Дипломдық ЖҰмыс тақырыбы: «Сымсыз сенсорлық желі түйіндеріндерінің қуат тұтынуларын модельдеу» 6B06201 «Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар»
жүктеу/скачать 1,47 Mb.
|
Айтбаева.Диплом последний (1)
| Деректерді жинау режимі: Бұл режимде сенсорлық түйіндер белсенді және сенсорлары арқылы қоршаған ортадан деректерді жинайды. Бұл желінің
мақсаттарына байланысты температураны, ылғалдылықты, жарықтандыруды, қозғалысты және басқа параметрлерді өлшеуді қамтуы мүмкін. Деректер режимі: Деректер жиналғаннан кейін сенсорлық түйіндер ақпаратты желідегі немесе базалық станциядағы басқа түйіндерге әрі қарай өңдеу немесе қашықтағы серверге жіберу үшін жібере алады. Ұйқы режимі (энергияны үнемдеу): Белсенді емес кезеңдерде сенсорлық түйіндер энергияны үнемдеу және батареяның қызмет ету мерзімін ұзарту үшін ұйқы режиміне ауыса алады. Бұл режимде түйіндер кейбір компоненттерді өшіре алады немесе басқа түйіндерден деректерді немесе сигналдарды тексеру үшін мезгіл-мезгіл оянуы мүмкін. Түйіндердің көпшілігі аз қуат режимінде болады. Энергияны тұтынуды оңтайландыру үшін жұмыс кестесін құру және деректерді жинақтау сияқты әртүрлі алгоритмдер қолданылады. Конфигурация және техникалық қызмет көрсету режимі: Желідегі сенсорлық түйіндерді конфигурациялау және басқару үшін желі әкімшілеріне түйін параметрлерін өзгертуге немесе диагностика мен қызмет көрсетуге мүмкіндік беретін арнайы жұмыс режимдері қарастырылуы мүмкін. Қалпына келтіру режимі: Түйін істен шыққан немесе желі байланысы жоғалған жағдайда, кейбір сенсорлық түйіндер қосылымды қалпына келтіруге немесе балама маршруттар арқылы деректерді жіберуге тырысып, қалпына келтіру режиміне өтуі мүмкін. Сымсыз сенсорлық желідегі жұмыс режимдерін тиімді басқару желінің беріктігін қамтамасыз етуде, қуат тұтынуды оңтайландыруда және сенімді деректер байланысын қамтамасыз етуде шешуші рөл атқарады [18]. LORA ТАСЫМАЛДАУ ПАРАМЕТРЛЕРІНІҢ КӨМЕГІМЕН ҚУАТ ТҰТЫНУ ҮЛГІСІН ӘЗІРЛЕУ Төмен қуатты кең ауқымды желі (LPWAN) технологияларының (LoRa, LoRaWAN, Sigfox, Ingenu, Telensa, Weightless, NB-IoT) арасында Long Range (LoRa) технологиясы көптеген қолданбаларда кеңінен қолданылады. Мысалы, қоқыс жәшіктерінің толтыру деңгейін бақылау үшін ультрадыбыстық сенсорлары бар LoRa радио модульдеріне негізделген қатты қалдықтарды басқару жүйесі орналастырылған болатын. Сонымен қатар, LoRa технологиясы тұрғын үй жүктемелерінің профилін дәл анықтау үшін пайдаланылды. Смарт желілерге қолданған кезде әзірленген жүйелер сұранысты болжау зерттеулерін жүргізе алады, яғни үй тұтынуын талдай алады және электр энергиясы тарифтерін оңтайландырады. Бұл жұмыста осы LoRa технологиясының көмегімен сымсыз сенсорлы желі түйіндерінің қуат тұтынулары модельденді [19]. LoRa технологиясы LoRa — ұзақ қашықтыққа және аз қуат тұтынумен деректердің шағын көлемін жіберуге мүмкіндік беретін CSS (Chirp Spread Spectrum) модуляциясына негізделген физикалық деңгей спецификациясы. Әдеттегі LoRa желі топологиясы соңғы құрылғылар (ED), бір немесе бірнеше шлюздер (GW) және желілік сервер (NS) деп аталатын түйіндерден тұрады. ED және GW арасындағы байланыс LoRa радио байланысына бағытталған, ал Интернет протоколы (IP) байланысы GW және ED арасында кең таралған болып келеді [20]. Желі топологиясы 2.1 суретте көрсетілген. сурет. LoRa желі топологиясы [20]. Соңғы құрылғы – деректерді жинайтын және оны желі арқылы тарататын сенсорлары немесе жетектері бар құрылғылар. Бұл құрылғылар қоршаған ортаны, жабдық күйін, денсаулық параметрлерін және басқа деректерді бақылау үшін әртүрлі сенсорлармен жабдықталуы мүмкін. Шлюз – соңғы құрылғылардан деректерді радиоарна арқылы қабылдайтын және оны транзиттік желіге жіберетін құрылғы. Транзиттік желі Ethernet желісі, WiFi желісі немесе мобильді радиотелефон желісі болуы мүмкін. Шлюз және соңғы құрылғылар жұлдызды желі топологиясын құрайды. Әдетте, бұл құрылғыда бір уақытта бірнеше арналардағы сигналдарды немесе тіпті бір арнадағы бірнеше сигналдарды өңдеуге арналған көп арналы қабылдағыштар бар. Сәйкесінше, бірнеше осындай құрылғылар желіні радиоқабылдау және соңғы құрылғылар мен сервер арасында мөлдір екі жақты деректерді беруді қамтамасыз етеді. Желілік сервер – желіні басқаруға арналған: кестені орнату, жылдамдықты бейімдеу, алынған мәліметтерді сақтау және өңдеу. Қолданбалы сервер – соңғы құрылғылардың жұмысын қашықтан бақылап, олардан қажетті мәліметтерді жинай алады. Көбінесе LoRa және LoRaWAN бір-бірінің орнына жатады; дегенмен, олар бірін-бірі толықтырса да, екі бөлек нәрсе. LoRa — Semtech [21] иелігіндегі PHY қабатының меншікті технологиясы, ал LoRaWAN — LoRa Alliance қолдайтын, LoRa-ны физикалық деңгей ретінде пайдаланатын, бірақ MAC және қолданбалы қабаттарды қамтитын ашық желі протоколының спецификациясы. Технологияның күшті және әлсіз жақтары бар. LoRaWAN артықшылықтары: Телеметрия үшін қолданылатын басқа сымсыз технологиялармен салыстырғанда радиосигналдарды таратудың ұзақ диапазоны 10-15 км-ге жетеді; кішігірім деректер пакетін жіберу үшін энергияны аз тұтынуға байланысты соңғы құрылғылардың төмен қуат тұтынуы; гигагерцтен кіші диапазондағы жиіліктерді пайдаланған кезде қалалық жерлерде радиосигналдың жоғары ену қабілеті; үлкен аумақтарда желінің жоғары масштабталуы; лицензияланбаған жиіліктерді (ISM диапазоны) пайдалануға байланысты жиілік рұқсатын алу және радиожиілік спектрі үшін ақы төлеу қажет емес. LoRaWAN кемшіліктері: Салыстырмалы түрде төмен өткізу қабілеттілігі, физикалық деңгейде қолданылатын деректерді беру технологиясына байланысты өзгереді, бірнеше жүз бит/с бастап бірнеше ондаған кбит/с дейін; радиосигналдың берілу уақытымен байланысты сенсордан соңғы қолданбаға деректерді берудің кешігуі бірнеше секундтан бірнеше ондаған секундқа дейін жетуі мүмкін; сымсыз LPWAN желілері үшін физикалық деңгей мен медиаға қол жеткізуді басқаруды анықтайтын бірыңғай стандарттың болмауы; лицензияланбаған жиілік диапазонында спектр шуылының қаупі; Semetech патентімен «жабылған» меншікті LoRa модуляция технологиясы; сигнал қуатының шектелуі. Негізгі параметрлері LoRa таралымдары өнеркәсіптік, ғылыми және медициналық (ISM) қолданбаларда лицензияланбаған радиожиілік спектрінде субгигагерц диапазонында (0,4–1,1 ГГц) жүзеге асырылады, нақты жиілік диапазоны аймақ бойынша анықталады (яғни Еуропада ол 433 МГц және 868 МГц аралығында қабылданады). Жиілік диапазонынан басқа, LoRa байланыстарын анықтайтын бірнеше параметрлер бар: тарату коэффициенті (SF), жіберу қуаты (TP), орталық жиілік (CF), код жылдамдығы (CR) және өткізу қабілеттілігі (BW). жүктеу/скачать 1,47 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|