Investigation of laser rangefinders with sensor network interface

Andrey Dudnik

doi:10.15587/2312-8372.2018.141190

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/10.15587/2312-8372.2018.141190

Ключові слова:

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

Анотація

Об'єктом дослідження є лазерний віддалемір з безпровідним сенсорним мережевим інтерфейсом протоколу ZigBee, що в даному дослідженні пропонуються для виконання функції вимірювання відстані між об’єктами. Основні сфери застосування – це сфери, де потрібна достовірна інформація про розташування об’єктів відносно один одного. Для підвищення достовірності пропонується поєднання можливості вимірювання відстані між об’єктами сенсорних мереж та даних, отриманих від лазерного віддалеміра. Ці два методи поєднані в одному пристрої.

Одним з найбільш проблемних місць є похибка засобів вимірювальної техніки. Також, для описаних вище об’єктів характерні різного роду перешкоди, як механічні (дерева, пагорби, низини тощо), так і радіоперешкоди.

В ході дослідження використовувався метод підвищення точності вимірювання відстані безпровідних сенсорних мереж. Для цього вони поєднуються з лазерними віддалемірами, що перебувають у складі комп’ютеризованих систем вимірювання відстані, побудованих на основі поєднання методів вимірювання різної природи.

Дослідження локалізації вузлів проводилось для середнього значення відхилення при ранжируванні в 1 м (20 вимірювань), а також за прогресивною функцією необхідної кількості транзакцій. Для калібрування ранжируючих вимірювань був розрахований мінімальний період двостороннього проходу по середньому значенню, коли приймачі знаходяться в безпосередній близькості один до одного (0,01 м). Це середнє значення далі було обчислено з кожного ранжируючого вимірювання перед конвертацією в безпосереднє значення відстані.

Результати підтверджують поліпшення ефективності ранжування за допомогою усереднення множини вибірок до значення похибки в 6,0 м. Точність методу була постійна у всьому діапазоні тестування розповсюдження (в радіусі 250 м).

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 zminniy zavadoviy obstanovtsi. Kompleksne zabezpechennia yakosti tekhnolohichnykh protsesiv ta system (KZIaTPS – 2018): materialy tez dopovidei VIII mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsiyi. Vol. 2. Chernihiv: ChNTU, 178.
Zaichenko, Yu. D., Kupko, V. S., Machekhin, Yu. P. (2010). Pat. No. 96510 UA. Lazernyi dalekomir. MPK G01C 3/08. No. a201004282; declareted: 13.04.2010; published: 10.11.2011, Bul. No. 21, 3.
Nykolaichuk, Ya. M., Voronych, A. R., Hladiuk, V. M. (2012). Pat. No. 73756 UA. Bezprovidna sensorna merezha. MPK H04W 4/00. No. u201202606; declareted: 05.03.2012; published: 10.10.2012, Bul. No. 19, 7.
Brahynets, I. O., Zhukynskyi, I. M., Zaitsev, Ye. O., Kononenko, O. H., Masiurenko, Yu. O. (2014). Pat. No. 91534. Lazernyi dalekomir. MPK G01C 3/08. u201400566; declareted: 21.01.2014; published: 10.07.2014, Bul. No. 13, 7.
Akyildiz, I. F., Su, W., Sankarasubramaniam, Y., Cayirci, E. (2002). Wireless sensor networks: A survey. Computer Networks, 393–422.
Brooks, R. R., Iyengar, S. S. (2009). Multi-Sensor Fusion: Fundamentals and Applications. Prentice Hall, Englewood Cliffs, 120.
Hofmann-Wellenho, B., Lichtenegger, H., Collins, J. (2013). Global Positioning System: Theory and Practice. Springer-Verlag, Berlin, 2013.
Boukerche, A., Oliveira, H. (2017). Towards an integrated solution for node localization and data routing in sensor networks. In ISCC ‘17: 22th IEEE Symposium on Computers and Communications. Aveiro, Portugal, 449–454.
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
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
Levchuk, G. P., Novak, V. E., Lebedev, N. N. (1983). Prikladnaya geodeziya. Geodezicheskie raboty pri izyskaniyah i stroitel'stve inzhenernyh sooruzheniy. Moscow, 400.