МОДЕЛЬ ЛІТАЮЧОЇ СЕНСОРНОЇ МЕРЕЖІ
06.09.2021 23:24
[1. Information systems and technologies]
Author: Сущенко І.В., магістр, кафедра електронних обчислювальних машин, Харківський національний університет радіоелектроніки, м. Харків
З урахуванням аналізу типових структур побудови літаючих сенсорних мереж (ЛСМ) розробляється архітектура мережі передачі даних на великі відстані, що складається з:
- наземного сегмента ЛСМ, що складається з безлічі сенсорних вузлів, об'єднаних в бездротову сенсорну мережу;
- літаючого сегмента ЛСМ, що включає в себе безпілотний літальний апарат - шлюз (БПЛА-шлюз), який здійснює збір даних з наземного сегмента мережі і подальшу передачу даних на базі технології LoRa, фактично обладнання, встановлене на БПЛА, грає роль шлюзу (за технологією LoWPAN – LoRa);
- групи БПЛА-повторювач, що виконують ретрансляцію даних (на базі технології LoRa) для подальшої доставки до шлюзу з IP-мережею;
- базової станції мережі LPWAN Internet (LoRa-IP базова станція).
У такій архітектурі безпілотний літальний апарат, з встановленим на ньому пристроєм, який виконує роль шлюзу, є вузлом, що збирає дані з наземного сегмента мережі. У зв'язку з невеликою тривалістю польоту БПЛА загального користування і великою відстанню до LoRa-IP-базова станція потрібно організувати канал передачі даних в реальному часі. Для організації такого каналу використовуються проміжні БПЛА, що знаходяться в різних точках між БПЛА-шлюзом і базовою станцією LoRa-IP-базова станція. UAV-gateway, що виконує роль шлюзу, перетворює дані з безпровідної сенсорної мережі і передає їх на найближчий ретранслюючий вузол БПЛА-повторювач. Далі відбувається передача даних на LoRa-IP-базову станцію через мережу ретранслюють БПЛА – повторителей, об'єднаних між собою по радіоканалу за допомогою модулів LPWAN. Як технології передачі даних для наземного сегмента ЛСМ розглянута IEEE 802.15.4, як найбільш поширена в задачах збору інформації з сенсорних полів.
Для прикладу можна привести протоколи, що використовують стандарт IEEE 802.15.4:
- ZigBee;
- LoWPAN;
- Thread;
- RPL і ін.
В якості протоколу для ретрансляції даних були обрані протоколи далекої передачі даних LPWAN, засновані на технології IEEE 802.15.4g.
Література:
1. Ткачов В.М., Токарев В.В., Радченко В.О., Лебедєв В.О. Проблема передачі даних типу BIG DATA у мобільній системі «Мультикоптер- сенсорна мережа» / В.М. Ткачов, В.В. Токарев, В.О. Радченко, В.О. Лебедєв // Системи управління, навігації та зв’язку. - 2017. №2(42). - С.154-157.
2. Радченко В.О., Руденко Д.А., Ткачов В.Н., Токарев В.В. Мобильная подсистема «Мультикоптер-сенсорная сеть» в компьютерной системе хранения BIG DATA / В.О. Радченко, Д.А. Руденко, В.Н. Ткачов, В.В. Токарев // Системи управління, навігації та зв’язку. - 2017. №4(44). - С.102-105.
3. Пат. 118921 Україна, МПК H04W 64/00. Спосіб передачі цифрових даних мультикоптерною системою між сегментами розподіленої сенсорної мережі та базовою станцією / В.М. Ткачов, В.В. Токарєв - № u201704085; заявл. 24.04.2017; опубл. 28.08.2017. Бюл. № 16. 5с.
4. Створення науково-методичних основ забезпечення живучості мережевих систем обміну інформацією в умовах зовнішнього впливу потужного НВЧ випромінювання: звіт про НДР (заключ.) № держреєстрації 0117U003916.: Ф76/109-2017 / Харків. нац. ун-т радіоелектроніки; керівник Г. И. Чурюмов. – Харків, 2017. – 116 с.
5. Лебедев О.Г., Ткачев В.Н., Токарев В.В., Чурюмов Г.И. Темпоральная модель адаптации интегрированной информационной системы путем реконфигурации логической структуры / О.Г. Лебедев, В.Н. Ткачев, В.В. Токарев, Г.И. Чурюмов // Комп’ютерні та інформаційні системи і технології: тези доповідей другої міжн. наук. - техн. конф., 18 - 19 квітн. 2018 р. - Харків, 2018. - С.6-7.