1. Zasnova senzorskega omrežja za zaznavanje aktivnosti dnevnega življenja : magistrsko deloJan Cokan, 2024, magistrsko delo Opis: V magistrskem delu smo opisali čedalje večjo problematiko glede ohranjanja zdravja in kakovosti življenja starejših oseb ter predstavili potrebo po zaznavanju aktivnosti dnevnega življenja. V ta namen smo zasnovali dva različna sistema senzorskih omrežij. K obema sistemoma smo dodali podatkovno bazo na oddaljenem računalniku za zajemanje podatkov. Eden od sistemov senzorskega omrežja deluje na komunikaciji RF, medtem ko drugi na komunikaciji WiFi. Njuno delovanje smo preverili v testnem okolju. Ker sta omrežji napajani z baterijo, smo opravili meritve porabe toka ter napajalne napetosti. Rezultate smo predstavili v zaključku magistrskega dela.
Ključne besede: senzorsko omrežje, aktivnosti dnevnega življenja, modul RF, modul WiFi, protokol MQTT
Objavljeno v DKUM: 01.03.2024; Ogledov: 363; Prenosov: 36
 Celotno besedilo (3,33 MB) |
2. Protokol za overjanje in dogovor o ključu za uporabo v brezžičnih telesnih senzorskih omrežjihMarko Kompara, 2019, doktorska disertacija Opis: Napredek na področjih mikroelektronike, vgrajenega računalništva in brezžične komunikacije je povzročil povečanje zanimanja za telesna senzorska omrežja. Telesno senzorsko omrežje sestavljajo senzorska vozlišča, porazdeljena v neposredni bližini telesa uporabnika, na telesu ali celo v telesu uporabnika. Vozlišča zbirajo fiziološke in druge podatke o stanju telesa in jih posredujejo zmogljivejšim napravam v obdelavo. Takšna oblika omrežja predstavlja predvsem potencial v razvoju in zmanjševanju stroškov zdravstvene oskrbe. Podatki, ki se pretakajo v takšnih omrežjih, so občutljivi. Zdravstveni podatki so tudi zakonsko opredeljeni kot posebna oblika osebnih podatkov, za katere je nujna dodatna skrbnost pri njihovem varovanju. Poleg varnega hranjenja takšnih podatkov je treba zagotavljati njihovo varnost tudi med prenosom iz senzorskih naprav v druge naprave v omrežju. To varovanje je v veliki meri odvisno od protokola overjanja in vzpostavitve ključa, ki preveri istovetnost naprav v komunikaciji in vzpostavi ključ, na podlagi katerega bo nadaljnja komunikacija šifrirana. Razvoj protokola za overjanje in vzpostavitev ključa, primernega za uporabo v telesnih senzorskih omrežjih, je zaradi zahtevane ravni varovanja in strojnih omejitev velik izziv. Cilj te disertacije je razvoj lastnega protokola za overjanje in dogovor o ključu, ki bo izpolnjeval vse varnostne zahteve in bo obenem učinkovit ter primeren za uporabo v senzorskih vozliščih. V ta namen so v doktorski disertaciji zbrane varnostne lastnosti, ki bi jih varni protokoli, primerni za uporabo v telesnih senzorskih omrežjih, morali izpolnjevati, ter možni napadi, na katere bi morali biti odporni. V okviru doktorske disertacije je bil izveden pregled literature, na podlagi katere je bila razvita nova klasifikacija obstoječih protokolov vzpostavitve ključa. Ob pregledu obstoječih protokolov je bila posebna pozornost posvečena tudi analizam, ki so jih avtorji takšnih protokolov izvedli za dokazovanje varnosti in učinkovitosti predstavljenih protokolov. Iz tega je nastal seznam metod vrednotenja varnosti in učinkovitosti protokolov. Disertacija predstavi dva nova lahka protokola vzpostavitve ključa, namenjena uporabi v telesnih senzorskih omrežjih. Protokola omogočata vzpostavitev komunikacije s senzorskim vozliščem na varen in nezahteven način. V dokaz tega je za vsak protokol opravljena varnostna analiza s hevristično metodo vrednotenja varnosti in analiza učinkovitosti, ki vključuje tudi primerjavo predlaganih protokolov z obstoječimi sorodnimi protokoli.
Ključne besede: overjanje, vzpostavitev ključa, dogovor o ključu, telesno senzorsko omrežje, varnostni protokol
Objavljeno v DKUM: 04.10.2019; Ogledov: 1536; Prenosov: 173
Celotno besedilo (2,34 MB) |
3. Načrtovanje senzorskega omrežja za spremljanje mikroklimatskih parametrov v nasadihGregor Nikolić, Mitja Solar, Matej Krendl, Blaž Kukovec, Gašper Leskovar, Jerneja Lilija, Tadej Peršak, Matjaž Plavec, Pija Soršak, Anton Zhezov, Matej Žnidarič, Oskar Žveglič, 2017, končno poročilo o rezultatih raziskav Opis: Že skupna kmetijska politika (SKP) govori o ciljih, da je potrebno na področju kmetovanja sprejemati ukrepe, s katerimi bomo dosegli, da bodo ljudje imeli na razpolago dobro in cenovno dostopno hrano ter da bodo kmetovalci lahko zaslužili za dostojno življenje. Glede na podatke o analizi stanja slovenskega kmetijstva in živilstva v strategiji za izvajanje resolucije o strateških usmeritvah razvoja slovenskega kmetijstva in živilstva do leta 2020, da se je od leta 2000 število organizacij in obdelovalna površina zmanjšala, je še toliko bolj pomembno, da so projektne dejavnosti naravnane tako, da spodbujajo in omogočajo strokovno raziskovanje na tem področju, katerih rezultati bodo omogočili lažje upravljanje in bodo imeli vpliv na širšo družbo. Pridelovalci sadja, so zelo odvisni od vremenskih razmer in drugih vplivov, s tem pa tudi njihov ekonomski položaj. Pridelovalci se pri svojem delu, bodisi pri zasnovi novih ali pri upravljanju že obstoječih nasadov zanašajo na podatke okóljskih parametrov, ki so večkrat pogojeni s poznavanjem zgodovine območja. Nekateri trenutno dostopni podatki okóljskih parametrov, so dostopni na spletni strani Agencije Republike Slovenije za Okolje, vendar v okrnjeni obliki in le za točko kjer se nahaja vremenska postaja. Ti podatki so koristni za analizo večjih površin na območju Republike Slovenije, vendar agronomu ne zadoščajo popolnoma za pravočasno ukrepanje ali snovanje novega nasada. Običajno so nasadi tudi lokacijsko oddaljeni od upravitelja nasada in ga le-ta lahko spremlja le s fizični pregledi na terenu. Dodaten vpliv na odločitve ima tudi terenska postavitev nasada, ki je večkrat razgibana in ima različne mikroklimatske pogoje. Da bi pravočasno preprečili morebitne bolezenske ali vremensko povzročene težave in pravočasno ukrepali, pa morajo biti ti pregledi zelo pogosti. Težavno je še posebej takrat, kadar je govora o več hektarjev velikih nasadih. S tovrstnimi težavami se sooča tudi Slovensko strokovno društvo lupinarjev (SSDL), katerega cilj je povečanje obsega pridelave orehov, lešnikov, kostanja in mandlja v Sloveniji z vpeljavo gospodarnih in okolju prijaznih tehnologij pridelave in dodelave. Težavo pozebe in ukrepe je že opisalo SSDL, ki se ukvarja tudi z informiranjem potrošnikov, kot tudi brošura (zašita pred spomladansko pozebo – ZPSP), ki jo je izdalo Ministrstvo za kmetijstvo, gozdarstvo in prehrano jasno izpostavlja problem pozebe in preventivne zaščite ter kaj je pomembno pri načrtovanju nasadov. V projektu smo se ukvarjali z načrtovanjem sistema, s katerim bi bilo mogoče zajemati vse mikroklimatske parametre, kot so; temperatura in relativna vlažnost zraka in zemlje, količina padavin, osončenost (tudi notranjost krošenj), UV indeks, detekcija toče in kot ukrepi; namakanje in pršenje v primeru nevarnosti pozebe oziroma suše. S pomočjo omenjenih podatkov, ki so merjeni razpršeno v nasadu, je mogoče preventivno ukrepati v primeru pozebe, suše, bolezni ipd.. Ti podatki so nujni pri načrtovanju novih nasadov, da so uspešni in bo zanje potrebnih karseda najmanj ukrepov. S tem se ukvarja SSDL kot tudi drugih raziskovalci in pridelovalci sadja. Potrebo po tovrstnih podatkih jasno izpostavlja ZPSP za uspešno načrtovanje nasadov. S projektom smo vključene študente usmerili v zbiranje in raziskovanje literature na temo zastavljenega projekta. Ker gre v večini za študente, ki vstopajo na svojo pot študija in organiziranega dela v okviru projektov, so večinski rezultati projekta v obliki pridobitve novih kompetenc in organiziranih delovnih izkušenj študentov, končen teoretično zasnovan sistem, katerega bi bilo mogoče s tehnično podporo ustreznega kvalificiranega kadra laboratorija in finančno podporo bodisi vključenega društva ali podjetja, pripeljati do praktične realizacije izdelka za uporabo v praksi, kot je bilo tudi zastavljeno s cilji samega projekta.
Ključne besede: Senzorsko omrežje, mikroklimatski parametri, orehi, lešniki, pozeba, namakalni sistem, suša, toča, veter, kmetovanje
Objavljeno v DKUM: 23.05.2018; Ogledov: 2174; Prenosov: 181
Celotno besedilo (7,82 MB) |
4. |
5. BREZŽIČNO SENZORSKO OMREŽJE MiWiSebastjan Kolenc, 2014, diplomsko delo Opis: V diplomskem delu smo na kratko opisali brezžični protokol MiWi, kateri izhaja iz protokola ZigBee (IEEE 802.15.4). ZigBee je bil v osnovi zamišljen kot WPAN odprt standard za radijsko omrežje, ki bi bil alternativa za ostala brezžična omrežja Bluetooth in Wireless. Protokol je primeren za uporabo v brezžičnih senzorskih omrežjih, primernih za industrijsko okolje. Gre preprosto zato, da imamo neko množico elementov (gradniki ZigBee omrežja oz. senzorska vozlišča) omrežja, povezanih med seboj tako, da tvorijo omrežje za prenos podatkov na kratkih razdaljah 10-100m. Vendar so ti podatki količinsko zelo majhni. Prednost takega omrežja je v tem, da se podatki pošiljajo v majhnih paketih (količinsko omejeni), hkrati pa so gradniki omrežja aktivni samo takrat, ko pride do prenosa podatkov (paketov). Takrat kadar ni prenosa podatkov se gradnik (njegov radijski del) izklopi in s tem privarčuje pri energiji. To pomeni, da so takšni gradniki omrežja primerni za aplikacije v težko dostopnih območjih (industrijska okolja), ker ne potrebujejo vzdrževanja in bi bila zamenjava vira energije (baterija) za njihovo delovanje možna z velikimi napori in stroški.
Ker je po določenem obdobju uporabe ZigBee protokola, združenje ZigBee Aliance ta protokol postopoma nadgrajevalo, je postal zelo kompleksen. Zato se je porodila ideja, kako napraviti omrežje, ki temelji na ZigBee protokolu in je bolj prijazno do uporabnika. Tako je nastal protokol MiWi, ki je opisan v diplomski nalogi. V diplomski nalogi, je v praktičnem delu predstavljeno, kako postaviti enostavno “peer-to-peer“ brezžično senzorsko povezavo v brezžičnem senzorskem omrežju z uporabo protokola MiWi ter praktični primer pošiljanja podatkovnega paketa določene dolžine in vsebine preko omrežja.
Ključne besede: Brezžično senzorsko omrežje, WPAN, ZigBee, MiWi, standard IEEE 802.15.4, ZigBee Alliance, industrijsko okolje
Objavljeno v DKUM: 27.05.2014; Ogledov: 2559; Prenosov: 165
Celotno besedilo (4,01 MB) |
6. Merjenje vlažnosti tal s pomočjo brezžičnega senzorskega omrežjaMatej Štefanič, 2012, diplomsko delo Opis: Namen diplomske naloge je bil preučiti natančen način merjenja vlage v tleh s pomočjo brezžičnega senzorskega omrežja. V ta namen smo merili vlago na treh različnih nivojih (20, 50 in 80 cm) in ob tem izmerjene vrednosti primerjali z vrednostmi okoljskih razmer, kot so temperatura zraka, vlažnost zraka, temperatura tal in omočenost listov za obdobje enega meseca. Ugotovili smo, da bi se z natančnim merjenjem vlage v tleh in drugih okoljskih parametrov lahko natančno napovedala obdobja pomanjkanja vlage v tleh in določila mikroklima merjenega območja. Na podlagi teh podatkov bi se lahko ugotovilo, kdaj in koliko vode je treba dodati določenim kmetijskim kulturam.
Ključne besede: vlaga v tleh, brezžično senzorsko omrežje, okoljske razmere, mikroklima
Objavljeno v DKUM: 22.10.2012; Ogledov: 3762; Prenosov: 348 (1 glas)
Celotno besedilo (2,78 MB) |
7. MEHANIZMI REŠEVANJA PROBLEMA SKRITEGA VOZLIŠČA V IEEE 802.15.4/ZIGBEE BREZŽIČNIH SENZORSKIH OMREŽJIHUroš Pešović, 2010, magistrsko delo Opis: V magistrski nalogi opisujemo energetsko učinkovite metode dostopa do prenosnega medija (MAC), ki se uporabljajo v brezži čnim senzorskih omrežjih (BSO). Brezžična senzorska omrežja so sestavljena običajno iz velikega število senzorjev, ki s komunikacijskega vidika predstavljajo vozlišča. BSO se uporabljajo v različnih aplikacijah daljinskega upravljanja in zaznavanje, kot so na primer: varovanje in hišna avtomatizacija, okoljski nazor in nadzor v zdravstveni oskrbi, vojaška uporaba, itd. Pogosto so, na določenem območju, razporejeni brez vnaprejšnjega načrtovanja. V takšnih omrežjih potrebujemo mehanizme, ki omogočajo samoorganizacijo, za komunikacijo z centralnim vozliščem, ki predstavlja podatkovni ponor. Eden od glavnih ciljev pri snovanju brezžičnih senzorskih omrežij je zmanjšanje skupne porabe energije, da bi omogočili nekaj mesecev ali celo let avtonomnega delovanja pri baterijskem napajanju. Poraba energije v BSO je odvisna od različnih dejavnikov, kot so: lastna poraba procesorja in senzorja, oddajna moč, količine prometa, itd. Porabo električne energije bomo lahko omejimo s skrbno izbiro komponent, z nižanjem oddajne moči in z ustreznimi komunikacijskim protokoli, ki omogočajo uporabo dolgih obdobij nedejavnosti, ko so naprave v načinu spanja. Dosedanje raziskave na tem področju so bile
usmerjene k možnostim posodobitev protokolov MAC plasti v IEEE 802.15.4 WPAN (Wireless Personal Area Networks). Protokoli dostopa do prenosnega medija, uporabljenih v tovrstnih omrežjih, temeljijo na pristopu mediju z izogibanjem trčenj CSMA/CA (Carrier Sense Medium Access with Collision Avoidance). Glavna pomanjkljivost tega protokola je nesposobnost za spopadanje s problemom skritih vozlišč, ki pa je zelo pogost v vseh tipih brezžičnih omrežij. Trki paketov povzročajo nepotrebne izgube energije in degradacija zmogljivosti omrežij. Z uporabo RTS/CTS usklajevalnih mehanizmov, znanih iz IEEE 802.11 omrežij, je mogoče problem skritih vozlišč v celoti odpraviti. Mehanizem te vrste dostopa do medija zagotovi posredno sinhronizacijo med vozlišči, kar lahko zelo pove ča učinkovit uporabe prenosnega medija. V prvem delu magistrske naloge smo raziskali količino bitnih napak v paketih, v odvisnosti od interferenčnih paketov. Obstoječa dognanja upoštevajo vpliv interference enako kot šume ozadja. S simulacijami pa smo pokazali, da je bolje, če vpliv interference
na količino bitnih napak, obravnavamo ločeno. Na podlagi meritev in simulacij smo izdelali empirični model, ki smo ga nato uporabili drugem delu raziskav. V drugem delu raziskav smo raziskali učinke skritih vozlišcč na interference paketov ob uporabi standardnih CSMA/CA mehanizmih dostopa mediju, ki se uporabljajo v omrežjih tipa IEEE 802.15.4/ZigBee. Rezultati simulacij kažejo, v primeru prisotnosti skritih vozliš č, hudo poslabšanje energetske učinkovitosti ter zmogljivosti omrežja iz stališča prepustnosti in zakasnitev paketov. Na koncu smo raziskovali učinkovitost ideje, da bi uporabili znane RTS/CTS mehanizme rokovanja tudi v BSO. Rezultati simulacij kažejo,da predlagani mehanizem pomaga popolnoma prepreči trčenja zaradi skritih vozlišč. Prav tako se je izkazalo, da v pogojih, kjer so prisotna skrita vozlišča pride do izboljšanja zmogljivosti omrežja, še posebej v pogojih velikega prometa. Zaznali pa smo tudi nekaj pomanjkljivosti. Glavna pomanjkljivost tega mehanizma je v velikem povečanju zakasnitev v pogojih povečanega prometa, kar omejuje njegovo uporabnost. To nam predstavlja tudi motivacijo za nadalje delo, ker bomo raziskovali nove mehanizme dostopa do prenosnega medija, ki bodo imeli boljše lastnosti v pogojih delovanja v omrežjih skritimi vozlišči.
Ključne besede: Skrito vozlišče, Brezžično senzorsko omrežje, IEEE 802.15.4, ZigBee, MAC, RTS/CTS
Objavljeno v DKUM: 10.05.2010; Ogledov: 3042; Prenosov: 309
Celotno besedilo (4,29 MB) |
