ad-hoc modu, tüm sensörlerin doğrudan birbirleriyle etkileşime girerek bir tür hücresel ağ oluşturması anlamına gelir.

Kablosuz sensör ağları, bilgisayarların doğrudan kablosuz ağlara bağlanacağı bir sonraki çağa doğru bir adımdır. fiziksel dünya ve kullanıcıların isteklerini tahmin edebilecek ve onlar için kararlar alabilecektir.
Bu tür sensör ağlarının gelecekte bize neler getireceğini biraz hayal edelim. Bebeklerin nefes alışını dinleyen beşikleri hayal edin; klinikte hastaların durumunu izleyen bilezikler; sadece gerektiğinde itfaiyecileri arayamayan duman dedektörleri, aynı zamanda onları yangının kaynağı ve yangının karmaşıklık derecesi hakkında önceden bilgilendirir. Elektronik aletler birbirlerini tanıyacak, besin kaynakları onlara "tazelenmeleri" gerektiğini hatırlatacaktır.

Bir ormanda birbirine bağlanmış yüz binlerce sensör sensörünü hayal edin. Böyle bir ormanda, bir kişinin hareketi sensörler tarafından kaydedileceği ve analiz edileceği için kaybolmak imkansız olacaktır. Diğer bir örnek ise tarladaki, toprağın durumunu izlemek ve değişen koşullara bağlı olarak sulamayı ve uygulanan gübre miktarını düzenlemek üzere ayarlanmış sensörlerdir.
Yollardaki sensör ağları da bir o kadar faydalı olacaktır. Birbirleriyle iletişim kurarak arabaların akışını düzenleyebilecekler. Bu, herhangi bir sürücünün hayalidir - trafik sıkışıklığı olmayan yollar! Bu tür ağlar, bu görevle herhangi bir kurumdan çok daha verimli bir şekilde başa çıkabilecektir. Kontrol sorunu
Yollardaki suçlar kendiliğinden çözülecek.

Güç yönetimi için sensör ağlarının kullanılması, inanılmaz enerji tasarrufu sağlayacaktır. Dairenizde böyle bir kontrol ağı hayal edin. Sensörler, konumunuzu takip ederek arkanızdaki ışığı kapatabilecek ve gerektiğinde açabilecek. Peki, sokakların ve yolların aydınlatmasını kontrol etmek için bu tür ağları kullanırsanız, elektrik eksikliği sorunu kendiliğinden ortadan kalkacaktır. Sensör ağlarının yarının gerçeği haline gelmesi için bugün bu yönde araştırmalar yapılıyor. Ve bu alandaki lider, geleceğin tüm gelişmiş bilgi işlem teknolojilerini destekleyen Intel Corporation'dır. Gerektiğinde kendi kendini otomatik olarak oluşturabilen ve yapılandırabilen kablosuz çok düğümlü sensör ağlarının geliştirilmesine özellikle dikkat edilir. Bu teknolojinin uygulanması, çevredeki belirli değişiklikleri rapor ederek birbirleriyle bağımsız olarak iletişim kurabilecek, ucuz, ancak aynı zamanda çok karmaşık yarı iletken sensör cihazlarının bir ağının kurulmasına izin verecektir. Örneğin, Mika sensörü 128 kilobayt flash bellek yazılımı, veri depolama için 256 kilobayt flash bellek ve 900 MHz radyo vericisi ile birlikte gelir.
Bu cihazlardan bazıları bir işletim sistemi çalıştırıyor
TinyOS, bu işletim sisteminin kodu açık kaynak kodludur ve her şeyden oluşur.
8.5 Kb.

Bu tür cihazlar, temel olarak yeni alanlarda uygulama bulacaktır, örneğin akıllı giysiler, yenidoğanın sağlığını izleyecek ve hayati işlevlerinin en önemli göstergelerini bildirecek bağlı battaniyeler, yarı iletken sensörlerin yüklü olduğu akıllı çiftlikler. toprak sulamayı yönetecek
sistem ve gübreleme. Intel Corporation'daki sensör ağları araştırması
Kaliforniya'da bulunan ünlü Intel Berkeley Araştırma laboratuvarı. Bugün mevcut olan deneysel sensör ağları, yukarıdaki gereksinimleri yalnızca kısmen karşılamaktadır. Bu nedenle, bugün ağlar sınırlı bir kapsama alanına sahip yalnızca yüzlerce sensörden oluşur ve yalnızca iyi tanımlanmış görevleri yerine getirir. Bir sensörden diğerine yalnızca belirli bir bilgi türünü ve yalnızca belirli bir bant genişliğinde iletebilirler. Enerji tüketimi de göz ardı edilemez.
- Pil yalnızca birkaç gün dayanır. Mevcut sensör sensörleri hala oldukça durağandır ve operasyonda (en azından boyutundan dolayı) yüksek güvenilirlik ve görünmezlik söz konusu değildir. Ve elbette, bu tür sensörler oldukça pahalıdır, bu nedenle yüzlerce sensörden oluşan bir ağ ucuz değildir. Ancak deneysel ağlardan ve geleceğin teknolojisinin geliştirilmesinden bahsettiğimizi unutmamalıyız. Aynı zamanda, deneysel sensör ağları şimdiden faydalar sağlıyor. Intel Berkeley Araştırma Laboratuvarı, Atlantik Enstitüsü ve California Üniversitesi tarafından ortaklaşa oluşturulan böyle bir sensör ağı, Maine'deki Great Duck Adası'nda faaliyet gösteriyor.

Bu ağın amacı, adada yaşayan çeşitli biyolojik organizmaların mikro çevresini incelemektir.
Herhangi bir insan müdahalesi (öğrenme amacıyla bile) bazen gereksizdir,
Bu, sensör ağlarının kurtarmaya geldiği ve doğrudan insan katılımı olmadan gerekli tüm bilgileri toplamasına izin verdiği yerdir.

Sensör ağı, düğüm elemanları olarak iki kart kullanır. İlk kart bir sıcaklık sensörü, nem ve barometrik basınç sensörleri ve bir kızılötesi sensör içerir. İkinci kart bir mikroişlemci içerir (frekans 4 MHz), Veri deposu 1KB kapasite, programları ve verileri depolamak için flash bellek, güç kaynağı (iki adet AA pil) ve radyo vericisi /
900 MHz frekansında çalışan bir alıcı. Sensörler, gerekli tüm bilgileri kaydetmenize ve ana bilgisayarın veritabanına aktarmanıza izin verir. Tüm sensörler önceden kapsamlı bir şekilde test edilir - sensörlü kart iki gün boyunca suya batırılır ve işlevselliğini izler. Tüm sensör düğümleri tek bir kablosuz ağ oluşturur ve bilgi alışverişi yapabilir. Bu durumda, uzak bir ağ düğümünden bir ağ geçidine (Ağ Geçidi Sensörü) bilgi aktarımı, bir zincir boyunca, yani bir ağ düğümünden diğerine geniş bir kapsama alanı oluşturmanıza izin verir.

Bilgi ağ geçidi aracılığıyla ana bilgisayara ulaşır. Ağ geçidi, iletim mesafesinin 300 m'ye kadar artırılmasına izin veren yönlü bir anten kullanır.Ana bilgisayardan, bilgiler uydu aracılığıyla İnternet üzerinden Kaliforniya'da bulunan bir araştırma merkezine iletilir.

Laboratuar personeli, hassas biyoloji ve biyoçiplerin oluşturulması üzerinde daha az aktif olarak çalışmaktadır. Katı şeylerin dünyasının duyusal algısına ek olarak, sıvı ortamları ve biyolojik, gelişen nesneleri "hissetme" olasılığı araştırılmaktadır. Bu tür araştırmalar, tıbbi ve farmasötik gelişim, kimyasal süreçlerin uygulanması ve biyolojik ürünlerin üretimi için muazzam umutlar açar. Sensör ağlarının temel amacı yararlı bilgileri algılamak ve iletmek olduğundan, Berkeley'deki Intel laboratuvarının uzmanları, sensörleri izlemekten sorumlu oldukları nesnelerle birleştirmek için bir yöntem geliştirmekle meşguller ve aynı zamanda "aktüatörler" yaratma olasılığını araştırıyorlar. " - sadece durumunu kaydetmekle kalmayıp durumu etkilemeye izin veren sensörlere dayalı cihazlar. Algılayıcı ağlar askeri uygulamalar için açıkça faydalıdır, ağların olası varyasyonlarından biri, ABD ordusunun düşman askeri teçhizatının hareketlerini izlemek için birkaç yüz sensör yerleştirdiği Afganistan'da "savaş" test edildi. Ancak tanıtımda
Hayatımızdaki gerçek ağları söylemek için henüz çok erken, ağ hata toleransına karşı savunmasızdır. Bir sensör ağına yapılan Hizmet Reddi (DoS) saldırısı, ağın amaçlanan işlevini yerine getirme yeteneğini azaltan veya ortadan kaldıran herhangi bir olaydır. Yazarlar, sensör ağı protokollerini, ağın verimliliğine zarar verebilecek, ancak güvenilirliğini artırabilecek katmanlı bir mimariye dayandırmayı önermektedir. Her katman için tipik olan DoS saldırı türleri ve kabul edilebilir koruma yöntemleri tartışılmıştır. Bu nedenle, bugün bile, kusurlarına ve hala oldukça dar bir kullanım yelpazesine rağmen, sensör ağları bilimde ve daha sonra yaşamda kullanılmaktadır.

Sitelerden malzemeler kullanıldı: