国际先进研究期刊》的研究在电子、电子、仪表工程
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Radhika.M1,Thirumal Murugan.J2
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| 相关文章Pubmed,谷歌学者 |
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现今无线传感器网络被用于广泛的应用程序。在一个大型无线传感器网络由传感器节点,传感器节点感知的功能,处理和交流信息。当时它消耗总功率的主导力量。在这个项目中设计一个传感器节点与长时间操作能力和高效的能源管理。无线传感器网络有潜在的监控和与环境交互的能力。网络容错操作的成功是至关重要的。噪音和其他干扰的两种方法是降低系统性能。容错机制在无线传感器网络中是非常重要的建设和部署低驱动传感装置的特点。。在本文中,我们集中我们的工作与低复杂度实现错误检测技术可以较低的数据冗余和高效的能源消耗在无线传感器节点。在传感器节点在单一芯片开发和性能上实现模型Sim卡。Xilinx ISE模拟器被用来设计能力分析在使用硬件描述语言(VHDL)编码。高效的睡眠调度同步定时器和算法实现最佳功率效率。
关键字 |
| 容错、Modelsim、传感器节点睡眠调度,硬件描述语言(VHDL),传感器网络,XILINX。 |
介绍 |
| 在一个大型无线传感器网络/成千上万的传感器节点部署在一个定期或随机的方式。这些传感器节点能够传感、处理和交流。他们必须廉价必须低功率和持久的一个新的方向研究人员提供更节能,可靠和低成本。这个传感器网络延长网络的生命周期是一个关键问题。睡眠对传感器网络调度控制能源管理是另一个关键因素。在使用传感器网络唤醒定时器激活传感器节点接收到信号,它开始时处理。它进入睡眠模式后再处理下醒来,直到它接收到的信号 |
相关工作 |
| 在最近的一些研究中,我们发现开发低功耗的研究大型无线传感器网络的传感器节点。在顾的工作和斯坦科维奇,无线电硬件触发被用来唤醒熟睡的节点。硬件获取能量从接收到的信号从发射机和显著水平的权力能得救。但在此系统中,必须很低,适用于范围有限的节点。 |
| 梁等al.developed低功率传感器节点在他们的研究中使用唤醒无线电ATA5283 ATMEL臆造出来的。工作频率是只在2007年约125千赫。最近一年的技术开发和实现更高级的传感器节点。 |
| Van Der厄运,已经开发了一个传感器节点由唤醒定时器电路为了节电方法。他们提出了他们的工作和868 mhz频率使用的定时器电路和单片机图片12 f683检测唤醒信号。另一个128单片机接口用作节点处理器变得激活其低功率模式下接收唤醒信号。 |
| 周Renyan出版社。提出了VLSI设计的单片处理器体系结构的传感器节点使用8051单片机。系统时钟频率大约是16兆赫和功耗的顺序60 mw。阿基Happonen出版社。解释一个芯片的低功耗优化传感器节点使用一个参考设计冲电气的手臂ML7051 7 tdmi处理器 |
设计矩阵 |
| 权力有效的无线传感器网络,传感器节点的设计面临着许多挑战更喜欢它需要大内存和带宽。传感器节点必须有很高的计算能力和低功耗。 |
| 设计一个低功耗的传感器节点以下一些重要的设计矩阵 |
| •设计协议应保持尽可能小的维护电力消耗。 |
| •最小硬件应该参与设计为了减少功耗,大小和成本。 |
| 因此应优化设计。 |
| •降低电路复杂度是另一个具有挑战性的要求。 |
| •必须廉价传感器节点。 |
| 满足所有这些挑战和需求,一种方法是尝试。 |
| 执行集中控制的灯塔。当传输数据包从信标灯塔的作用是它首先搜索传感器节点在其范围和检查节点响应。因为通常传感器节点可能会丢失或损坏或被任何理由。所以响应之前检查传输。如果从邻居节点收到ACK灯塔它开始传输特定格式的数据包。 |
| 这个网络有一个重新排列能力属性,可以实现其输入和输出之间所有可能的排列。三个阶段的选择网络并且中等数量的中间阶段交换机是实现成本最小化,而它仍然可以重新排列属性的网络。 |
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| 图1.描述了操作功能流程图为无线传感器网络中的一个典型的传感器节点由于任何原因的路径是改变请求发送路由信息的灯塔本身,以避免延误。下面的例子给知道节点部署和路由路径对数据包从源到目的地在传感器网络。在这个例子中信标B1有两个传感器节点(B1和B2)。圆形边界是其传输范围内。如果节点B2没有响应或死只接收从B1。如果失去了修改路由信息路由应该发送信标。在传输数据包从邻居节点请求确认每个传感器节点检查节点是否主动模式。 |
设计和实现 |
| 在传感器节点在单一芯片开发和实现性能模型模拟。Xilinx ISE模拟器被用来设计能力分析在使用硬件描述语言(VHDL)编码。高效的睡眠调度同步定时器和算法实现最佳功率效率。对于实时应用程序可以实现高性能FPGA工具包 |
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| 图2显示了一个典型的传感器节点的架构图将在FPGA中实现实时应用程序的工具。 |
提出工作 |
1.1无线传感器网络的错误检测和校正 |
| 实现低功耗的传感器节点系统也很有用的错误检测和校正。这是明显的,鉴于残留数量独立数字表示:一个错误在一个数字不腐败的其他数字。一般来说,使用冗余模,即额外模没有作用在确定动态范围,促进错误检测和校正。但即使没有多余的模,容错是可能的,因为计算仍然可以继续错误的数字位置隔离后,只要一个较小的动态范围是可以接受的。实现技术的错误检测和校正,这种能力可以用于无线传感器网络,以减少通过数据包发生错误的数据发送更新。它也是非常低的复杂性,从而有利于能量受限的传感器。Fig.显示错误检测电路的结构。 |
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| 图3 showsthe纠错和检测框图为无线传感器网络检测和纠正错误。 |
汉明码 |
| 汉明码是一组纠错代码的年代,可以用来检测并纠正一些错误可能发生当计算机数据移动或存储。 |
通用算法 |
| 一般的算法生成一个单一错误纠正(SEC)编码的比特数。 |
| 1。位从一点开始编号5、4、3、2、1 LSB等等。 |
| 2。写二进制位数字:101年,100年,11日,100年,1,等等。 |
| 3所示。有些职位权力的两个(有1位二进制形式的位置)奇偶校验位 |
| 4所示。所有其他的职位,在二进制形式的位置,在数据位。 |
| 5。每个数据点在一组独特的两个或多个奇偶校验位,验证了二进制形式的位置。 |
仿真结果和讨论 |
| 仿真结果决定了低功耗传感器节点的设计使用睡眠调度算法在硬件描述语言(VHDL)的代码。node4,它由三个节点(node2 node5)和显示数据传输。 |
输出波形数据传输节点2 |
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仿真结果描述 |
| Node1_Proc / Clk-Clock信号 |
| Node1_Proc / Reg_In -请求信号 |
| Node1_Proc / Ack_In2 -节点2 - >唤醒模式(主动) |
| Node1_Proc / Ack_In2 -节点5 - >睡眠模式(不活跃) |
| Node1_Proc / Ack_In2 -节点4 - >睡眠模式(不活跃) |
输出波形为节点5转移 |
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| Node1_Proc / Ack_In2 -节点5 - >唤醒模式(主动) |
| Node1_Proc / Ack_In2 -节点2 - >睡眠模式(不活跃) |
| Node1_Proc / Ack_In2 -节点4 - >睡眠模式(不活跃) |
输出波形为节点4转移 |
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| Node1_Proc / Ack_In2 -节点4 - >唤醒模式(主动) |
| Node1_Proc / Ack_In2 -节点2 - >睡眠模式(不活跃) |
| Node1_Proc / Ack_In2 -节点4 - >睡眠模式(不活跃)。 |
| Fig.4.fig.5,无花果。6仿真结果表明,该传感器节点传输数据使用睡眠调度算法。 |
结论 |
| 在本文中,首先,我们考虑无线传感器网络的一些问题如:传输中的错误数据和节点消耗的能量。总体性能、功耗和硬件需求被描述的细节比较以前的作品。在这个使用硬件描述语言(VHDL)编码和设计一个低功耗的传感器节点睡眠调度算法采用这种设计。在这个处理速度非常高,电路的复杂性。在功耗的13兆瓦。网络设计有效的输出数据位检测并纠正错误的数据与用最小冗余。同时,通过减少处理能力较低的计算错误检测网络的能源消耗。在本文中,我们使用的这些优势在无线传感器网络的错误检测和校正 |
引用 |
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