Проблемы энергопотребления в беспроводных сенсорных сетях
Энергопотребление беспроводных нодов в беспроводной сенсорной сети. Моделирование беспроводной системы пожарной безопасности. Программный продукт Castalia на базе Omnet++. Топология проектируемой сети пожарной безопасности в графическом представлении.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.07.2018 |
| Размер файла | 153,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Московский государственный университет геодезии и картографии
Проблемы энергопотребления в беспроводных сенсорных сетях
Технические науки
Никитаев Виталий Михайлович, бакалавр, студент
В данной статье автор рассматривает энергопотребление беспроводных нодов в беспроводной сенсорной сети. Данные получены на основе моделирования беспроводной системы пожарной безопасности.
На сегодняшний момент набирают большую популярность беспроводные сенсорные системы, которые достаточно просты в установке, так как не требуют проводного питания и имеющие возможность перемещения в пространстве под конкретные задачи. Беспроводная сенсорная сеть (БСС, «умная пыль») - это система, представляющая собой распределенную, самоорганизующуюся и устойчивую к отказам отдельных элементов сеть миниатюрных вычислительных устройств с автономным источником питания.[2]
Одна из самых трудноконтролируемых стихий - огонь. Пожарная безопасность обязательно входит в комплекс систем защиты информации. Различные цели предполагают различные способы защиты и оповещения при возгораниях.
В данной статье автор рассматривает характеристики энергопотребления сенсорной системы пожарной безопасности.
Для расчетов энергопотребления сети воспользуемся программным продуктом Castalia на базе Omnet++. Для этого автор моделирует сенсорную систему включающую в себя 20 датчиков-нодов.
Топологию проектируемой сети в графическом представлении можно представить в виде (см. Рис.1):
Рисунок 1. Топология сети
Для электропитания ноды используются 2 батарейки типа АА ёмкостью 2122 мА/ч. Время моделирования работы сети составляет 1 час. В ходе исследования были получены следующие значения электропитания в системе для каждого элемента (см. Табл. 1)
Таблица 1. Почасовое потребление электроэнергии
|
Номер нода |
Энергия |
Номер нода |
Энергия |
|
|
Нод 0 |
29,750 |
Нод 10 |
24,632 |
|
|
Нод 1 |
29,811 |
Нод 11 |
24,631 |
|
|
Нод 2 |
24,565 |
Нод 12 |
25,521 |
|
|
Нод 3 |
26,501 |
Нод 13 |
24,632 |
|
|
Нод 4 |
25,477 |
Нод 14 |
24,632 |
|
|
Нод 5 |
25,772 |
Нод 15 |
24,631 |
|
|
Нод 6 |
24,632 |
Нод 16 |
24,634 |
|
|
Нод 7 |
24,634 |
Нод 17 |
24,635 |
|
|
Нод 8 |
24,631 |
Нод 18 |
24,631 |
|
|
Нод 9 |
24,631 |
Нод 19 |
24,635 |
Для визуализации полученных данных представим их в виде графика (см. Рис. 2):
Рисунок 2. График потребления электроэнергии
беспроводной сенсорный сеть пожарный безопасность
Рассчитаем время работы каждого нода в системе, по значениям их энергопотребления:
где L - количество питающих элементов (батареек); R - ёмкость элемента питания; I - энергопотребление нода в час.
часа
Аналогично производятся вычисления по формуле для нодов 1-19. Полные результаты вычислений находятся в таблице 2:
Таблица 2: Время работы
|
Номер нода |
Время (часы) |
Номер нода |
Время (часы) |
|
|
Нод 0 |
142,655 |
Нод 10 |
172,296 |
|
|
Нод 1 |
142,363 |
Нод 11 |
172,303 |
|
|
Нод 2 |
172,766 |
Нод 12 |
166,294 |
|
|
Нод 3 |
160,145 |
Нод 13 |
172,296 |
|
|
Нод 4 |
166,581 |
Нод 14 |
172,296 |
|
|
Нод 5 |
164,674 |
Нод 15 |
172,303 |
|
|
Нод 6 |
172,296 |
Нод 16 |
172,296 |
|
|
Нод 7 |
172,297 |
Нод 17 |
172,275 |
|
|
Нод 8 |
172,303 |
Нод 18 |
172,303 |
|
|
Нод 9 |
172,303 |
Нод 19 |
172,275 |
Следует заметить, что время работы нулевого и первого нода довольно сильно отличается от остальных. В связи с тем, что первый и нулевой ноды являются передающими данные на пульт от других нодов (FFD) нагрузка на них сильно увеличена. Из полученных данных можно сделать заключение, что для бесперебойной работы беспроводной сенсорной сети требуется постоянный мониторинг состояния сети, а так же своевременная замена питающих элементов в нодах. В связи с этим требуется устанавливать сами датчики в доступных местах, для удобства их поддержания в работоспособности и замены элементов питания.
Список литературы
1. IEEE Standard for Information technology. Telecommunications and information exchange between systems. Local and metropolitan area networks. Specific requirements Part 15.1: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Wireless Personal Area. 2005.
2. Восков Л.С. Беспроводные сенсорные сети и прикладные проекты. Автоматизация и it в энергетике. 2009. № 2-3. С.44-48.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Беспроводные сенсорные сети: история и использование, алгоритмы канального уровня. Требования к алгоритмам маршрутизации в беспроводных сенсорных сетях, имитационное моделирование. Исследование надежности передачи данных между узлами в системе Castalia.
магистерская работа [2,1 M], добавлен 11.10.2013Беспроводная технология передачи информации. Развитие беспроводных локальных сетей. Стандарт безопасности WEP. Процедура WEP-шифрования. Взлом беспроводной сети. Режим скрытого идентификатора сети. Типы и протоколы аутентификации. Взлом беспроводной сети.
реферат [51,8 K], добавлен 17.12.2010Периоды развития и основные стандарты современных беспроводных сетей. История появления и области применения технологии Bluetooth. Технология и принцип работы технологии беспроводной передачи данных Wi-Fi. WiMAX - стандарт городской беспроводной сети.
презентация [1,9 M], добавлен 22.01.2014Сведения о беспроводных сетях. Технические параметры стандарта Wi-Fi. Цели и задачи разработки и внедрения ЛВС. Расчет характеристик разработанной сети для предоставления услуг VoIP по Ethernet. Расчет параметров трафика передачи данных, зоны покрытия.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 11.05.2019Способы организации беспроводных сетей по стандартам IEEE 802.16. WiMAX как телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях. Этапы построения полносвязной городской Wi-Fi сети.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 31.08.2013Использование базы данных статистики последовательного соединения мобильных узлов беспроводной сети с использованием средств программирования Delphi и языка ADO. Оптимизация, отладка и тестирование программы AD-HOC сетей, решение аномалий в узлах сети.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 13.06.2012Сравнительные характеристика протоколов организации беспроводных сетей. Структура и топология сети ZigBee, спецификация стандарта IEEE 802.15.4. Варианты аппаратных решений ZigBee на кристаллах различных производителей и технология программирования.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 25.10.2013Развитие технологии беспроводных сетей. Оборудование, применяемое в сетях Wi-Fi. Расчет эффективной изотропной излучаемой мощности и зоны действия сигнала. Защита информации. Сравнительный экономический анализ вариантов организации беспроводной связи.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 07.05.2015Технология настройки распределённой беспроводной сети в домашних условиях с использованием двух точек беспроводного доступа: выбор оборудования, определение архитектуры сети. Средства безопасности беспроводной сети, процедура ее взлома с протоколом WEP.
статья [152,4 K], добавлен 06.04.2010Разработка программно-аппаратного модуля, предназначающегося для сбора и анализа собранных данных в беспроводной сенсорной сети. Изготовление макета устройства. Внесение собираемых данных в базу. Расположение протокола MQTT в модели OSI приложения.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 18.11.2017
