Annotatsiya: Ushbu magistrlik dissertatsiya ishida telekommunikatsiya obyektlarining energiya ta’minoti manbalarini masofadan monitoring jarayonlari o’rganiladi hamda modellashtiriladi

ASOSIY QISM

Ushbu bo'lim WSNlarni qo'llashda erishilgan eng so'nggi yutuqlar haqida umumiy ma'lumot beradi. Aniq qishloq xo'jaligi, sanoat, o'rmon xo'jaligi va ob-havo monitoringi tizimlari tavsiya etilgan usuldan foydalanishi mumkin. Sanoat 4.0 ko'plab simsiz sensorli tarmoqlarni toifalarga ajratadi: qamrovli yondashuvlar, joylashtirish muammolari, sensorli modellar va tadqiqot to'siqlari, shu jumladan sensorli tarmoqlar, taqsimlangan boshqaruv tizimlari, raqamli egizaklar va kiber-fizik tizimlar. Tizimimiz hajmi va moslashuvchanligi tufayli u ishlab chiqarish liniyalari yoki atrof-muhit monitoringi uchun turli hududlar jarayonini kuzatish uchun konveyer lentalarida IoT qurilmalarini tezkor joylashtirishni qo'llab-quvvatlashga qodir.

O'rmon xo'jaligini boshqarish uchun IoT ilovasi 3G/4G signallari mavjud bo'lmagan joylarga ma'lumotlarni uzatishni o'z ichiga oladi. Mualliflar ma'lumotlarni uzatish uchun kam quvvatli keng tarmoqli (LPWAN), NB-IoT (NB - tor diapazon), LoRa (uzoq masofali) va tegishli sensorlardan foydalanganlar. Ushbu yondashuvdan foydalanib, ular uzoqroq masofani bosib o'tish uchun ikkita takrorlagichdan foydalanadilar. Bundan tashqari, ularda mavjud bo'lgan sensor tarmog'i tog' yonbag'irlarida havo bosimi, UV nuri va karbonat angidridni o'lchash uchun yaxshi ishlaydi. Ilgari olib borilgan tadqiqotlar natijalarini hisobga olgan holda, aloqa kanallari yetib bo'lmaydigan masofani bosib o'tish uchun retransmitterlarni o'rnatish to'g'risida qaror qabul qilindi.
Atmosfera atrof-muhit monitoringi global isishga hissa qo'shadigan aerozol, zarrachalar, tuman, chang bo'ronlari, somonning yonishi va gazsimon ifloslantiruvchi moddalarni kuzatishda katta rol o'ynaydi. Atmosfera monitoringining uchta turi sun'iy yo'ldosh orqali masofadan zondlashdan foydalanadi va takomillashtirilgan qidirish usullari, mahsulotni tekshirish, mahalliy dastur, havo sifati monitoringi va nazorat qilish tarmoqning bir qismidir. Biroq, ekspertlarning fikriga ko'ra, hozirgi monitoring aniqligi atmosfera muhitini boshqarish talablarini qondirish uchun etarli emas.
Issiqxonalar uchun harorat, namlik va namlikni o'lchash uchun portativ ob-havo monitoringi tizimi mavjud. Yechim bunday xususiyatlarni ishonchli va amaliy tarzda o'lchashi mumkin bo'lgan oddiy gadjetni taqdim etadi. Yig'ilgan sensor qiymatlari ThingSpeak IoT veb-xizmati yordamida muntazam ravishda yangilanadi. Biroq, bu yondashuv kattaroq mintaqada ishonchsiz. Bizning ishimizda PHP ilovasi va MySQL ma'lumotlar bazasidan foydalangan holda taklif qilingan tizim vaqt seriyasini oson boshqarishga olib keladi va veb-serverdagi kelajakdagi sensor qiymatlarini bashorat qila oladi va real vaqt jadvallari maksimal 150 ma'lumot nuqtasini ko'rsatishi mumkin.
An'anaviy fermerlar simsiz sensor tarmog'i orqali qahva hosilidagi atrof-muhit o'zgaruvchilarini kuzatish va nazorat qilish uchun IoT dan foydalangan holda qimmatli texnologik vositaga ega bo'lishadi. Bu ularning iqtisodiy foydasini oshirish, atrof-muhitga ta'sirini kamaytirish va hayot sifatini yaxshilash imkonini beradi. Zigbee Alliance tomonidan Zigbee protokoli arzonligi tufayli ekvivalent imkoniyatlarga ega boshqa simsiz texnologiyalardan farq qiladi. Biroq, qahva plantatsiyalarida haddan tashqari namlik tufayli, barcha kutilgan o'lchovlarni bajarmaslik sensorlar va ushbu monitoring tizimining o'qishlari bilan bog'liq qiyinchiliklarga olib keladi.

Simsiz sensorli tarmoqlarda xizmat ko'rsatish sifatini (QoS) energiyani optimallashtirish juda muhim va turli marshrutlash protokollariga bog'liq, masalan, RPAR (real-time poweraware marshrutlash) protokoli, past energiyali adaptiv klasterlash ierarxiyasi (LEACH) protokoli. Ikkinchisi klasterlashga asoslangan va tugunlar faqat klaster boshiga (CH) yuborishi mumkin. WSNlar atrof-muhit bilan o'zaro aloqada bo'lganligi sababli, ularning xarakteristikalari an'anaviy ma'lumotlar tarmoqlaridan farq qilishi kutilmoqda. Tarmoq uchun QoS-ni qo'llab-quvvatlash jiddiy resurs cheklovlari, muvozanatsiz trafik, ma'lumotlarning ortiqchaligi, tarmoq dinamikasi, energiya balansi va miqyoslanishi, bir nechta lavabolar, trafik turlari va paketlarning muhimligi kabi bir nechta noyob muammolarni hisobga olishi kerak. Sensor tarmog'ining qo'llanilishi aniqlanganda, QoS yuqorida aytib o'tilgan muammolarni qo'llab-quvvatlash va yengishda yordam beradi. Birinchidan, WSN-larda ishlaydigan ilovalar avvalgidek oxirigacha bo'lgan ilovalar emas.

Ikkinchidan, tarmoqli kengligi bitta sensorli tugun uchun asosiy muammo emas. Biroq, o'tkazish qobiliyati sensorlar trafigining portlash xususiyati tufayli muayyan davrlar uchun bir guruh sensorlar uchun muhim muammo bo'lishi mumkin. Uchinchidan, bitta sensorli tugun tomonidan yaratilgan trafikdagi paket yo'qotishlariga ma'lum darajada toqat qilishi mumkin. Va nihoyat, WSN-lardagi ko'pgina ilovalar amaliy ahamiyatga ega bo'lib, ilovalarning ahamiyatini aks ettiradi. Shunday qilib, ular WSN-larda QoS qo'llab-quvvatlashini faqat end-to-end tarmoq QoS ko'rsatkichlari yordamida o'lchash mumkin emasligiga ishonchlari komil. Shunday qilib, taklif qilinishi kerak bo'lgan yakuniy bo'lmagan QoS parametrlari uchun bilim bo'shlig'i mavjud. QoS parametrlari birgalikda "kollektiv QoS parametrlari" deb ataladi, bu oxirigacha bo'lmagan xususiyatlarni nazarda tutadi. Bular umumiy kechikish, paketlarni jamoaviy yo'qotish, umumiy o'tkazish qobiliyati va axborotni o'tkazish qobiliyatidir.
MATLAB simulyatsiyasi natijalari asosida simsiz sensorli tarmoqlarning QoS parametrlarini oshirish uchun bir hil va heterojen tarmoqlar uchun gibrid klaster yondashuvi mavjud. O'tkazish qobiliyati va tarmoqning ishlash muddati parametrlariga asoslanib, tavsiya etilgan WSN QoS asosidagi energiya tejamkor protokoli ATEER (o'rtacha energiya tejamkor marshrutlash), DEEC (ishlab chiqilgan taqsimlovchi energiya tejamkor klasterlash) va EDDEEC (kengaytirilgan ishlab chiqilgan taqsimlovchi energiya tejamkor klasterlash) dan ustundir. mos ravishda 10%, 26% va 63% ga. Tadqiqot shuni ko'rsatadiki, o'tkazish qobiliyati va tarmoqning ishlash muddati parametrlariga asoslangan protokol real va real vaqt senariylarida WSNlarni loyihalash uchun juda mos va yaxshi joylashtirilgan.
Tugun holati va ballga asoslangan marshrutni optimallashtirish protokolida (NSSROP) har bir tugun barcha tugunlar orasidagi marshrut yukini muvozanatlash uchun ba'zi qo'shimcha ma'lumotlarni saqlaydi. Sensor tugunlari IoT konfiguratsiyasidagi tayanch stansiyaga eng qisqa yo'lga ega bo'lishi mumkin. WSN blok-listing usuli hamkorlikda bo'lmagan tugunlar bilan kurashish uchun yaratilgan va NSS-ROP o'rtacha energiya sarfi, o'tkazish qobiliyati va oxirigacha kechikish bo'yicha ajoyib natijalarga erishdi. Boshqa standart marshrutlash protokollaridan farqli o'laroq, tavsiya etilgan texnika WSNlarda marshrutlash va energiyani optimallashtirish bilan bog'liq turli QoS mezonlarini ko'rib chiqadi. Tugun zichligini aniqlash uchun har bir tugun energiya iste'moli va yopiq qo'shnilar (CN) asosida baholanadi.

XULOSA

Ushbu asosiy tadqiqot SSAIL texnologiyasida ishlab chiqarilgan elektron sxemalar va antennalar yordamida harorat va namlikni kuzatish uchun sensorli tugunlarning o'rnatilgan tizimiga qaratilgan. Bu texnologiya turli xil plastmassalarda, hatto qurilma tanasida ham antenna va RF yig'ish sxemasini yaratish orqali sensor dizayniga foyda keltiradi. Shunday qilib, qurilmalarni miniatyura qilish mumkin. Tugunning energiya yig'uvchi va aloqa qismi ishlab chiqilgan va sinovdan o'tkazilgan. Energiya yig'uvchi antenna sxemalarini qo'llab-quvvatlash uchun foydalaniladigan aloqa moduli uch o'lchovli moslashuvchan materialda sxemalarni tez va tejamkor ishlab chiqarishni ta'minlash uchun mo'ljallangan. Fraktal antennaning simulyatsiyasi va o'lchangan natijalari 2,43 gigagertsli chastotada mukammal moslikni ko'rsatadi va u pastki Wi-Fi chastota diapazonini to'liq qamrab oladi.

Tasodifiy taqsimlangan tugunlarga ega sensor tarmog'i maydon uzunligi, maydon kengligi, kutilayotgan sensor o'qishi va ma'lumotlar paketi hajmi kabi parametrlarga asoslangan MATLAB simulyatsiyasi yordamida ko'rsatilgan. Wi-Fi modulining turli ish rejimlari tahlil qilindi va chuqur uyqu rejimi eng kam energiya sarflaydi, degan xulosaga kelindi. Yaxshilangan LEACH protokoli va standart LEACH protokolining simulyatsiya natijalari shuni ko'rsatadiki, I-LEACH energiya sarfini taxminan 43% ga kamaytiradi va 100 ta tugunli tarmoqda o'tkazish qobiliyatini 40% ga oshiradi. Belgilangan ish rejimidan foydalangan holda o'nta tugunli sensor tarmog'ining umumiy quvvat iste'moli kuniga 65,31 mVtni tashkil etdi. Sensor tugunlarining monitoringi yuqori darajadagi hosting PHP ilovasi va MySQL ma'lumotlar bazasi orqali mustaqil ravishda amalga oshirildi. Veb-mijoz tomonidan olingan sensor ma'lumotlari veb-serverda real vaqt jadvallarida ko'rsatildi. Shu sababli, ushbu model shaharlar va sanoat zonalarida havo parametrlarini ekologik monitoring qilish uchun istiqbolli hisoblanadi.
Kelgusi tadqiqotlar turli joylarda sensorlar tarmog'ining bir nechta tugunlari o'rtasidagi aloqani, parametrlarni baholashni, radiokanallarni hisobga olishni va veb-mijozlar orqali real vaqtda ma'lumotlarni yig'ishni o'z ichiga oladi. Bundan tashqari, simsiz tarmoq va sensor texnologiyalaridagi yutuqlar bilan ma'lumotlarni yig'ish, simulyatsiya qilish va umr bo'yi xabardor marshrutlash va geografik qamrovni sinovdan o'tkazish uchun jozibali salohiyat mavjud.

FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR
1. Kanun, O.Braday, S.Xriji, S.Bouattur, G.El Husayni, D.Ben Ammar, M.Naifar, S. Bouhamed, A.Derbel, F.Viehweger. Avtonom simsiz sensorli tugunlar uchun energiyadan xabardor tizim dizayni: keng qamrovli sharh. Sensorlar 2021 yil,21, 548.
2. Ratautas, K.Andrulevichyus, M.Yagminien, A.Stankevičienė, I.Norkus, E.Račiukaitis. Katalitik elektrsiz qoplama orqali tijorat PA6 ga lazer yordamida selektiv mis cho'kishi - Jarayon va faollashtirish mexanizmi. Ilova. Surf. Sci.2019,470, 405–410.
3. www.asamnet.de
4. www.ziyonet.uz