МЕТОД ВИМІРЮВАННЯ ВІДСТАНІ У БЕЗДРОТОВИХ СЕНСОРНИХ МЕРЕЖАХ МІКРОПРОЦЕСОРНИМ ЧАСТОТОМІРОМ
DOI:
https://doi.org/10.17721/AIT.2023.1.08Ключові слова:
бездротова сенсорна мережа, локалізація, відстань, мікропроцесорний частотомір, похибка вимірювання відстаніАнотація
Вступ. Нині існує проблема обмежених ресурсів окремих вузлів сенсорних мереж, водночас для розв’язання багатьох задач (зокрема і позиціонування) виникає необхідність розроблення затратних методів для спільної роботи всіх вузлів мережі. Однією з таких задач є задача локалізації вузлів сенсорної мережі із самоорганізацією. Вона полягає у визначенні координат індивідуальних сенсорів без використання зовнішньої інфраструктури. З огляду на важливість інформації про розміщення об’єктів і людей, задача локалізації багато досліджувалась у минулому, і тому для її розв’язання розроблено велику кількість систем. Найвідомішою з них є система Global Positioning System (GPS). Однак підхід GPS не може бути застосований у бездротових сенсорних мережах у зв’язку з вимогами до наявності великої кількості додаткової інфраструктури (напр., супутників). Методи. Використано методи аналізу та синтезу складних систем і комп’ютерного моделювання. Результати. Запропоновано застосовувати метод вимірювання відстані між об’єктами на основі часу прибуття сигналу. Дано оцінку похибки вимірювання частоти під час вимірювання високих і низьких частот. Визначено, що при дослідженнях періодичних процесів у широкому діапазоні частот для досягнення заданої точності доцільно в діапазоні високих частот застосовувати цифровий частотомір, а в діапазоні низьких частот переходити до вимірювання періоду. Досліджено та побудовано графіки похибок квантування у процесі вимірювання частоти та періоду. Побудовано алгоритм роботи мікропроцесорного частотоміра, що дозволяє досліджувати періодичні процеси у широкому діапазоні. Запропоновано структурну схему мікропроцесорного частотоміра, яка дозволяє реалізувати наведений алгоритм. Висновки. Впровадження розробленого мікропроцесорного частотоміра дозволить суттєво підвищити ефективність бездротових сенсорних мереж завдяки точнішому визначенню розташувань елементів мережі.Завантажити
Посилання
Akyildiz, I. F. (2008). Wireless sensor networks: A survey. Computer Networks. IEEE Communications Magazine, 250.
Boukerche, A., & Oliveira H. (2017). Towards an integrated solution for node localization and data routing in sensor networks. 22th IEEE Symposium on Computers and Communications (p. 449–454). Aveiro, Portugal. Institute of Electrical and Electronics Engineers.
Boukerche, A., Oliveira, H., & Nakamura, E., (2008). A novel location-free greedy forward algorithm for wireless sensor networks. In Proceedings of the 2008 IEEE International Conference on Communications, Beijing, China (p. 2096-2101). Institute of Electrical and Electronics Engineers.
Brooks, R. R., & Iyengar, S. S. (2009). Multi-Sensor Fusion: Fundamentals and Applications. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ.
Dudnik, A., Daria, P., Kobylchuk, M., Domkiv, T., Dahno, N., & Leshchenko, O. (2020). Intrusion and Fire Detection Method by Wireless Sensor Network. In 2020 IEEE 2nd International Conference on Advanced Trends in Information Theory, 211–215. Institute of Electrical and Electronics Engineers.
Dudnik, A., Kuzmych, L., Trush, O., Domkiv, T., Leshchenko, O., & Vyshnivskyi, V. (2020). Smart Home Technology Network Construction Method and Device Interaction Organization Concept. In 2020 IEEE 2nd International Conference on System Analysis & Intelligent Computing, 1–6. Institute of Electrical and Electronics Engineers.
Dudnik, A., Kvasnikov V., Trush, O., & Domkiv, T. (2021). Development of Distributed Multi-Segment Wireless Networks for Determining External Situations. In Information Technology and Interactions. CEUR Workshop Proceedings, (2845), 127–137.
Hofmann-Wellenho, B., Lichtenegger, H., Collins, J. (2013). Global Positioning System: Theory and Practice (14th ed.), Springer-Verlag, Berlin.
Intanagonwiwat, C., Govindan, R., & Estrin D. (2008). Directed diffusion: A scalable and robust communication paradigm for sensor networks. In Proceedings of the 6th ACM International Conference on Mobile Computing and Networking, Boston, MA, ACM Press, 56–67. University Chicago.
Kucharuk, V. V., Kucheruk, V. Yu., Dolgopolov, V. P., & Gruminska, L. V. (2004). Metrology and Measuring Devices. Universum-Vinnitca, http://ir.lib.vntu.edu.ua/bitstream/handle/123456789/2716/000137.pdf?sequence=1 [in Ukrainian].
Kvasnikov, V. P., & Haiem, T. M. (2013). Concept of coordinate-measuring machines verification through the Internet. Metrology and devices, (6), 48–53 [in Ukrainian].
Kvasnikov, V. P., Ornatsky, D. P., Nichikova, T. P., & Gavrilova, I. V. (2013). Methods of analog interface design for informational-measuring systems of mechanical values. Measuring and computer hardware in technological processes, (1), 164–169 [in Ukrainian].
Niculescu, D., & Nath, B. (2009). Ad hoc positioning system (aps) using aoa. In Proceedings of INFOCOM, San Francisco, CA. 238.
Ornatsky, D. P., Mikhalko, M. V., & Osmolovsky, O. I. (2014). Analog Interface for shift distant measurements using differential-transformer-based inductive sensors. Східно-Європейський журнал передових технологій, 1/2 (67), 52–57 [in Ukrainian].
Priyantha, N., Balakrishnan, H., & Teller, S. (2016). The cricket compass for context aware mobile applications. 17th ACM International Conference on Mobile Computing and Networking. Rome, Italy, 325. Mobile Computing and Networking Forum.
Savvides, A., Han, C., & Strivastava, M. (2010). Dynamic fine-grained localization in ad-hoc networks of sensors. 7th ACM/IEEE International Conference on Mobile Computing and Networking, Rome, Italy, 166–179. Mobile Computing and Networking Forum.
Yu, Y., Govindan, R., & Estrin, D. (2011). Geographical and energy aware routing: A recursive data dissemination protocol for wireless sensor networks. Technical Report CSD-TR-01-0023, UCLA Computer Science Department.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Сучасні інформаційні технології
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
