Development of method of increasing the performance of touch networks of measurement of distances

Andrey Dudnik

doi:10.15587/2312-8372.2018.135486

Автор(и)

Andrey Dudnik Київський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська, 60, м. Київ, Україна, 01033, Україна https://orcid.org/0000-0003-1339-7820

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.135486

Ключові слова:

сенсорна мережа, механічні величини, комп’ютеризована система вимірювання, інформаційно-вимірювальна система

Анотація

Об'єктом дослідження є безпровідна сенсорна мережа протоколу ZigBee, що в даному дослідженні пропонуються для виконання функції вимірювання відстані між об’єктами. Основні сфери застосування – це охоронні об’єкти, такі як склади, магазини, виставки та експозиції, де важливо контролювати переміщення цінних речей на обмеженій території з великою концентрацією людей. Сенсори, що виконані на гнучкій основі, прикріплюються до цінних предметів та весь час передають між собою інформацію про відстань відносно один одного. Одним з найбільш проблемних місць є обмежена пропускна спроможність каналів передачі даних. Також, для описаних вище приміщень характерні різного роду перешкоди, як механічні (стіни, перегородки, металеві полиці тощо), так і радіоперешкоди, наприклад, безпровідні мережеві інтерфейси телефонів покупців та інші.

В ході дослідження використовувався метод підвищення продуктивності безпровідних сенсорних мереж, що перебувають у складі комп’ютеризованих систем вимірювання відстані, побудованих на основі декомпозиції нижніх рівнів еталонної моделі OSI.

Отримано ті ж самі показники пропускної спроможності, що й у аналогів, але навантаження, яке при цьому витримував мережевий вузол було у 2,5 рази більшим. Це пов'язано з тим, що запропонований метод підвищення продуктивності має ряд особливостей, які покращують характеристики продуктивності, зокрема в зонах невпевненого прийому майже в два рази.

Завдяки цьому забезпечується можливість роботи мережі з максимальною швидкістю 32,5 Мбіт/с. У порівнянні з аналогами, у яких максимальна швидкість становить 12,5 Мбіт/с, це забезпечує більш точні результати вимірювання відстані. Також, завдяки цьому запасу швидкості, забезпечується краща завадостійкість, а також можливість розташування мережевих вузлів на більших відстанях.

Біографія автора

Andrey Dudnik, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська, 60, м. Київ, Україна, 01033

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра мережевих та інтернет технологій

Посилання

Kuzmych, L. V. (2018). Neparametrychna identyfikatsiya shchilnosti rozpodilu virohidnosti v skladniy postiyno zminnii zavadoviy obstanovtsi. Kompleksne zabezpechennia yakosti tekhnolohichnykh protsesiv ta system (KZIaTPS – 2018). Vol. 2. Chernihiv: ChNTU, 178.
Akyildiz, I. F., Su, W., Sankarasubramaniam, Y., Cayirci, E. (2002). Wireless sensor networks: a survey. Computer Networks, 38 (4), 393–422. doi: http://doi.org/10.1016/s1389-1286(01)00302-4
Erkin, A. N. (2010). Osobennosti proektirovaniya besprovodnyh ZigBee – setey na baze mikrokontrollerov firmy Jennic. Besprovodnye tekhnologii, 2, 20–24.
Wang, X., Bischoff, O., Laur, R., Paul, S. (2009). Localization in Wireless Ad-hoc Sensor Networks using Multilateration with RSSI for Logistic Applications. Procedia Chemistry, 1 (1), 461–464. doi: http://doi.org/10.1016/j.proche.2009.07.115
IEEE Standard for Information technology-- Local and metropolitan area networks – Specific requirements – Part 15.4: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs). doi: http://doi.org/10.1109/ieeestd.2006.232110
Kvasnikov, V. P., Khaein, T. M. (2013). Kontseptsiya povirky koordynatno-vymiriuvalnykh mashyn cherez Internet. Metrolohiya ta prylady, 6, 48–53.
Kvasnikov, V. P., Ornatskyi, D. P., Havrylov, I. V., Nichikova, T. P. (2013). Sposoby pobudovy analohovykh interfeisiv informatsiyno-vymiriuvalnykh system mekhanichnykh velychyn. Vymiriuvalna ta obchysliuvalna tekhnika v tekhnolohichnykh protsesakh, 1, 164–169.
Ornatskyi, D. P., Mykhalko, M. V., Osmolovskyi, O. I. (2014). Analog interface for remote measurements by differential-transformer inductive sensors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (2 (67)), 52–57. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.21078
Akyildiz, I. F. (2008). Wireless sensor networks: A survey. Computer Networks. IEEE Communications Magazine, 250.
Boukerche, A., de Oliveira, H. A. B. F., Nakamura, E. F., Loureiro, A. A. F. (2007). Towards an Integrated Solution for Node Localization and Data Routing in Sensor Networks. 2007 IEEE Symposium on Computers and Communications. doi: http://doi.org/10.1109/iscc.2007.4381550
Boukerche, A., Oliveira, H. A. B. F., Nakamura, E. F., Loureiro, A. A. F. (2008). A Novel Location-Free Greedy Forward Algorithm for Wireless Sensor Networks. 2008 IEEE International Conference on Communications. doi: http://doi.org/10.1109/icc.2008.402
Brooks, R. R., Iyengar, S. S. (2009). Multi-Sensor Fusion: Fundamentals and Applications. Prentice Hall, Englewood Cliffs. NJ, 120.
Hofmann-Wellenho, B., Lichtenegger, H., Collins, J. (2013). Global Positioning System: Theory and Practice. Springer-Verlag.
Intanagonwiwat, C., Govindan, R., Estrin, D. (2000). Directed diffusion. Proceedings of the 6th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking – MobiCom’00. doi: http://doi.org/10.1145/345910.345920
Niculescu, D., Nath, B. (2003). Ad hoc positioning system (APS) using AOA. IEEE INFOCOM 2003. Twenty-second Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies (IEEE Cat. No.03CH37428). doi: http://doi.org/10.1109/infcom.2003.1209196
Priyantha, N. B., Miu, A. K. L., Balakrishnan, H., Teller, S. (2001). The cricket compass for context-aware mobile applications. Proceedings of the 7th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking – MobiCom ’01. doi: http://doi.org/10.1145/381677.381679
Savvides, A., Han, C.-C., Strivastava, M. B. (2001). Dynamic fine-grained localization in Ad-Hoc networks of sensors. Proceedings of the 7th annual international conference on Mobile computing and networking – MobiCom '01. doi: http://doi.org/10.1145/381677.381693
Yu, Y., Govindan, R., Estrin, D. Geographical and Energy Aware Routing: a recursive data dissemination protocol for wireless sensor networks. Available at: https://pdfs.semanticscholar.org/11ca/e1f847d741052bffba9af8d9fbd39973fd94.pdf?_ga=2.235051969.1371947614.1530007013-1007961932.1515747226
Dudnik, A. S. (2013). Problemy ta perspektyvy rozvytku ekonomichnoi kibernetyky. Metod zastosuvannia suchasnykh bezprovodovykh tekhnolohiy v informatsiynykh ekonomichnykh systemakh. Kyiv: VD TOV «Agrar Media Group», 172–179.
Dudnik, A. S., Bondarenko, Yu. V. (2012). Systema pokrashchenoho peredavannia danykh bezprvodovykh kompiuternykh merezh standartu IEEE 802.11. Nauka i molod, 11 (12), 113–116.
Dudnik, A. S., Shevtsova, Ye. V., Zubarieva, O. O. (2011). Sposib pidvyshchennia produktyvnosti bezprvodovykh kompiuternykh merezh na osnovi mizhrivnevoi vzaiemodiyi ta prystry dlia yoho realizatsii. Problemy informatyzatsiyi ta upravlinnia, 4 (36), 45–50.
Dudnik, A. S., Shevtsova, Ye. V., Yatsenko, M. M., Zubareva, O. O. (2010). Pat. No. 60400 UA. Prystriy pidvyshchennia yakosti peredavannia danykh v bezdrotovykh merezhakh v zonakh nevpevnenoho pryiomu abo z nedostatnoiu zavadostiykistiu. MPK N04V 7/005. No. u201007469; declareted: 15.06.2010; published: 25.06.2011, Bul. No. 12, 4.