Aart Joakim in't Veld
From Wireless Sensor Network
[edit] Optiske Sensornettverk
Contents |
[edit] Oppgavens mål
Med utgangspunkt i Moteivs tmote sky ta for meg optisk trådløs kommunikasjon, synlig og infrarødt lys som sambandsbærer. Ønsker å se på effektforbruk ved bruk av optikk opp i mot radiokommunikasjon,samt sammenligne med ultralyd som Martin Dalbro tar for seg. Se på effektivitet opp mot begrensinger, da spesielt innfor avstand, krav til fri sikt og retningsavhengighet. Ønsker også å teste om optikk fungerer som sambandsbærer under vann, og hvilke krav som da stilles til effektforbruk, avstand og retningsavhengighet. I tillegg ønsker jeg å ta for meg hvordan effektforbruket til tmotene kan reduseres best mulig
[edit] Optikk som sambandsbærer
[edit] Infrarød
Benytter meg av Agilent HSDL-3208 som er en laveffekt 115.2kbit/s infrarød transiver med to linser, og mulighet for single dupleks overføring. HSDL-3208 har også muligheten for å slås av, somg gir et svært lavt effektforbruk i standby. Ved å montere flere HSDL-3208er vil man ha muligheten for å slå av den ”retningen” hvor man ikke sender/mottar. Gir oss også en mulighet for å kunne implementere en relativ form for retningsbestemmelse opp mot de andre MOTene. Den infrarøde transiveren monteres på et eget kretskort, som kobles til å fra MOTene med en enkel 10 pins kontakt og kabel.
[edit] Avansert fotodiode
Benytter meg av en TSL250Rsom en lys-til-spenning optisk sensor. Sensoren inneholder en fotodiode, operasjonsforsterker og tilbakekoblingskomponenter. Denne gjør lys om til analog spenning, som sammen med en lysdiode kan digitaliseres om til single dupleks datatrafikk. Også her lages eget kretskort som kobles til MOTene med en 10 pins kontakt og kabel.
[edit] Lavt effektforbruk
Ønsker at MOTene skal bruke minst mulig effekt. En måte å oppnå dette på er å slå av MOTer som ikke er i bruk. Kan også implementere egne routing protokoller som setter opp den mest hensiktsmessige transmisjonsveien. Kan route signalet via ekstra MOTer dersom den forkortede signalveien reduserer det totale effektforbruket.
Den største utfordringen blir å finne ut hvilke overførings algoritme(r) som skal implementeres. Det enkleste er å låne algoritmer for eterbaserte sensornettverk. Problemet blir at feilraten er svært mye høyere under vann. Skaper et time out problem om vi har mange noder med stor feilprosent. Egne algoritmer og overføringsprotokoller bør nok skrives for å optimalisere feilraten, skaffe best mulig båndbredde, og dermed redusere effektforbruket. Et større spørsmål er om dette tidsmessig lar seg implementeres i denne Masteroppgaven.
[edit] Arbeidslogg
Har testet ut noe av funksjonaliteten i Moteiv Tmote Sky. Har foreløpig kun brukt Moteivs egen TinyOS Boomerang, men vil på sikt forsøke å benytte TinyOS 2.x
MOTene programeres via en USB kontakt, og språket som brukes er en lite versjon av C spesialdesignet for TinyOS, som kalles nesC. Første semester har gått med til å sette seg inn i hvordan nesC fungerer, testet ut og forandret på ferdige programmsnutter for å få en dypere forståelse av språket. Har også brukt en linux emulator cygwin for å kjøre opp MOTene i nettverk, teste ut relè funksjonen, samt innhenting av data fra eksterne og interne sensorer.
Det ble også laget egne interface kort for å lette tilkobling mellom eksternt utstyr og MOTene. Viste seg at disse skygget for mye for MOTens interne antenne, og vi vil modifisere tilkobingen til en kontakt med flatkabel mellom eksterne kort og MOTene. Lager egne kort for montering av eksternt overføringsutstyr som HSDL-3208 og TSL250R. Kretsutlegg til kort lages i Cadence SPB, og freses ut ved UiO. Vil i utgangspunktet lage et enklest mulig kort med 1 HSDL-3208 og forsøke å få opp optisk kommunikasjon mellom 2 MOTer. Vil så utvide med flere HSDL-er montert i sirkel for å få dekning i alle retninger, samt lage kort for TSL250R.
Mye tid har gått med på å tilegne seg kunnskap om sensornettverk under vann, se på problemstillinger og mulige løsninger
