Исследование существующих технологий сенсорных сетей
Введение
Актуальность. Сенсорная сеть — это технология, позволяющая создавать интеллектуальные среды, сервисы мониторинга здоровья, сервисы перекрестной реальности и т.д. Однако на практике большое количество реализаций сенсорной сети не может взаимодействовать. Сенсорные сети разрабатываются в соответствии с требованиями к приложениям сенсорной сети в рамках аппаратных ограничений этой сети.
Последние достижения технологического прогресса сделали возможным создание недорогих миниатюрных вычислителей с чрезвычайно малым энергопотреблением, способных объединяться в сеть и взаимодействовать друг с другом посредством беспроводных каналов связи. Сети таких устройств получили название сенсорных сетей, что, в частности, подчеркивает их основное назначение – сбор данных с датчиков (сенсоров) для последующего накопления, анализа и выдачи управляющих команд.
Содержание
Введение 3
1 История развития технологии сенсорных сетей 4
2 Обзор и анализ существующих технологий сенсорных сетей 14
3 Проблемы и пути решения применения и безопасности в сенсорных сетях 25
Заключение 29
Список использованных источников 30
Список использованных источников
1 Панфилов Д. Введение в беспроводную технологию Zigbee стандарта 802.15.4 // Электронные компоненты. - №12. – 2019.
2 Соколов М. Программно-аппаратное обеспечение беспроводных сетей // Электронные компоненты. - №12. – 2019.
3 Баранова Е. IEEE 802.15.4 и его программная надстройка ZigBee. -Интернет-журнал по широкополосным сетям и мультимедийным технологиям; http://www.telemultimedia.ru/art.php?id=292.
4 Семенов Ю.А. Беспроводные сети ZigBee и IEEE 802.15.4.: МихаилКрикун; http://book.itep.ru/4/41/zigbee.htm.
5 Дмитриев В. Технология Zigbee// Компоненты и технологии. – №1. – 2004.
6 Гепко И.А., Олейник В.Ф., Чайка Ю.Д., Бондаренко А.В. Современные беспроводные сети: состояние и перспективы развития. - К.: «ЕКМО», 2019. - 672 с.
7 Клименко Н.Е., Сергиевский М.В., Сыроежкин С.Н. Применение беспроводных сенсорных сетей для оценки состояния критически важных объектов. Омск, 2020. – 106 с.
8 Смурыгин И.М. Концепция организации беспроводных сенсорных сетей и их применение. - Молодежный научно-технический вестник / ФГБОУ ВПО «МГТУ им. Н.Э. Баумана», 2020, № 9. С. 7 – 11.
9 Расстригин Л.А. Вычислительные машины, системы, сети… / Л.А. Расстригин. – М.: Наука, 2020. – 224 c.
10 Свами М. Графы, сети и алгоритмы / М. Свами, К. Тхуласираман. 2018. – 409 c.
11 Гайер Дж. Беспроводные сети. Установка и устранение неполадок за 5 минут / Дж. Гайер, Э. Гайер, Дж.Р. Кинг. – М.: НТ Пресс, 2020. – 176 c.
12 Иваненко В. Информационные аспекты при разработке сенсорных сетей (Часть 1) / В.А. Иваненко, А.Н. Зеленин. Восточно–Европейский журнал передовых технологий. – 2021. – 381 с.
Эта технология построена на медиастандарте IEEE 802.15.4 и работает от уровня 3 до прикладного уровня модели ISO-OSI [1]. Его рабочие частоты составляют 868 МГц, 915 МГц и 2,4 ГГц, а низкая скорость передачи данных составляет 20 Кбит/с, 40 Кбит/с и 250 кбит/с соответственно. Кроме того, это недорогая технология беспроводной сети. Он имеет короткую задержку и обеспечивает более быстрый отклик. Ему требуется 15 мс, чтобы выйти из спящего режима, и всего 30 мс, чтобы получить доступ к сети. Для обеспечения надежной передачи данных он использует протокол динамической маршрутизации. Как правило, для соединения узлов используется ячеистая топология сети, поскольку в ней существует по меньшей мере два пути для соединения каждого узла. В mesh каждый узел самонаправляется и при необходимости может подключаться к другим узлам. Большое количество узлов может использовать zigbee одновременно. В сети zigbee может поддерживаться не более 65000 узлов. Он обладает низким энергопотреблением. Две батарейки типа АА можно использовать от 6 месяцев до 2 лет в режиме ожидания с низким энергопотреблением [2]. Его низкое энергопотребление обусловлено методами модуляции PSK, увеличенным временем ожидания узла и использованием алгоритма EEMAC на уровне MAC [3]. Zigbee работает на расстоянии от 10 до 100 метров. Существует три способа обеспечения безопасности с помощью технологии zigbee. Он использует шифрование AES для высокоуровневой безопасной передачи данных. В нем также есть возможность не устанавливать безопасность и использовать список контроля доступа. Таким образом, эти особенности технологии zigbee открывают широкие возможности для ее использования [11].