WikiDer > Датчик полотна

Sensor web

Понятие «сенсорная сеть» - это разновидность сенсорная сеть это особенно хорошо подходит для мониторинг окружающей среды.[1][2][3]Фраза «сенсорная сеть» также ассоциируется с сенсорной системой, в которой широко используются Всемирная паутина. OGCс Включение Sensor Web (SWE) framework определяет набор интерфейсов веб-сервисов и коммуникационных протоколов, абстрагируясь от неоднородности сенсорной (сетевой) связи.[4]

Определение

Термин «сенсорная сеть» впервые был использован Кевином Делином из НАСА в 1997 году.[5]описать новую архитектуру беспроводной сенсорной сети, в которой отдельные части могут действовать и координироваться как единое целое. В этом смысле термин описывает определенный тип сенсорная сеть: an аморфная сеть пространственно распределенных датчик платформы (стручки), которые обмениваются данными друг с другом по беспроводной сети. Эта аморфная архитектура уникальна тем, что одновременно и синхронна, и маршрутизатор-бесплатно, что делает его отличным от более типичного TCP / IP-подобные сетевые схемы. Подставка как физическая платформа для датчика может быть орбитальной или наземной, фиксированной или мобильной и даже иметь доступ в реальном времени через Интернет. Связь между модулями является как всенаправленной, так и двунаправленной, при этом каждый модуль отправляет собранные данные каждому другому модулю в сети. Следовательно, архитектура позволяет каждому модулю знать, что происходит с каждым другим модулем в сети датчиков в каждом цикле измерения. Все отдельные модули (узлы) были эквивалентны аппаратному обеспечению[1] а архитектура Delin не требовала специальных шлюзов или маршрутизации, чтобы каждая из отдельных частей могла взаимодействовать друг с другом или с конечным пользователем. Определение сенсорной сети Делином было автономный, автономный, воспринимающий объект - способный интерпретировать и реагировать на измеренные данные - который не обязательно требует присутствия Всемирной паутины для работы.[6] В результате слияние данных на лету, такое как ложноположительная идентификация и отслеживание шлейфа, может происходить в самой сети датчиков, и система впоследствии реагирует как скоординированное коллективное целое на входящий поток данных. Например, вместо нескоординированных детекторов дыма сенсорная сетка может реагировать как единый пространственно рассредоточенный локатор огня.

Термин «сенсорная сеть» также превратился иногда в связанный с дополнительным слоем, соединяющим датчики с Всемирная паутина.[7][8][9][10]Инициатива Sensor Web Enablement (SWE) Открытый геопространственный консорциум (OGC) определяет сервисные интерфейсы, которые обеспечивают совместное использование ресурсов датчиков, позволяя их открытие, доступ, постановка задач, а также событие и оповещение.[11] Определяя стандартизированные сервисные интерфейсы, сенсорная сеть, основанная на сервисах SWE, скрывает неоднородность базовой сенсорной сети, ее коммуникационные детали и различные аппаратные компоненты от приложений, построенных на ней.[5]Инициатива OGC SWE определяет термин «сенсорная сеть» как инфраструктура, обеспечивающая доступ к сенсорным сетям и архивным сенсорным данным, которые могут быть обнаружены и доступны с использованием стандартных протоколов и интерфейсов прикладного программирования. Благодаря этой абстракции от деталей датчика упрощается их использование в приложениях.

Характеристики Делина сенсорная сеть архитектура

Делин разработал сенсорную сеть в виде сети связанных между собой модулей. Все модули в сенсорной сети эквивалентны аппаратно (нет специальных «шлюзовых» или «подчиненных» модулей). Тем не менее, есть дополнительные функции, которые модули могут выполнять помимо участия в общей функции сенсорной сети. Любая капсула сенсорной сети может быть портальная капсула и предоставляет пользователям доступ к сенсорной сети (как для ввода, так и для вывода).[12] Доступ может быть предоставлен с помощью радиочастотного модема, сотового телефона, портативного компьютера или даже Интернет-сервера. В некоторых случаях к модулю будет прикреплен съемный блок памяти (например, USB-накопитель или ноутбук), в котором хранятся собранные данные.[13][14]

Срок материнская капсула относится к модулю, который содержит главные часы веб-системы синхронных датчиков. У материнского модуля нет специального оборудования, связанного с ним, его обозначение как материнское основано только на идентификационном номере, связанном с модулем.[15] Часто материнский модуль служит основной точкой портала в Интернет, но это делается только для удобства развертывания. В ранних документах материнский модуль упоминался как «основной узел», если он дополнительно содержал специальное оборудование для определенного типа устройства ввода / вывода (например, радиочастотного модема).

Из-за естественного переключения данных в сети датчиков модуль без подключенных датчиков может быть развернут как реле с единственной целью - облегчить связь между другими модулями и расширить диапазон связи до определенной конечной точки (например, материнского модуля).[14] Датчики могут быть присоединены к модулям реле позднее, а реле также могут служить в качестве портальных модулей.

Каждая капсула обычно содержит:[2]

  • один или несколько датчиков, ведущих к одному или нескольким каналам данных,
  • блок обработки, такой как микроконтроллер или же микропроцессор,
  • компонент двусторонней связи, такой как радио и антенна (радиодиапазоны обычно ограничены государственными требованиями к спектру; нелицензированные диапазоны позволят осуществлять связь на расстоянии нескольких сотен ярдов в свободных местах, хотя прямая видимость не является требованием),
  • источник энергии, такой как аккумулятор в сочетании с солнечная батарея,
  • пакет для защиты компонентов от порой суровых условий окружающей среды,

Для каждой капсулы также обычно требуется опора, например штатив или штатив.[14] Количество блоков может варьироваться, например, сенсорные перемычки содержат от 12 до 30 блоков.[12] Форма сенсорной сети может повлиять на ее полезность, например, при конкретном развертывании.[14] Убедитесь, что каждый модуль находится в пределах досягаемости для связи как минимум с двумя другими модулями. Циклы измерения сенсорного полотна для развернутых систем обычно составляли от 30 секунд до 15 минут.[16]

Были развернуты сенсорные сети, состоящие из капсул, которые охватывают мили и работают непрерывно в течение многих лет.[17] Сенсорные сети используются в суровых условиях (включая пустыни, горные снежные покровы и Антарктиду).[18] для целей науки об окружающей среде, а также доказали свою ценность в городских поиск и спасение и защита инфраструктуры.[19] Технология не только контролирует окружающую среду, но иногда также контролирует окружающую среду с помощью устройств.[12]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Делин, Кевин; Шеннон Джексон (2000). "Sensor Web для На месте Исследование газовых биосигнатур » (PDF). IEEE Aerospace Conference.
  2. ^ а б Делин, Кевин (2005). "Сенсорные сети в дикой природе" (PDF). Беспроводные сенсорные сети: системная перспектива. Артек Хаус.
  3. ^ Торрес-Мартинес, Эдуардо; Гранвиль Пол; Марк Шоберл; Майк Калб (август – ноябрь 2003 г.). «Сеть датчиков: обеспечение видения наук о Земле». Acta Astronautica. 53 (4–10): 423–428. Bibcode:2003AcAau..53..423T. Дои:10.1016 / S0094-5765 (03) 00133-4.
  4. ^ Боттс, Майк; Джордж Персивалл; Карл Рид; Джон Дэвидсон (2008). «Включение OGC Sensor Web: обзор и архитектура высокого уровня». ГСН 2006, LNCS, Том 4540. С. 175–190. Отсутствует или пусто | url = (помощь)
  5. ^ а б Боттс, Майк; Алекс Робин (октябрь 2007 г.). "Объединение сенсорной сети". Геонауки. С. 46–53.
  6. ^ Делин, Кевин; Шеннон Джексон (2001). «Сенсорная сеть: новая концепция инструмента» (PDF). Симпозиум SPIE по интегрированной оптике.
  7. ^ Гиббонс, П. (2003). «Ириснет: Архитектура для всемирной сенсорной сети». IEEE Pervasive Computing. С. 22–33. Отсутствует или пусто | url = (помощь)
  8. ^ Мудли, Дешендран; Инго Симонис (2006). «Новая архитектура для сенсорной сети: платформа SWAP». Семантический семинар по сенсорным сетям. Семинар 5-й Международной конференции по семантической сети ISWC 2006, Афины, Грузия. Отсутствует или пусто | url = (помощь)
  9. ^ Мудли, Дешендран; Инго Симонис; Жюль Тапамо (2012). «Архитектура для управления знаниями и системной динамикой во всемирной Sensor Web». Международный журнал семантической паутины и информационных систем: специальный выпуск по сенсорным сетям с расширенной семантикой, Интернету вещей и интеллектуальным устройствам; 8 (1). С. 64–88. Отсутствует или пусто | url = (помощь)
  10. ^ Ниттель, Сильвия (2009). «Обзор геосенсорных сетей: достижения в области динамического мониторинга окружающей среды». Датчики. 9 (7): 5664–5678. Дои:10,3390 / с90705664. ЧВК 3274151. PMID 22346721.
  11. ^ Брёринг, Арне; Йоханнес Эхтерхофф; Саймон Йирка; Инго Симонис; Томас Эвердинг; Кристоф Сташ; Стив Лян; Роб Лемменс (2011). «Сенсорная веб-поддержка нового поколения». Датчики, Том 11, Номер 3. С. 2652–2699.
  12. ^ а б c НАСА создает мыслящие радиочастотные датчики
  13. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2009-02-26. Получено 2009-03-31.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  14. ^ а б c d Sensor Web в Антарктиде: разработка интеллектуальной автономной платформы для обнаружения биологических растений в криогенных средах
  15. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2007-03-11. Получено 2006-07-25.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  16. ^ Ботанический сад Хантингтона - Sensor Web 5.0
  17. ^ Сеть датчиков: распределенное зондирование для коллективных действий В архиве 2007-03-11 на Wayback Machine
  18. ^ Sensor Web: распределенная беспроводная система мониторинга В архиве 2007-03-12 на Wayback Machine
  19. ^ Делин, Кевин; Эдвард Смолл (2009). "Sensor Web: передовая технология для ситуационной осведомленности" (PDF). Справочник Wiley по науке и технологиям для внутренней безопасности. Джон Вили и сыновья.

дальнейшее чтение

  • Сенсорные полотна, К.А. Делин, С.П. Джексон и Р.Р. Краткие технические описания НАСА 1999, 23, 90 [1] открытый доступ публикация.
  • Сеть датчиков: распределенное зондирование для коллективных действий, Кевин А. Делин Датчики онлайн 18 июля 2006 г. [2] открытый доступ публикация.
  • Sensor Web: распределенная беспроводная система мониторинга, Кевин А. Делин Датчики онлайн 21 апреля 2004 г. [3] открытый доступ публикация.
  • Веб-подключение датчиков нового поколения, Арне Брёринг, Йоханнес Эхтерхофф, Саймон Йирка, Инго Симонис, Томас Эвердинг, Кристоф Сташ, Стив Лян, Роб Лемменс Датчики 2011, Том 11, Номер 3, 2652-2699 [4] открытый доступ публикация.
  • Экологические исследования с помощью Sensor Web: принципы и практика, Кевин А. Делин, Шеннон П. Джексон, Дэвид У. Джонсон, Скотт К. Берли, Ричард Р. Вудроу, Дж. Майкл Маколи, Джеймс М. Дом, Фелипе Ип, Тай П.А. Ферре, Дейл Ф. Ракер, Виктор Р. Бейкер Датчики 2005, 5, 103-117 [5] открытый доступ публикация.
  • Веб-подключение OGC Sensor: обзор и архитектура высокого уровня, Боттс, Персивалл, Рид и Дэвидсон [6] Белая книга OGC, июль 2006 г. открытый доступ публикация.
  • Веб-архитектура с открытым датчиком: основные службы,Xingchen Chu, Tom Kobialka, Bohdan Durnota и Rajkumar Buyya, Proceedings of the 4th International Conference on Intelligent Sensing and Information Processing (ICISIP 2006, IEEE Press, Piscataway, New Jersey, USA, ISBN 1-4244-0611-0, 98-103pp), 15-18 декабря 2006 г., Бангалор, Индия. [7] открытый доступ публикация.
  • Промежуточное ПО SensorWeb с сервисами с отслеживанием состояния для гетерогенных сенсорных сетей,Том Кобиалка, Раджкумар Буйя, Кристофер Леки и Рао Котагири, Труды 3-й Международной конференции по интеллектуальным датчикам, сенсорным сетям и обработке информации (ISSNIP 2007, IEEE Press, Пискатауэй, Нью-Джерси, США), 3-6 декабря 2007 г. , Мельбурн, Австралия. [8] открытый доступ публикация.

внешняя ссылка

  • Системы SensorWare - Компания выделилась из НАСА, чтобы коммерциализировать сенсорную веб-технологию.
  • Sensor Web Alliance - Организация, разрабатывающая платформу для совместных исследований под названием Sensor Web Alliance (SWA). Цель состоит в том, чтобы объединить ресурсы в SWA, координировать исследования и позволить участвующим организациям обмениваться интеллектуальной собственностью, что позволит распределить риски и снизить стоимость входа.
  • SenseWeb Project - Проект Microsoft Research, который позволяет пользователям визуализировать и запрашивать данные в реальном времени с помощью географического интерфейса, такого как Windows Live Local, и позволяет владельцам данных легко публиковать свои данные в реальном времени с помощью интерфейса веб-службы.
  • Веб-лаборатория GeoSensor, Университет Калгари - Университетская исследовательская лаборатория, разрабатывающая ГИС-инфраструктуру для Sensor Web и ее приложений. Несколько сенсорных веб-приложений были разработаны и развернуты для экологических и сельскохозяйственных приложений. Информацию о проекте, публикации и демонстрационные видеоролики можно найти на этом сайте.
  • 52 ° северной широты - Организация открытого партнерства, которая обеспечивает взаимодействие веб-сервисов и моделей кодирования данных, которые составляют технические строительные блоки инфраструктур пространственных данных (SDI).
  • SWSL в Институте геоинформатики (IFGI) Университета Мюнстера - The Sэнзор паутина Wгеообработка на основе eb и Sимитация Lab (SWSL) - это университетская лаборатория, работающая над строительными блоками сети геосенсоров, чтобы сделать все виды датчиков обнаруживаемыми, доступными и решаемыми для взаимодействия.
  • OGC SWE - С 2002 года Открытый геопространственный консорциум (OGC) занимается целенаправленной деятельностью в области Sensor Web Enablement (SWE). С точки зрения OGC, сенсорная сеть относится к доступным через Интернет сенсорным сетям и архивным данным сенсоров, которые могут быть обнаружены и доступны с помощью стандартных протоколов и интерфейсов прикладных программ (API).
  • Открытый проект архитектуры SensorWeb - Проект направлен на разработку сервисно-ориентированного промежуточного программного обеспечения для SensorWeb, которое объединяет сенсорные сети и распределенные вычислительные среды, такие как вычислительные сети.
  • Исследовательская лаборатория Sensorweb - Исследовательская лаборатория в Университете штата Джорджия, разрабатывающая сенсорные веб-системы и применяющая их в научных и социальных приложениях, таких как мониторинг окружающей среды, интеллектуальные среды и приложения для интеллектуальных сетей.
  • Проект SEPS - Концепция самоадаптивной системы прогнозирования Земли (SEPS) объединяет модели системы Земли (ESM) и наблюдения Земли (EO) в одну систему с помощью стандартных веб-сервисов. Это совместный проект, в котором участвуют ученые из Центр пространственной информации и систем (CSISS) из Университет Джорджа Мейсона, НАСА GSFC и UMBC.
  • Semantic Sensor Web - Проект SSW - это попытка аннотировать данные датчиков семантическими метаданными для предоставления контекстной информации, необходимой для ситуационной осведомленности. В частности, это подход к аннотированию данных датчиков с помощью пространственных, временных и тематических семантических метаданных.