Cần xem xét gì khi xây dựng mạng cảm biến không dây?


8

Câu hỏi này bắt nguồn từ một câu hỏi hỏi về một chi tiết cụ thể về việc xây dựng mạng cảm biến không dây . Trong khi trả lời câu hỏi, tôi muốn chia sẻ một số hướng dẫn chung cho quy trình lập kế hoạch của mạng cảm biến không dây.

Vì vậy, hãy xem xét chúng tôi muốn xây dựng một triển khai mạng cảm biến không dây mới. Cách tiếp cận tốt nhất để tránh những cạm bẫy và sai lầm phổ biến mà người khác đã làm trước đây là gì?

Câu trả lời:


6

Xin đừng lãng phí thời gian của bạn và mắc lỗi tương tự như hàng trăm nhóm nghiên cứu (bao gồm cả chúng tôi) đã mắc phải trong nhiều thập kỷ và chỉ cần ném một số cảm biến không đặc biệt vào tự nhiên mà không biết cuối cùng bạn thực sự muốn gì!

Có một bài báo hay từ năm 2006 (!) Chia sẻ kinh nghiệm từ việc triển khai trong thế giới thực.

Langendoen, Koen, Aline Baggio và Otto Visser. " Murphy yêu khoai tây: Kinh nghiệm từ việc triển khai mạng cảm biến thí điểm trong nông nghiệp chính xác. " Hội nghị chuyên đề về xử lý song song và phân phối quốc tế lần thứ 20 (IPDPS) 2006.

Hãy chuẩn bị cho những vấn đề đó và nhiều vấn đề khác có thể phát sinh và lên kế hoạch trước và tập trung vào mục tiêu của bạn!

Bạn nên tự hỏi mình câu hỏi sau: Tại sao tôi muốn xây dựng triển khai? Đây có thực sự là dữ liệu mà tôi muốn thu thập, tôi muốn đánh giá và phát triển các giao thức mạng hay tôi muốn phát triển và thử nghiệm phần cứng mới? Câu trả lời cho các đường dẫn rất khác biệt:

Tôi muốn lấy dữ liệu!

Trong trường hợp đó, hãy cố gắng dựa vào thực tiễn đã được chứng minh càng nhiều càng tốt. Mua phần cứng tiêu chuẩn, sử dụng vỏ cấp công nghiệp, cung cấp nhiều pin hơn bạn nghĩ phần cứng của bạn yêu cầu và giám sát chúng! Sử dụng phần mềm đã có và đã được kiểm tra tốt và không xây dựng mọi thứ từ đầu! Thậm chí nghĩ về những điều sau: Tôi có thực sự cần kết nối không dây?

Tất nhiên, có nhiều ứng dụng mà bạn thực sự cần hàng trăm năng lượng thu hoạch, không dây, tự tổ chức và các thiết bị nhỏ. Nhưng chỉ sử dụng những kỹ thuật này vì chúng mát mẻ là lãng phí tiền bạc và thời gian.

Nếu bạn thực sự muốn lấy dữ liệu, không có gì khó chịu hơn là nhận thấy rằng chỉ trong ngày thú vị nhất, không có dữ liệu nào vì nước đã tích tụ trong thiết bị của bạn (đã ở đó ...).

Tôi muốn cải thiện giao thức cho các mạng cảm biến không dây!

Trong trường hợp đó, thực sự tập trung vào cốt lõi. Tôi nói về các giao thức mạng ở đây, nhưng nó cũng giữ cho tất cả các thủ tục và thuật toán khác trong bối cảnh IoT.

Đối với hầu hết các giao thức, không quan tâm nếu họ vận chuyển dữ liệu trong thế giới thực hoặc chỉ một số nhiễu giả ngẫu nhiên. Vậy tại sao không đi đường dễ dàng, vứt bỏ các cảm biến của bạn và chỉ tạo ra một số dữ liệu ngẫu nhiên? Tôi đề nghị các thủ tục sau đây:

  1. Hãy suy nghĩ về vấn đề mà bạn muốn giải quyết. Câu hỏi nghiên cứu của bạn là gì?
  2. Đọc! Nhiều việc đã được thực hiện rồi. Nhiều khái niệm đã được chứng minh là tốt, nhiều khái niệm khác thì không. Bắt đầu với các giao thức mạng từ đầu chỉ là một sự lãng phí thời gian.
  3. Làm một số đánh giá lý thuyết. Là nó thực sự có thể cải thiện một giao thức nhất định hay nó đã ở một ranh giới nguyên tắc? Shannon không thể bị lừa!
  4. Làm mô phỏng. Tôi đề xuất khung OMNeT ++ / INET, nhưng có nhiều khung công tác ngoài kia. Nhưng xin đừng bắt đầu từ đầu. Hầu hết các thành phần đã có sẵn để thuận tiện cho bạn. Kiểm tra xem ý tưởng của bạn có hoạt động trong môi trường được kiểm soát của trình giả lập không.
  5. Làm việc về việc thực hiện phần cứng. Có thực hiện của bạn làm việc ít nhất trên bàn của bạn?
  6. Kiểm tra nó trong một thử nghiệm đã tồn tại. Một ví dụ là FIT IoT-LAB . Điều này cho phép bạn kiểm tra việc thực hiện của mình với phần cứng trong thế giới thực mà không phải chịu gánh nặng của tất cả các vấn đề phát sinh từ các thử nghiệm tự tạo.
  7. Bây giờ bạn cuối cùng cũng có thể lập kế hoạch triển khai trong thế giới thực của mình và điều chỉnh nó theo vấn đề cụ thể mà bạn muốn giải quyết. Cho đến bây giờ bạn nên biết rằng mạng của bạn phải dày đặc như thế nào, có bao nhiêu thiết bị có ý nghĩa, chúng nên được phân phối như thế nào, loại dữ liệu nào phải được cung cấp, v.v. Sau đó chuyển đến "Tôi muốn lấy dữ liệu!", Nhưng lần này dữ liệu của bạn là thước đo hiệu suất mà bạn muốn kiểm tra.

Vâng, đây là một chặng đường dài để đi, nhưng có những sinh viên làm điều này trong một luận án thạc sĩ sáu tháng, vì vậy nó khả thi và chắc chắn đáng để nỗ lực! Đã có quá nhiều nghiên cứu hiện có trong lĩnh vực này đến nỗi bỏ qua một bước cuối cùng không được đền đáp.

Tôi muốn xây dựng phần cứng mát mẻ!

Nếu bạn chủ yếu quan tâm đến việc xây dựng phần cứng tuyệt vời, hãy bắt đầu với việc chơi xung quanh với phần cứng hiện có. Sau đó suy nghĩ về những gì phần cứng này thiếu và những gì có thể được cải thiện. Có lẽ bạn chỉ muốn tạo ra một ngôi nhà đẹp và không thấm nước và xem cách nó hoạt động trong thực tế.

Dù sao bạn cũng sẽ cần vài lần lặp, vì vậy hãy bắt đầu với một cái gì đó quá khổ (ví dụ về RAM hoặc bộ nhớ liên tục) và sau đó loại bỏ những phần không cần thiết trong các lần lặp lại trong tương lai. Điều này thỏa đáng hơn nhiều so với việc nhận ra rằng phần mềm bạn muốn sử dụng chỉ quá 1 KB sau khi sản xuất. Ngoài ra, cung cấp các khả năng tốt để gỡ lỗi và đánh giá phần cứng của bạn.

Ngay cả khi bạn không cần giao diện nối tiếp hoặc USB cho ứng dụng cuối cùng, nó sẽ tăng tốc độ phát triển rất nhiều. Nếu bạn đang thực sự xây dựng nhà ở, hãy gắn cảm biến độ ẩm và theo dõi liên tục thay vì chỉ chờ đợi và kiểm tra thủ công. Nếu bạn tích hợp một máy gặt năng lượng, hãy theo dõi các luồng năng lượng, ngay cả khi một IC đo công suất chính xác có thể quá khổ cho một ứng dụng cuối cùng.

Đối với phần mềm, dựa vào các thành phần hiện có! Nếu bạn đang xây dựng một thử nghiệm vì bạn muốn xây dựng phần cứng và bạn thực sự không biết phải làm gì với nó, hãy xuất bản nó! Có nhiều người (xem ở trên) mơ ước có quyền truy cập vào một triển khai trong thế giới thực, vì vậy họ sẽ vui vẻ cung cấp phần mềm.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.