长距离无线传感器网络数据收集机制使用移动机器人

B.Sangeetha¹Raji, PanduRangan²,Dr.V.U。Kiran库马尔³

打开学生、电子与通信工程系、Bharath大学印度钦奈
电子与通信工程系助理教授,Bharath大学印度钦奈
煤斗、电子与通信工程系、Bharath大学印度钦奈

文摘

在本文中,我们提出了一种新的大规模的无线传感器网络数据收集机制通过引入移动到网络。移动数据收集器,为了方便称为M-collector本文可以移动机器人或车辆配备了强大的收发器和电池,工作就像一个移动基站和收集数据在移动领域。定期M-collector启动数据收集之旅从静态数据接收器,民意调查每个传感器同时遍历其传输范围,然后直接从传感器在单跳通信收集数据,最后传输数据的静态下沉。由于数据包直接聚集没有继电器和碰撞,传感器的寿命将延长。在本文中,我们主要关注的问题最小化每个数据收集的长度之旅,称之为单跳datagathering问题(SHDGP)。

关键字

M-Collector;移动机器人;单- hop数据收集问题;无线传感器节点。

我的介绍。

本文描述了一种新的数据采集机制大规模传感器网络时使用单个或多个收藏家。这些也关注的问题最小化每个数据收集之旅的长度制定成一个混合整数规划(MIP)。在本文中,我们提出一个生成树覆盖算法单一M-collector情况。我们也考虑利用多个M-collectors和提出一个数据采集算法在多个M收藏家遍历几个较短的子旅游同时满足/时间约束的距离。广泛的模拟是用于此目的。

我们第一次正式SHDGP变成整数,然后提出一个启发式tour-planning算法的程序的情况下单个M-collector就业。我们的单跳移动数据采集方案可以提高可伸缩性和平衡传感器之间的能源消耗。它既可以用在连接和断开连接的网络。

提出的数据收集算法可以大大缩短收藏家的移动距离与覆盖线近似算法和接近最优算法对小型网络。此外,提出了数据采集方案可以显著延长网络的生命周期与网络使用静态数据接收器或一个网络的移动收集器只能沿着直线移动。嵌入式系统执行一个或几个预定义的任务,通常有非常具体的要求。

二世。相关工作

论文[1]提出了无线ad hoc网络的角色在不同的应用程序。这类网络的一个关键挑战是实现最大寿命电池供电的移动设备与动态节能算法。摘要[2]提出和分析架构来收集传感器数据稀疏的传感器网络。我们的方法利用移动实体的存在(称为骡子)出现在环境中。摘要[3]提出了历史上被认为是支持无线网络移动元素作为额外开销。然而,最近的研究提供了手段网络可以利用移动元素。特别是在无线传感器网络中,移动元素是故意内置系统来提高网络的生命周期,和作为机械运营商的数据。摘要[4]提出了传统种路由在无线传感器网络中向水槽节点或基站报告事件将导致严重不平衡能耗的静态传感器。此外,完整的连接在所有静态传感器不可能在某些情况下,由于一般传感器随机部署在目标地区。在上一代有无线系统用于远程监控和收集在森林地区,但系统限制即用户去附近的节点收集的数据在他的电脑。 Later obtained value from the PC is given to the database section for planning. In this system the manual power is necessary. At present there are system which has wireless communication between the node and monitoring section. But it can transmit data to limited distance cause of the factor necessary of more power/100meter. Hence restriction in distance is occurred in this system.

现有系统的缺点

一个¯沟通才能有限的扩展。

一个¯监控通过电脑远程访问是不可能的

一个¯手工操作是不可能的

随着现有系统的上述缺点,我们需要一个系统来克服这些缺点,所以我们提出的系统。这个系统具有模块无线个域网可以传输数据几米在那里我们可以从远程监控。

三世。提出了系统框图

这个系统有四个部分。两个部分节点部分,单片机,传感器,液晶显示和无线个域网。收集器部分有一个机器人和一个无线个域网将函数作为一个inter-mediator节点和监控之间的部分。监控部分电脑和无线个域网。这里使用收集器部分收集的数据节点和传输监控部分。这将增加节点之间的通信距离和监控部分。节点1和节点2无线个域网传输温度和湿度参数。机器人部分接收参数,在以低成本长途传输。另一个无线个域网部分接收相同的参数,并通过电脑监控。

一个液晶显示器(LCD)是一种平板显示器,电子视觉显示或视频显示用液晶的光调制特性(LCs)。液晶显示器直接不发光。这里的液晶显示器用于显示参数如温度和湿度。电脑是用来存储和更新相应的细节参数。它将得到节点1和节点2单片机的参数和分析进一步处理。

节点1有单片机、传感器、液晶显示和无线个域网。该节点将传输的数据收集器节时在这个地区。温度和湿度传感器感知周边地区的温度和湿度。

类似地,节点2也微控制器、传感器、液晶显示器和无线个域网。该节点将传输的数据收集器节时在这个地区。温度和湿度传感器感知周边地区的温度和湿度。

收集器部分中有一个微控制器,电源单元、继电器、机器人部分和无线个域网。在机器人的帮助下收集器部分分配的路径。当这个收集器节内的节点,它收集区域的温度和湿度通过无线个域网。

监控部分与电脑无线个域网。通过监测部分观察者可以看到特定的温度和湿度节点以序列方式。

四、框图解释

电源单元,系统需要的5 v直流电源整流从230 v AC供应。首先,这里使用的降压器是把230 v交流电转化为12 v交流。桥式整流器将交流转换为直流供电。整流器的输出会有涟漪,所以我们使用的是2200年佛罗里达大学电容器过滤那些涟漪。滤波器的输出了7805电压调节器,将12 v直流转换为5 v直流。调节器的输出过滤使用1000μf电容器,所以纯5 v直流电源的输出。

采用AT89C51单片机,单片机(微控制器单元,单片机或μC)是一个小型计算机在一个集成电路组成的一个相对简单的CPU结合支持等功能晶体振荡器,计时器等。此微控制器接收来自无线个域网的数据,从相同的无线个域网传输使用的机器人机制。

PIC16F877A单片机PIC16F877A的CMOS基于flash的8位微控制器与PIC16C5x向上兼容,PIC12Cxxx和PIC16C7x设备。功能200 ns指令执行,256字节的eepm数据记忆,自我编程,ICD, 2比较器,8通道的10位模拟/数字转换器(A / D), 2个捕获/比较/ PWM功能,同步串行端口,可以配置为电话SPI或者2线I2C总线,USART和并行奴隶端口。这个单片机模块监控温度和湿度通过ZigBee模块和发送。

温度传感器,温度是most-measured在工业自动化过程变量。最常见的,一个温度传感器用于温度的值转换为电子的价值。温度传感器是阅读的关键温度正确,控制温度在工业应用中。我们在我们的项目使用的是刷直流电机,它将在12 v直流0.6的收视率将推动飞轮为了使机器人移动

湿度传感器-湿度计仪器用于测量相对湿度。湿度计的一种简单形式是专门被称为精神运动,由两个温度计,其中之一包括干球和其他的包含一个灯泡,保持湿来衡量湿球温度。头发曲率是另一个旧的方法测量湿度。现代电子设备使用冷凝温度,电阻的变化,以及电力电容的变化来测量湿度changes.c

ZIGBEE模块-节点1和节点2无线个域网传输温度和湿度参数。机器人部分接收参数,在以低成本长途传输。另一个无线个域网部分接收相同的参数,并通过电脑监控。

液晶显示器,液晶显示器是一种平板显示器,电子视觉显示或视频显示用液晶的光调制特性(LCs)。液晶显示器直接不发光。这里的液晶显示器用于显示参数如温度和湿度。

PC,继电器、直流电机和机器人——电脑用于存储和更新相应的细节参数。它将得到节点1和节点2单片机的参数和分析进一步处理。继电器单元驱动机器人模块。机器人单元有一个无线个域网收到不同节点参数和传输到pc。在这个项目中,使用刷直流电机,运行的评级将0.6 12 v直流驱动飞轮为了使机器人移动。

诉硬件实现

这个系统有四个部分。两个部分节点部分,单片机,传感器,液晶显示和无线个域网。收集器部分有一个机器人和一个无线个域网将函数作为一个inter-mediator节点和监控之间的部分。监控部分电脑和无线个域网。这里使用收集器部分收集的数据节点和传输监控部分。这将增加节点之间的通信距离和监控部分。

节点1和节点2无线个域网传输温度和湿度参数。机器人部分接收参数,在以低成本长途传输。另一个无线个域网部分接收相同的参数,并通过电脑监控。电源单元(事业单位)给+ 5 v电源单片机单元来完成操作。同样,它也给+ 12 v电源继电器和直流电机来完成操作。

液晶显示器(LCD)是一种平板显示器,电子视觉显示或视频显示用液晶的光调制特性(LCs)。液晶显示器直接不发光。这里的液晶显示器用于显示参数如温度和湿度。电脑是用来存储和更新相应的细节参数。它将得到节点1和节点2单片机的参数和分析进一步处理。

电脑是用来存储和更新相应的细节参数。它将得到节点1和节点2单片机的参数和分析进一步处理。继电器单元驱动机器人模块。机器人单元有一个无线个域网收到不同节点参数和传输到PC。机器人可以移动来回通过保持12 v直流电机轴机器人的前轮。

诉仿真结果

六。结论

在本文中,我们提出了一个移动大规模传感器网络的数据采集方案。我们介绍了一个移动数据收集器,称为M-collector,像一个移动基站的网络。定期M-collector启动数据收集之旅从静态数据接收器,遍历整个传感器网络民意调查传感器和收集数据从传感器一个接一个,最后返回和上传数据到数据接收器。移动datagathering方案提高了大规模同构网络的可伸缩性和解决本质问题。

未来的工作将包括之间的比较研究提出了系统和其他无线系统,专注于能源效率和维护成本。我们还将考虑更高的无线系统对有线系统的灵活性。进一步实现将为了完成该系统扩展到其他标准或技术指导,名人或闪电通信和控制协议。最后,深中所开发的应用程序或用户界面可能是为了支持无线通信功能也追求用户体验的改善。

引用

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