3.
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: 246
Celotno besedilo (2,90 MB)