11. MERJENJE VLAGE IN TEMPERATURE Z ANDROIDNIM PROGRAMSKIM VMESNIKOMSimon Pečovnik, 2015, magistrsko delo Opis: Magistrsko delo temelji na izdelavi androidne aplikacije za pametni telefon, namenjene daljinskemu nadzoru želene merjene veličine v industrijsko nevarnem okolju. Brezžični povezavi sta z ustreznima moduloma izvedeni preko omrežij Bluetooth in Wi-Fi. Uporabljen je Arduinov mikrokrmilnik, s pomočjo katerega so zajeti, programsko obdelani ter brezžično, na pametni telefon poslani merjeni podatki. Opisana sta strojna oprema merilnega sistema ter celoten postopek izdelave aplikacije v programskem paketu Eclipse. V zaključku so povzete prednosti in slabosti ene in druge brezžične povezave.
Ključne besede: android, aplikacija, Arduino, senzor vlage in temperature, Wi-Fi, Bluetooth/modri zob, Java, Eclipse
Objavljeno v DKUM: 29.05.2015; Ogledov: 2826; Prenosov: 307
 Celotno besedilo (3,82 MB) |
12. OCENJEVANJE KOTA PRIHODA SIGNALA Z UPORABO NEUSMERJENIH ANTEN IN MERJENJA MOČI SIGNALAMarko Malajner, 2013, doktorska disertacija Opis: V disertaciji se ukvarjamo s problemom ugotavljanja pozicije senzorjev, ki so povezani v
brezžična senzorska omrežja (BSO). Pri izbiri koncepta ugotavljanja pozicije smo upoštevali
glavni cenilki teh omrežij in v njih povezanih senzorjev, to je (i) minimizacija potrošnje energije
in (ii) minimizacija cene senzorja. Tema cenilkama najbolje zadostimo, če uporabljamo
vire, ki so na voljo v topologiji brezžičnega senzorskega omrežja in v delovanju radijskega
dela senzorjev. Na tej osnovi deluje mnogo metod določanja pozicije senzorjev. Izmed njih
smo se v tezi omejili na metodo, ki temelji na merjenju kota prihoda RF signala (AoA). Kot
merimo s posebnimi, vrtečimi se vozlišči v omrežju, v katerih kot ocenimo s pomočjo merjenja
moči sprejetega RF signala iz ostalih senzorjev omrežja v njegovi okolici. Sprejeto moč
signala (RSSI) merijo vsi radijski moduli senzorjev, ki komunicirajo skladno s standardom
IEEE 802.15.4.
Možnost merjenja AoA smo omejili na referenčne enote (svetilnike), ki poznajo svojo
pozicijo in so tudi iz vidika strojne opreme kompleksnejše. V BSO imajo lahko referenčne
enote tudi nalogo usmerjati promet in zbiranje podatkov iz ostalih senzorskih enot. Ostale
“iskane” enote so navadne enote brez posebnosti.
Za eksperimentalno potrditev raziskav, na katerih temelji ta disertacija smo razvili novo
strojno in programsko opremo za ocenjevanje AoA. Programska oprema temelji na algoritmih,
ki jih v disertaciji predlagamo kot originalni prispevek disertacije. Algoritmi izkoriščajo
posebnosti dipolnih anten: (i) sevalna karakteristika magnetnega polja (H) je izotropna,
(ii) sevalna karakteristika električnega polja (E) pa je anizotropna v zelo ozkem področju.
Ta usih sprejetega RF signala iz senzorja, katerega pozicijo iščemo, smo izkoristili za
ugotavljanje smeri, v kateri se ta nahaja.
Ta, rečemo lahko v primerjavi z ostalimi AoA tehnikami, ki temeljijo na iskanju maksimuma
usmerjenega polja, nekonvencionalna metoda, omogoča natančnejšo izmero kota, uporablja
standardne (mikrostrip) dipolne antene tako v svetilnikih kot ostalih senzorjih ter uporablja
preprostejšo dodatno strojno opremo in preprostejše algoritme. Ker se uporablja dipolna
antena, je lahko svetilnik tudi usmerjevalnik podatkov v omrežju.
V eksperimentih smo se omejili na optično vidno linijo (LOS) med svetilnikom in senzorji.
Vsaka ovira, ki zastira vidno linijo povzroči neželene odmeve radijskega signala in s tem
oteženo oceno AoA. Omejili smo se tudi na stacionarna senzorska omrežja. Vozlišča ne
spreminjajo lege med ocenjevanjem AoA.
Za eksperimentalno potrditev teze smo razvili in izdelali tri merilne sisteme: (i) sistem
s svetilnikom s štirimi dipolnimi (mikrostrip) antenami nameščenimi na rotirajoči plošči
(ii) sistem s svetilnikom z eno rotirajočo dipolno (mikrostrip) anteno in (iii) sistem s svetilnikom
z dvanajstimi (mikrostrip) dipolnimi antenami razporejenimi na obodu mirujoče okrogle
plošče. Za vsak sistem smo s programsko opremo prilagodili algoritem ugotavljanja smeri
posebnostim strojne opreme. Vsi sistemi so potrdili našo tezo. Dobljeni eksperimentalni
rezultati se seveda medsebojno razlikujejo v točnosti ocene AoA.
Ključne besede: brezžična senzorska omrežja, RSSI, kot prihoda RF signala, neusmerjena antena
Objavljeno v DKUM: 10.05.2013; Ogledov: 2383; Prenosov: 298
Celotno besedilo (26,14 MB) |
13. LOKALIZACIJSKE TEHNIKE V BREZŽIČNIH SENZORSKIH OMREŽJIHMarko Malajner, 2009, magistrsko delo Opis: V magistrskem delu se ukvarjamo z brezžičnimi senzorskimi omrežji (v nadaljevanju BSO). Brezžična senzorska omrežja se
uporabljajo za nadzorovanje in kontrolo okolice. Vsaka senzorska enota sestoji iz senzorskega dela, ki zaznava okolico in iz radijskega dela, ki te podatke distribuira bazni postaji (v eni ali več etapah). Vsak podatek o lokalnem fenomenu nima vrednosti, če ne vemo od kje prihaja. Zato smo se v tem magistrskem delu posvetili lokalizaciji (ali pozicioniranju) senzorskih enot. Najenostavnejšo in ob enem dovolj natančno lokalizacijo
v odprtem prostoru lahko dosežemo z GPS navigacijo. Ob predpostavki, da senzorsko omrežje sestoji iz nekaj deset
do nekaj tisoč senzorskih enot bi integracija GPS bila cenovno neprimerna. Pa tudi iz vidika porabe energije ni primerno, ker se enote napajajo iz omejenega vira energije. Zato se v senzorskih omrežjih poslužujemo drugih cenejših metod, ki jih bomo podrobneje opisali v nalogi. V osnovi pa so razdeljene glede na merjenje dveh fizikalnih količin: čas in moč signala. Pri metodah, kjer merimo čas, merimo čas potovanja signala od točke A do točke B (TOA - time of arrival). Merjenje časa potovanja signala se poslužuje zelo razširjen GPS. Druga metoda je merjenje moči signala. Za vsako senzorsko enoto poznamo oddajno moč, če je sprejemna enota zmožna meriti moč signala, lahko ocenimo približno razdaljo med sprejemnikom in oddajnikom. Boljši model širjenja radijskih valov poznamo, natančneje lahko ocenimo razdaljo. V magistrski nalogi bomo določevali lokalizacijo s pomočjo zakonov širjenja radijskih valov. Za ta način smo se odločili, ker imajo vsi prenosni radijski moduli (IEEE802.11) vgrajen mehanizem za merjenje moči sprejetega signala (RSSI). V naših raziskavah smo uporabili dva radijska modula: MRF24J40 z implementiranim fizičnim slojem ZigBee protokola in CC2500, ki ni fizično vezan na katerikoli protokol. Oba radia delujeta na ISM 2.4 GHz frekvenčnem pasu.V delu bomo prikazali razvoj naše
senzorske enote SPaRCMosquito, programsko opremo za modeliranje in lokalizacijo senzorskih omrežij SPaRCSoft. Podali bomo rezultate in analize meritev prenosnega kanala in ocenitev položajev senzorskih enot s pomočjo meritev parametrov prenosnega kanala in algoritmov za lokalizacijo.
Ključne besede: brezžična senzorska omrežja, model širjenja radijskih valov, meritev razdalje, lokalizacija
Objavljeno v DKUM: 29.10.2009; Ogledov: 3519; Prenosov: 247
Celotno besedilo (2,90 MB) |
14. |
