Shathya Duobiene1,*, Karolis Ratautas1

Sensorlar2022,22, 5343 14 / 17

	(a)	(b)
	12-rasm.Antenna rezonans chastotalarining eng katta uchburchakning chetining o'lchamiga bog'liqligi (
	a) va antenna rezonans chastotalarining fraktal uchburchaklar qirralari orasidagi nisbatga bog'liqligi (b).
	4.5. Sensor tuguniga ko'ra quvvat sarfini baholash
	O'nta tugunli sensor tarmog'ining taxminiy umumiy quvvat iste'moli jadvalda
	keltirilgan2quyida. Ko'p sonli aloqa kanallarini hisobga olgan holda, uning ish davrlari
	muhokama uchun ko'tarildi. Ushbu maxsus ish rejimi 10 daqiqalik intervalli ish
	aylanishiga ega.
	2-jadval.Sensor tarmog'ining quvvat sarfi.
Tugunlar	Agar bitta ish aylanishi 10 min bo'lsa, mVt	Agar bitta ish aylanishi 1 soat bo'lsa, mVt	Kuniga umumiy iste'mol, mVt
1 (klaster boshi)	8.450	1.408	33.792
2	0,845	0,142	3.408
3	0,845	0,142	3.408
4	0,845	0,142	3.408
5	0,845	0,142	3.408
6	0,845	0,142	3.408
7	0,845	0,142	3.408
8	0,845	0,142	3.408
9	0,845	0,142	3.408
10	0,845	0,142	3.408
Vaqtni sinxronlashtirish	-	-	0,845
	Umumiy quvvat sarfi		65.31

1-tugun bazaviy stansiyaga eng yaqin, 10-tugun esa yulduz topologiyasida o'nta sensorli tugun mavjud bo'lganda undan eng uzoqda joylashgan. Qayta uzatuvchi tugunlar retranslyatorlar deb nomlanadi. Klasterda ikkita turdagi tugunlar mavjud: "ajratilgan tugunlar" va "shlyuz tugunlari" (1-tugun). 1-tugun klaster boshlig'i sifatida tan olinishi uchun boshqa tugunlar bilan bog'lanadi va sensor ma'lumotlarini tayanch stantsiyaga uzatish uchun shlyuz tuguni vazifasini bajaradi. Boshqa tomondan, ajratilgan tugunlar faqat ma'lumotlarni yig'ish va klaster boshiga uzatish uchun javobgardir.

4-ustun asosida, agar tugunlar tanlangan ish rejimi uchun bir soat ichida bitta ma'lumotni yuborsa, o'nta tugunning sensor tarmog'i jami 65,31 mVt / kun iste'mol qiladi. Ushbu faktni hisobga olsak, har xil turdagi batareyalarning ishlash muddatini taxmin qilish mumkin. Simsiz sensor tarmog'i uchun asosiy zaryadlovchi akkumulyator manbai bo'lib xizmat qilishi mumkin bo'lgan RF energiya yig'ish qurilmasi bir nechta ish rejimlarida ishlash uchun ishlatilishi mumkin.

Sensorlar_2022,_22_,_5343__15_/_17'>Sensorlar2022,22, 5343	15 / 17

4.6. Sensor tugunini amalga oshirish natijasi


Sensor ko'rsatkichlari serverda ko'rsatiladi, unga istalgan joydan kirish mumkin. Yaratilgan ma'lumotlar bazasi DHT11 sensorlarining natijasini ikkita real vaqtda diagrammada ko'rsatadi: biri harorat ko'rsatkichlarini, ikkinchisi esa namlik ko'rsatkichlarini ko'rsatadi. Rasm13veb-serverdagi harorat va namlikni kuzatuvchi veb-mijozning natijasini ko'rsatadi.


13-rasm.Veb-mijoz tomonidan foydalaniladigan veb-serverda real vaqt jadvallarida sensor o'qishlari.


Ushbu sozlash yordamida foydalanuvchi server ustidan to'liq nazoratga ega va agar kerak bo'lsa, xostlarni osongina almashtirishi mumkin. O'qishlarni nashr qilish uchun ko'plab bepul va pullik bulut variantlari mavjud, ammo ularning har birining kamchiliklari bor, masalan, chop etilgan o'qishlar soni, ulangan qurilmalar soni va ma'lumotlarni kim ko'rishi mumkinligi. Bundan tashqari, bulut xizmati istalgan vaqtda o'zgartirilishi yoki chegirilishi mumkin. Chiqarishni tushunish uchun iloji boricha sodda va uni veb-sahifa tartibini o'zgartirish, turli sensor qiymatlarini joylashtirish, ko'plab ESP platalaridan nashr qilish va boshqa ko'p narsalar uchun qayta dasturlash mumkin.


5. Munozara


Batareyasiz ko'p tugunli sensor tizimi uchun [1,4], tizim SSAIL texnologiyasidan foydalangan holda ishlab chiqilgan [2,3] va qattiq muhitni amalga oshirish stsenariylari uchun tasdiqlangan. Energiya yig'ish texnikasi uchun [4], topologiyalar va energiyani boshqarish tizimi bo'yicha tadqiqot muammolari [6,13] va tavsiya etilgan tizimni optimallashtirish tizim ishonchliligi va miqyoslanishini oshiradi. Bizning muhokamamiz qamrovning tasnifini ta'kidlaydi [5-8], WSNlarni joylashtirishdagi amaliy qiyinchiliklar [8-10], QoS yordami [15-17], sezgi modellari va WSNdagi tadqiqot muammolari [11,12].


Tizim uchun tavsiya etilgan sensorli tugun arxitekturasi bir nechta qul tugunlari bilan aloqada bo'lgan tayanch stantsiyadan iborat. To'g'ri tugun sensorlarni o'z ichiga olgan sensorli blok, RF energiya yig'ish sxemalarini yoqish g'oyasini qo'llab-quvvatlaydigan o'zgartirilgan ishlov berish bloki, asosiy tugun bilan aloqa uchun Wi-Fi va quvvat manbai bilan jihozlangan bo'lishi kerak. Bundan tashqari, takomillashtirilgan LEACH protokolining sensor tugunlarining ishlash muddati, sarflangan umumiy energiya va 100 ta sensor tugunlarining standart LEACH protokoli bilan o‘tkazish qobiliyatini tekshirish va solishtirish uchun simulyatsiya modelidan foydalanildi. Sensor har safar chuqur uyqu rejimida ishlaydigan Wi-Fi moduliga besh baytlik ma'lumotlarni uzatadi

Sensorlar2022,22, 5343	16 / 17

faollashtiriladi. Bu SSAIL texnologiyasidan foydalangan holda ishlab chiqilgan ko'p tugunli sensor tizimining birinchi namoyishi. Turli energiya manbalariga asoslangan yechimlardan farqli o'laroq [1,4,7-9, 11], quvvat bloki RF yig'ishning o'zi birlashtirilgan va tizimning tarkibiy qismi sifatida ishlab chiqilgan bo'lib, mavjud energiya miqdorini to'liq nazorat qilishni va simsiz sensor tugunlarining uzluksiz ishlashini ta'minlaydi.


Natijada S11fraktal antenna [20] simulyatsiya va oʻlchash yordamida biz Wi-Fi chastotasining pastki diapazonini toʻliq qamrab oluvchi oʻlchov oʻtkazish qobiliyatiga ega dizaynni topishga muvaffaq boʻldik. Antenna besh xil chastotada aks sado beradi, bu esa ko'proq energiya yig'ish xususiyatlariga olib keladi. farqli o'laroq [21], eng katta uchburchakning o'lchamiga va boshqa uchburchaklarning chekka nisbatiga qarab fraktal antennaning ish chastotalarini qo'shimcha tekshirish amalga oshirildi. Da−10 dB darajasida, o'lchangan tarmoqli kengligi 2,40 gigagertsdan 2,49 gigagertsgacha. Rasmdan12, aniqki, uchburchaklar o'lchamining ortishi yoki uchburchak qirralari orasidagi nisbat har ikkala bandda ham antenna rezonans chastotasini pasaytiradi. Bog'liqliklar lineerga yaqin. Ikki chastota diapazoni o'rtasidagi nisbat 2,24 dan 2,41 gacha ko'tariladiAortadi va uchburchak qirralari orasidagi nisbat oshganda 2,29 dan 2,53 gacha. Bu bizga antennaning to'g'ri o'lchamlarini tanlash va ikkala rezonans chastotasini alohida sozlash orqali ikkala diapazonning rezonans chastotalarini aniqroq boshqarish imkonini beradi.


Bizning hisob-kitoblarimiz shuni ko'rsatadiki, agar o'nta tugunli WSN bir soat ichida bitta ma'lumotni yuborsa, tanlangan ish rejimi uchun jami 65,31 mVt / kun iste'mol qiladi. Biroq, trafik turlari, ma'lumotlarni uzatish paytida paketlarning yo'qolishi va ma'lumotlarning aniqligi kabi sharoitlarda har xil ish davrlarida har bir tugunning energiya iste'moli kelajakdagi ish uchun asosiy tashvishlardir.


6. Xulosalar


Ushbu asosiy tadqiqot SSAIL texnologiyasida ishlab chiqarilgan elektron sxemalar va antennalar yordamida harorat va namlikni kuzatish uchun sensorli tugunlarning o'rnatilgan tizimiga qaratilgan. Bu texnologiya turli xil plastmassalarda, hatto qurilma tanasida ham antenna va RF yig'ish sxemasini yaratish orqali sensor dizayniga foyda keltiradi. Shunday qilib, qurilmalarni miniatyura qilish mumkin. Tugunning energiya yig'uvchi va aloqa qismi ishlab chiqilgan va sinovdan o'tkazilgan. Energiya yig'uvchi antenna sxemalarini qo'llab-quvvatlash uchun foydalaniladigan aloqa moduli uch o'lchovli moslashuvchan materialda sxemalarni tez va tejamkor ishlab chiqarishni ta'minlash uchun mo'ljallangan. Fraktal antennaning simulyatsiyasi va o'lchangan natijalari 2,43 gigagertsli chastotada mukammal moslikni ko'rsatadi va u pastki Wi-Fi chastota diapazonini to'liq qamrab oladi.


Tasodifiy taqsimlangan tugunlarga ega sensor tarmog'i maydon uzunligi, maydon kengligi, kutilayotgan sensor o'qishi va ma'lumotlar paketi hajmi kabi parametrlarga asoslangan MATLAB simulyatsiyasi yordamida ko'rsatilgan. Wi-Fi modulining turli ish rejimlari tahlil qilindi va chuqur uyqu rejimi eng kam energiya sarflaydi, degan xulosaga keldi. Yaxshilangan LEACH protokoli va standart LEACH protokolining simulyatsiya natijalari shuni ko'rsatadiki, I-LEACH energiya sarfini taxminan 43% ga kamaytiradi va 100 ta tugunli tarmoqda o'tkazish qobiliyatini 40% ga oshiradi. Belgilangan ish rejimidan foydalangan holda o'nta tugunli sensor tarmog'ining umumiy quvvat iste'moli kuniga 65,31 mVtni tashkil etdi. Sensor tugunlarining monitoringi yuqori darajadagi hosting PHP ilovasi va MySQL ma'lumotlar bazasi orqali mustaqil ravishda amalga oshirildi. Veb-mijoz tomonidan olingan sensor ma'lumotlari veb-serverda real vaqt jadvallarida ko'rsatildi. Shu sababli, ushbu model shaharlar va sanoat zonalarida havo parametrlarini ekologik monitoring qilish uchun istiqbolli hisoblanadi.


Kelgusi tadqiqotlar turli joylarda sensorlar tarmog'ining bir nechta tugunlari o'rtasidagi aloqani, parametrlarni baholashni, radiokanallarni hisobga olishni va veb-mijozlar orqali real vaqtda ma'lumotlarni yig'ishni o'z ichiga oladi. Bundan tashqari, simsiz tarmoq va sensor texnologiyalaridagi yutuqlar bilan ma'lumotlarni yig'ish, simulyatsiya qilish va umr bo'yi xabardor marshrutlash va geografik qamrovni sinovdan o'tkazish uchun jozibali salohiyat mavjud.