crmaris Δημοσιεύτηκε Ιούλιος 30, 2009 #1 Κοινοποίηση Δημοσιεύτηκε Ιούλιος 30, 2009 Από τον Τηλέγραφο ως τις Σύγχρονες Ασύρματες Επικοινωνίες To 1888 o Heinrich Rudolf Hertz επιβεβαίωσε την ύπαρξη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων (τα οποία είχαν ήδη αναφερθεί σε εργασίες των Maxwell και Faraday) ισχυριζόμενος ότι δεν θα έβρισκαν κάποια πρακτική εφαρμογή (ο ίδιος λέγεται ότι είχε αναφέρει: “Δεν πιστεύω ότι τα ασύρματα κύματα που ανακάλυψα θα έχουν ποτέ κάποια πρακτική εφαρμογή […] εδώ δεν μπορείς καν να τα δεις”). Η διάψευση όμως δεν άργησε να έρθει. Μόλις πέντε χρόνια αργότερα, το 1893, ο Nikola Tesla κατασκευάζει το πρώτο ασύρματο σύστημα επικοινωνίας. Ο ίδιος, το 1895, καταφέρνει να μεταδώσει σήματα Μορς σε απόσταση 80 χιλιομέτρων, κάνοντας έτσι μια επίδειξη των δυνατοτήτων του ασύρματου μέσου. Το 1901 μεταδίδεται το πρώτο υπερατλαντικό σήμα από τον Guglielmo Marconi, ο οποίος ίδρυσε και την πρώτη εταιρία υπερατλαντικού ασύρματου τηλέγραφου το 1903. Από τότε μέχρι σήμερα έχουν πραγματοποιηθεί τεράστια άλματα στην ανάπτυξη των ασύρματων επικοινωνιών, με αποτέλεσμα να έχει εξαπλωθεί σε πολύ μεγάλο βαθμό η ασύρματη μεταφορά δεδομένων στην καθημερινή ζωή. Μερικά αντιπροσωπευτικά παραδείγματα αποτελούν το ραδιόφωνο, η τηλεόραση, η κινητή τηλεφωνία, οι δορυφορικές επικοινωνίες, η επικοινωνία μέσω υπέρυθρης ακτινοβολίας (infrared) και η τεχνολογία Bluetooth. Όσον αφορά τη δικτύωση υπολογιστών ή άλλων συσκευών, οι ασύρματες τεχνολογίες δικτύωσης συγκεντρώνουν πολλά πλεονεκτήματα με σημαντικότερο όλων την εξάλειψη της ανάγκης ύπαρξης δομημένης καλωδίωσης, κάτι που καθιστά την επικοινωνία πολύ πιο ευέλικτη και ανταγωνιστική σε κόστος έναντι της ενσύρματης. Συνοπτική Περιγραφή των Ασύρματων Δικτύων Αισθητήρων Σύμφωνα με το άρθρο «10 Emerging Technologies That Will Change the World» του MIT Technology Review, το οποίο δημοσιεύτηκε στο διαδίκτυο το 2003, η πρώτη από τις δέκα αναπτυσσόμενες τεχνολογίες οι οποίες πιθανολογείται ότι θα προκαλέσουν τεχνολογική επανάσταση στο μέλλον είναι τα ασύρματα δίκτυα, τα οποία αποτελούνται από κόμβους (nodes) μικρών διαστάσεων και χαμηλού κόστους με ενσωματωμένους αισθητήρες (sensors), για την καταγραφή και παρακολούθηση μετρήσιμων παραμέτρων όπως θερμοκρασία, ήχος, δόνηση, πίεση, κίνηση και μόλυνση. Τα παραπάνω δίκτυα ονομάζονται Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων (Wireless Sensor Networks, WSNs). Wireless Sensor Nodes Τα WSNs μπορούν να περιλαμβάνουν από μερικές δεκάδες ως και αρκετές χιλιάδες κόμβους αισθητήρων (Sensor Nodes, SNs). Τα SNs είναι συνήθως τυχαία διασπαρμένα στο πεδίο και σχηματίζουν μεταξύ τους ένα αυτό-διαμορφούμενο, αδόμητο (ad-hoc) δίκτυο (βλέπε επόμενο σχήμα) στο οποίο γίνονται ασύρματες ζεύξεις μεταξύ γειτονικών SNs. Κύριο χαρακτηριστικό αυτών των δικτύων είναι ότι τα SNs που βρίσκονται εκτός εμβέλειας, μεταξύ τους, μπορούν να επικοινωνήσουν ασύρματα χρησιμοποιώντας ενδιάμεσα SNs για την προώθηση των μηνυμάτων (ασύρματη επικοινωνία πολλαπλών βημάτων, multi-hop wireless communication). Τα επιμέρους υποσυστήματα ενός αισθητήρα κόμβου Κάθε SN (βλέπε πάνω σχήμα) αποτελείται από τα παρακάτω: υποσύστημα επικοινωνίας (radio unit ή transceiver), υποσύστημα επεξεργασίας (processing unit) το οποίο ενσωματώνει μικροεπεξεργαστή (processor) και μνήμη (storage) επεξεργασίας και αποθήκευσης δεδομένων, υποσύστημα αισθητήρων για συλλογή δεδομένων (sensing unit) και υποσύστημα τροφοδοσίας (power unit) το οποίο συνήθως αποτελείται από μια μικρή μπαταρία, η οποία παρέχει μια περιορισμένη ενεργειακή αυτονομία. Το υποσύστημα αισθητήρων σε ένα SN εκτός από τους αισθητήρες περιλαμβάνει και ένα κύκλωμα το οποίο μετατρέπει τα δεδομένα που συλλέγονται από τους αισθητήρες από την αναλογική τους μορφή σε ψηφιακή (Analog to Digital, ADC), έτσι ώστε να είναι δυνατή η επεξεργασία τους από τον επεξεργαστή του SN πριν την αποστολή τους προς μία κεντρική βάση δεδομένων μέσω του ασύρματου δικτύου. Επιπρόσθετα ένα SN μπορεί να είναι εξοπλισμένο με τα παρακάτω: υποσύστημα εύρεσης γεωγραφικού στίγματος (location finding system) το οποίο βοηθάει στην εύρεση της ακριβούς θέσης του SN μέσα στην περιοχή ανάπτυξης του δικτύου, υποσύστημα κίνησης (mobilizer) ώστε να μπορεί να μετακινείται και υποσύστημα αναπλήρωσης ενέργειας (power generator) για την επαναφόρτιση της μπαταρίας του. Ο βασικός στόχος των WSNs Βασικός στόχος ενός WSN είναι η συλλογή και μεταφορά δεδομένων από τα SNs σε μια κεντρική βάση συγκέντρωσής (Sink ή Processing Element, PE) και η επεξεργασίας τους. Τα δεδομένα που συλλέγονται από τα SNs μπορούν να προ-επεξεργαστούν από τα ίδια έστω και με τις μειωμένες υπολογιστικές δυνατότητες που αυτά διαθέτουν (λόγω χαμηλής υπολογιστικής ισχύος επεξεργαστή και περιορισμένης μνήμης καις ενέργειας) πριν σταλθούν προς τo PE, έτσι ώστε να μειωθεί η ποσότητα της διακινούμενης πληροφορίας και να μην επιβαρύνεται το WSN με περιττό δικτυακό φορτίο. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα των WSNs αποτελεί το ότι ακόμη και στην περίπτωση που καταστραφούν κάποια SNs ή καταναλωθεί η διαθέσιμη ενέργεια τους, τα υπόλοιπα με τη χρήση κατάλληλων αλγορίθμων δρομολόγησης έχουν τη δυνατότητα να προδιαγράψουν εναλλακτικές διαδρομές και να στείλουν τα συλλεγμένα δεδομένα προς τo PE. Τέλος τo PE μπορεί να ελέγχεται απ’ ευθείας από το χρήστη είτε από ένα τοπικό τερματικό, είτε από ένα απομακρυσμένο τερματικό χρησιμοποιώντας στη δεύτερη περίπτωση το διαδίκτυο, κάποια δορυφορική σύνδεση ή κάποια άλλη τεχνολογία απομακρυσμένης επικοινωνίας. Σύντομη Ιστορία των WSNs Όπως έχει συμβεί και με πλήθος άλλων τεχνολογιών η «γέννηση» και η εξέλιξη των δικτύων αισθητήρων, πρόγονων των WSNs, προήλθε από στρατιωτικά ερευνητικά προγράμματα. Η πρώτη γνωστή εφαρμογή δικτύων αισθητήρων υπήρξε το SOSUS (Sound Surveillance System, Σύστημα Ηχητικής Παρακολούθησης). Το παραπάνω δίκτυο χρησιμοποιήθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1950, κατά τη διάρκεια του ψυχρού πολέμου, για την ανίχνευση και τον εντοπισμό Σοβιετικών υποβρυχίων με τη βοήθεια ειδικών ακουστικών αισθητήρων (υδρόφωνα). Το SOSUS παραμένει ακόμη σε λειτουργία, για ειρηνικούς σκοπούς και χρησιμοποιείται κυρίως για την παρακολούθηση διάφορων φαινομένων όπως σεισμικές δραστηριότητες, παρακολούθηση φαλαινών κλπ. Distributed Sensor Networks Το επόμενο δίκτυο αισθητήρων αναπτύχθηκε επίσης για στρατιωτική χρήση. Γύρω στο 1980 το πρόγραμμα Distributed Sensor Networks (DSN, Κατανεμημένο Δίκτυο Αισθητήρων) ξεκίνησε από την Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA). Ο πρόγονος της DARPA ήταν η Advanced Research Projects Agency (ARPA) που είχε δημιουργήσει παλαιότερα (1969) το δίκτυο ARPANET, το οποίο υπήρξε ο πρόγονος του σημερινού Διαδικτύου (Internet). Η δυνατότητα να επεκταθεί το ARPANET στα δίκτυα αισθητήρων απασχόλησε σε μεγάλο βαθμό τον R. Kahn (συν-εφευρέτη του πρωτοκόλλου TCP/IP και με καθοριστικό ρόλο στη δημιουργία και ανάπτυξη του σημερινού διαδικτύου-internet), ταυτόχρονα με την έρευνα σε εμπειρικές τεχνικές ανάλυσης ακουστικού σήματος. Micro-Electro-Mechanical Systems Η ραγδαία ανάπτυξη των ασύρματων επικοινωνιών, η τεχνολογία των μικρομηχανικών συστημάτων (Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS) και η δυνατότητα κατασκευής χαμηλής κατανάλωσης-κόστους μικροεπεξεργαστών επέτρεψε την ανάπτυξη των δικτύων που σήμερα ονομάζουμε WSNs. Η πρόοδος της τεχνολογίας συμπιέζει το κόστος παραγωγής των SNs και το μέγεθός τους, με αποτέλεσμα να γίνεται ολοένα και πιο εφικτή η ανάπτυξη μεγάλης κλίμακας WSNs αποτελούμενων από χιλιάδες SNs. Τέτοιου είδους WSNs θα μπορούν να καλύψουν ολόκληρες πόλεις ή μεγάλες δασικές εκτάσεις και θα έχουν τη δυνατότητα να παρέχουν κάθε είδους πληροφορία στους χρήστες τους. Και κάπου εδώ τελειώνει η σύντομη παρουσίαση που κάναμε σε μια επαναστατική τεχνολογία που ονομάζεται Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων. Το μέλλον σίγουρα της ανήκει.. Link to comment Share on other sites More sharing options...
tolis861416003225 Ιούλιος 30, 2009 #2 Κοινοποίηση Ιούλιος 30, 2009 skynet πέρα απ'τη πλάκα, ωραίο αρθράκι Link to comment Share on other sites More sharing options...
Aligator21 Ιούλιος 31, 2009 #3 Κοινοποίηση Ιούλιος 31, 2009 Μπράβο! Ωραίο άρθρο Link to comment Share on other sites More sharing options...
colt3003 Ιούλιος 31, 2009 #4 Κοινοποίηση Ιούλιος 31, 2009 Πολύ κατατοπιστικόΈχω την εντύπωση ότι πάνω σε αυτή την αρχή είχε προταθεί και ένα σύστημα είδοποίησης πυρκαγιών μπάς και σωθεί κανένα δέντρο, αλλά τελικά δεν το πέρασαν. Link to comment Share on other sites More sharing options...
gogos1416003210 Ιούλιος 31, 2009 #5 Κοινοποίηση Ιούλιος 31, 2009 Απλά εκπληκτικό!και μεις απλοί θεατές!! Link to comment Share on other sites More sharing options...
crmaris Ιούλιος 31, 2009 Author #6 Κοινοποίηση Ιούλιος 31, 2009 Πολύ κατατοπιστικόΈχω την εντύπωση ότι πάνω σε αυτή την αρχή είχε προταθεί και ένα σύστημα είδοποίησης πυρκαγιών μπάς και σωθεί κανένα δέντρο, αλλά τελικά δεν το πέρασαν.Έχουν προταθεί αρκετά για πυρκαγιές και μάλιστα μαζί με την ομάδα μου προτείναμε και εμείς ένα στην τοπική νομαρχία με αισθητήρες αλλά ακόμη ούτε φωνή ούτε ακρόαση (μετά από 6 και βάλε μήνες). Προτιμούν φαίνεται να τα δίνουν τα λεφτά σε συναυλίες κτλ. παρά στο να σώσουν κανά δάσος. Link to comment Share on other sites More sharing options...
tolis861416003225 Ιούλιος 31, 2009 #7 Κοινοποίηση Ιούλιος 31, 2009 τι λες ρε συ.. γιατι να το κανουν? μεχρι χτες εβρεχε:suicide2: Link to comment Share on other sites More sharing options...
crmaris Ιούλιος 31, 2009 Author #8 Κοινοποίηση Ιούλιος 31, 2009 τι λες ρε συ.. γιατι να το κανουν? μεχρι χτες εβρεχε:suicide2:χε χε καλό. Την είχα ξεχάσει αυτή την άπαιχτη ατάκα. Link to comment Share on other sites More sharing options...
Nkapa Ιούλιος 31, 2009 #9 Κοινοποίηση Ιούλιος 31, 2009 Ποιος σας είπε ότι τους ενδιαφέρει πραγματικά να σωθούν τα δέντρα. Αν τους ενδιέφερε θα είχαν εφαρμόσει διάφορες τακτικές. Πολυ καλό άρθρο crmaris μακάρι να ανοίξουν τα μάτια τους κάποια στιγμή και να σεβαστούν περισσότερο το περιβάλλον από το οικονομικό συμφέρον. Link to comment Share on other sites More sharing options...
crmaris Ιούλιος 31, 2009 Author #10 Κοινοποίηση Ιούλιος 31, 2009 Ποιος σας είπε ότι τους ενδιαφέρει πραγματικά να σωθούν τα δέντρα. Αν τους ενδιέφερε θα είχαν εφαρμόσει διάφορες τακτικές. Πολυ καλό άρθρο crmaris μακάρι να ανοίξουν τα μάτια τους κάποια στιγμή και να σεβαστούν περισσότερο το περιβάλλον από το οικονομικό συμφέρον.Όντως (δυστηχώς) έτσι είναι Νίκο. Καλωσήρθες στο thelab. Link to comment Share on other sites More sharing options...
Mrmclaren Ιούλιος 31, 2009 #11 Κοινοποίηση Ιούλιος 31, 2009 Πολυ ωραιο αρθρο. μπραβο στον συντακτη Link to comment Share on other sites More sharing options...
nobig Ιούλιος 31, 2009 #12 Κοινοποίηση Ιούλιος 31, 2009 Πολύ καλό συμφωνώ και εγώ ότι για τις πυρκαγιές ένα τέτοιο σύστημα μαζί με φωτοβολταϊκά και ομάδες άμεσης επέμβασης θα είχε πολύ μέλλον αλλά μάλλον τους βολεύει και λίγο η κατάσταση γι'αυτό και τόσα χρόνια δεν έχει γίνει τίποτα@crmaris καμμιά σχέση με το σύστημα που είχε προτείνει ένα παιδί στην τηλεόραση πριν λίγο καιρό; Link to comment Share on other sites More sharing options...
crmaris Ιούλιος 31, 2009 Author #13 Κοινοποίηση Ιούλιος 31, 2009 Πολύ καλό συμφωνώ και εγώ ότι για τις πυρκαγιές ένα τέτοιο σύστημα μαζί με φωτοβολταϊκά και ομάδες άμεσης επέμβασης θα είχε πολύ μέλλον αλλά μάλλον τους βολεύει και λίγο η κατάσταση γι'αυτό και τόσα χρόνια δεν έχει γίνει τίποτα@crmaris καμμιά σχέση με το σύστημα που είχε προτείνει ένα παιδί στην τηλεόραση πριν λίγο καιρό;Οχι. Εμείς δεν είχαμε δημοσιότητα. Μελλοντικά που οι σένσορες θα έχουν 10 λεπτά ο ένας θα πετάς κάποιες χιλιάδες μέσα σε ένα δάσος, αυτοί θα σχηματίζουν ένα δίκτυο από μόνοι τους και αυτόματα ανάλογα με τον προγραμματισμό τους θα παρακολουθούν τα πάντα. Αλλά για να φτάσουμε σε αυτό το σημείο πρέπει να γίνει και κάποια αρχή και δυστυχώς χωρίς εξοπλισμό δεν γίνεται και έρευνα σε πραγματικές συνθήκες. Ένα κιτ σένσορες που έχω από την αρχή της έρευνάς μου είναι χορηγία από τη SUN. Από άλλες πηγές (πανεπιστήμιο κτλ) παρόλες τις δημοσιεύσεις, προτάσεις κτλ. προσωπικά δεν είδα τίποτα. Και δεν μιλάμε για τυχών πληρωμή εργασίας και έρευνας (με διάβασμα/ενασχόληση 8 ώς και 12-14 ώρες την μέρα) αλλά για την στοιχειώδη παροχή εξοπλισμού. Link to comment Share on other sites More sharing options...
feanorian82 Αύγουστος 1, 2009 #14 Κοινοποίηση Αύγουστος 1, 2009 Υπάρχει και ζήτημα μπαταρίας απ' όσο γνωρίζω. Link to comment Share on other sites More sharing options...
crmaris Αύγουστος 1, 2009 Author #15 Κοινοποίηση Αύγουστος 1, 2009 Υπάρχει και ζήτημα μπαταρίας απ' όσο γνωρίζω.Οι μπαταρίες των SNs (Sensor Nodes) μπορούν να αντέξουν μέχρι και 3 χρόνια λόγω του πολύ καλού power management που κάνει το OS και λόγω του πρωτοκόλλου επικοινωνίας Zigbee. Παράλληλα μπορούν να εφαρμοστούν και τεχνικές solar harvesting για την φόρτιση των μπαταριών των SNs, κατάλληλοι αλγόριθμοι δρομολόγησης δεδομένων για την ελαχιστοποίηση επιβάρυνσης των κόμβων κτλ. Link to comment Share on other sites More sharing options...
ShadowRunner Αύγουστος 1, 2009 #16 Κοινοποίηση Αύγουστος 1, 2009 Ας είχες κάποιο μέσον και όλα θα γινόταν φίλε μου.. στην Ελλάδα όλα προχωράνε με μέσον και με κάποιον να θέλει να ταίζει κάποιον άλλον.Για εμένα θα έπρεπε αυτό να το παίξεις στα κανάλια και να το θέσεις σαν πρόβλημα και σαν διαμαρτυρία τώρα που παίζουν και οι πυρκαγιές! Τρέξτο, είναι πάρα πολύ καλό και σωστό να γίνει για τα δάση μας.Δυστυχώς η ευτυχώς ο σκοπός αγιάζει τα μέσα λένε, οπότε.. Link to comment Share on other sites More sharing options...
neuromancer Αύγουστος 1, 2009 #17 Κοινοποίηση Αύγουστος 1, 2009 Από άλλες πηγές (πανεπιστήμιο κτλ) παρόλες τις δημοσιεύσεις, προτάσεις κτλ. προσωπικά δεν είδα τίποτα. Και δεν μιλάμε για τυχών πληρωμή εργασίας και έρευνας (με διάβασμα/ενασχόληση 8 ώς και 12-14 ώρες την μέρα) αλλά για την στοιχειώδη παροχή εξοπλισμού.Γιατί δεν κατεβάζεις μια πρόταση για χρηματοδότιση? Τώρα με τα ΕΣΠΑ κυκλοφορεί πολύ χρήμα. Όλο και κάτι θα μείνει για "τίμιες" προτάσεις. Link to comment Share on other sites More sharing options...
crmaris Αύγουστος 2, 2009 Author #18 Κοινοποίηση Αύγουστος 2, 2009 Γιατί δεν κατεβάζεις μια πρόταση για χρηματοδότιση? Τώρα με τα ΕΣΠΑ κυκλοφορεί πολύ χρήμα. Όλο και κάτι θα μείνει για "τίμιες" προτάσεις.Με τις προτάσεις ασχολούνται άλλοι τώρα από την ομάδα μας. Προσωπικά να σου πω την αλήθεια μετά από τρία χρόνια Phd έχω κουραστεί αφάνταστα να προσπαθώ να βρω κάποιο στοιχειώδη εξοπλισμό για να φτιάξω κάτι, στην ουσία αφιλοκερδώς μιας και από τα προγράμματα ότι πενιχρή αμοιβή και αν πάρεις τα μισά τα παίρνει η εφορία, και στο τέλος τον όποιο εξοπλισμό να τον παίρνουν μερικά "παιδάκια" που έχουν άκρες και εγώ να παίρνω άντε να μην πω τι. Link to comment Share on other sites More sharing options...
neuromancer Αύγουστος 2, 2009 #19 Κοινοποίηση Αύγουστος 2, 2009 Κοίτα, μέσα στο "προστατευμένο" ελληνικό πανεπιστήμιο πάντα θα πληρώνεις "προστασία" εκτός αν είσαι αφεντικό. Γιατί δε δοκιμάζεις έξω από αυτό, ως ιδιώτης? Αν δεν το κάνεις τώρα... πάει το τραίνο, δεν θα σε παίρνει να το κάνεις μετά! Link to comment Share on other sites More sharing options...
takitos Αύγουστος 3, 2009 #20 Κοινοποίηση Αύγουστος 3, 2009 Συγχαρητήρια Άρη για το άρθρο η έρευνα που έκανες είναι πρωτοποριακή για τα ελληνικά δεδομένα αλλά πιστεύω και παγκοσμίως.Καλά ποιο είναι αυτό το πανεπιστημιακό ίδρυμα που δεν σε προμήθευσε με το υλικό που χρειαζόσουν και αναγκάστηκες να τα πληρώσεις από την τσέπη σου ?Μάλλον θα ήταν κάποιο ίδρυμα που τα φέρνει ισα-ισα που φυτοζωεί βρε παιδί μου και δεν μπορεί να διαθέσει χρήματα για μια τόσο πρωτοποριακή έρευνα.Βρε Άρη αν την μελέτη σου μπορούσες να την εντάξεις σε κάποιο ευρωπαϊκό πρόγραμμα τότε θα έβλεπες πως τα διάφορα « πανεπιστημιακά τρωκτικά» θα παρακαλούσαν να σε βοηθήσουν.ΥΓ.Βέβαια για να είμαι δίκαιος υπάρχει και η άλλη περίπτωση, το συγκεκριμένο ίδρυμα να έχει παρουσιάσει ένα τεράστιο όγκο έρευνας, άκρος σημαντικό σε όλα τα επίπεδα και να μη του περισσεύουν χρήματα για το δικό σου project αφού έχουν να χρηματοδοτήσουν έρευνες δέκα φορές καλλίτερες από την δικιά σου. Αν είναι έτσι γυρεύω συγγνώμη και θα φάω από μόνος μου μια χούφτα πιπέρι… Link to comment Share on other sites More sharing options...
Recommended Posts
Archived
This topic is now archived and is closed to further replies.