16-ma’ruza. Simsiz sensor tarmoqlari. Reja

3. Sensor tarmoqlarda ma’lumotlarni marshrutlash
Tugunlar odatda kuzatuv maydonida tasodifiy joylashadi. Ularning har biri ma'lumotlarni to'plashi mumkin va ma'lumotni markaziy tugunga, oxirgi foydalanuvchiga qaytarish yo'lini biladi. Ma'lumotlar ko'p tarmoqli tarmoq arxitekturasi yordamida uzatiladi. Markaziy sayt vazifa menejeri bilan Internet yoki sun'iy yo'ldosh orqali bog'lanishi mumkin. Markaziy tugun va boshqa barcha tugunlar tomonidan ishlatiladigan protokollar to'plami rasmda ko'rsatilgan. Protokollar to'plami quvvat va marshrutlar haqidagi ma'lumotlarni o'z ichiga oladi, tarmoq protokollari haqidagi ma'lumotlarni o'z ichiga oladi, simsiz muhit orqali samarali muloqot qilishga yordam beradi va tugunlarning birgalikda ishlashini osonlashtiradi. Protokollar to'plami dastur sathi, transport sathi, tarmoq sathi, ma'lumotlar havolasi qatlami, jismoniy sath, quvvatni boshqarish qatlami, harakatlanishni boshqarish qatlami va vazifalarni rejalashtirish qatlamidan iborat. Ma'lumot yig'ish vazifalariga qarab, dastur darajasida har xil turdagi dasturiy ta'minot tuzilishi mumkin. transport qatlami, agar kerak bo'lsa, ma'lumotlar oqimini saqlashga yordam beradi. Tarmoq sathi transport qatlami tomonidan taqdim etilgan ma'lumotlarning yo'nalishini ta'minlaydi. Atrof muhitda ortiqcha shovqin bor va tugunlarni ko'chirish mumkin bo'lganligi sababli, MAC protokoli qo'shni tugunlar o'rtasida ma'lumotlarni uzatishda to'qnashuvlar sodir bo'lishini kamaytirishi kerak. Jismoniy qatlam ma'lumotni uzatish qobiliyati uchun javobgardir.
Bu protokollar tugunlarga energiyani tejashda vazifalarni bajarishga yordam beradi. Quvvatni boshqarish darajasi tugunning energiyani qanday ishlatishini aniqlaydi. Masalan, tugun qo'shnilaridan biridan xabar olgandan keyin qabul qilgichni o'chirib qo'yishi mumkin. Bu sizga takroriy xabar olishdan qochishga yordam beradi. Bundan tashqari, tugun batareya quvvati kam bo'lganda, qo'shnilariga xabar yo'naltirishda qatnasha olmasligi haqida xabar beradi. Ma'lumot yig'ish uchun qolgan energiya sarflanadi. Harakatlanishni boshqarish qatlami (MAC) tugunlarning harakatini aniqlaydi va ro'yxatga oladi, shuning uchun har doim markaziy tugunga ma'lumotlarni uzatish uchun yo'l bor va tugunlar qo'shnilarini aniqlay oladi. Va qo'shnilarini bilish, tugun ular bilan ishlash orqali energiya sarfini muvozanatlashi mumkin. Vazifa menejeri har bir mintaqa uchun ma'lumot yig'ishni alohida rejalashtiradi va rejalashtiradi. Bir xil mintaqadagi barcha tugunlar bir vaqtning o'zida tovushli vazifalarni bajarishi shart emas. Natijada, ba'zi tugunlar kuchiga qarab boshqalarga qaraganda ko'proq vazifalarni bajaradi. Bu qatlamlar va modullarning barchasi tugunlar birgalikda ishlashi va maksimal energiya samaradorligiga intilishi, tarmoqdagi ma'lumotlarni uzatish marshrutini optimallashtirish va bir -birining resurslarini bo'lishishi uchun zarurdir. Ularsiz, har bir tugun alohida ishlaydi. Butun sensorlar tarmog'i nuqtai nazaridan, agar tugunlar bir -biri bilan birgalikda ishlasa, samaraliroq bo'ladi, bu esa tarmoqlarning ishlash muddatini uzaytirishga yordam beradi. Protokolga modullar va boshqaruv qatlamlarini kiritish zarurligini muhokama qilishdan oldin, biz 3 -rasmda ko'rsatilgan protokollar to'plami bo'yicha uchta mavjud hujjatni ko'rib chiqamiz.
WINS modeli manbalarda muhokama qilingan bo'lib, unda tugunlar tarqatilgan tarmoqqa birlashtirilgan. va Internetga kirish imkoniga ega. Ko'p sonli WINS xostlari bir-biriga yaqin joylashgani uchun ko'p tarmoqli aloqa quvvat sarfini minimal darajada kamaytiradi. A, B, C, D va E uchun 4 -rasmda ko'rsatilgandek, uy egasining atrof -muhit haqidagi ma'lumotlari boshqa xostlar orqali uyaga yoki WINS shlyuziga yo'naltiriladi. WINS shlyuzi foydalanuvchi bilan Internet kabi umumiy tarmoq protokollari orqali aloqa o'rnatadi. WINS tarmoq protokoli to'plami dastur qatlami, tarmoq sathi, MAC qatlami va jismoniy qatlamdan iborat. Aqlli tugunlar (yoki chang zarralari). Bu tugunlar kichik o'lchamlari va og'irligi tufayli narsalarga biriktirilishi yoki hatto havoda suzishi mumkin. Ular optik aloqa va ma'lumotlarni yig'ish uchun MEMS texnologiyasidan foydalanadilar. Chang zarralari kun davomida zaryadlash uchun quyosh panellariga ega bo'lishi mumkin. Ular optik uzatgich, tayanch stantsiya yoki boshqa chang zarralari bilan aloqa qilish uchun ko'rish chizig'ini talab qiladi. Tarmoq arxitekturasini chang zarralari bilan 4-rasmda taqqoslaganda, aytishimiz mumkinki, aqlli tugunlar, qoida tariqasida, tayanch stantsiya uzatuvchisi bilan to'g'ridan-to'g'ri aloqa o'rnatadi, lekin birma-bir aloqa ham mumkin. Sensor tarmoqlari uchun protokollar va algoritmlarni ishlab chiqishga boshqa yondashuv fizik qatlam talablari bilan bog'liq. Protokollar va algoritmlar mikroprotsessorlar turi va qabul qiluvchilar turi kabi jismoniy komponentlarni tanlashga muvofiq tuzilishi kerak. Bu pastdan yuqoriga yondashuv IAMPS modelida qo'llaniladi, shuningdek, dastur sathi, tarmoq sathi, MAC qatlami va jismoniy qatlamning tugun apparatiga bog'liqligini ko'rib chiqadi. IAMPS tugunlari oxirgi foydalanuvchi bilan 4-rasmda ko'rsatilgan arxitekturada bo'lgani kabi o'zaro ta'sir qiladi. Turli sxemalar, masalan, vaqt bo'linish multipleksatsiyasi (TDMA) yoki chastotali bo'linish multipleksatsiyasi (FDMA) va ikkilik modulyatsiya yoki M-modulyatsiya solishtiriladi. manbada. Pastdan yuqoriga yondashuv shuni anglatadiki, tugun algoritmlari uskunani bilishi va quvvat sarfini minimallashtirish uchun mikroprotsessorlar va transmitterlarning imkoniyatlaridan foydalanishi kerak. Bu turli xil tugun dizaynlarini ishlab chiqishga olib kelishi mumkin. Va har xil tugun dizaynlari har xil turdagi sensorli tarmoqlarga olib keladi. Bu, o'z navbatida, ularning ishining turli algoritmlarini ishlab chiqishga olib keladi.