Anturiverkko - Sensor web

"Anturiverkon" käsite on eräänlainen anturiverkko, joka soveltuu erityisen hyvin ympäristön seurantaan . Lauseke "anturiverkko" liittyy myös anturijärjestelmään, joka käyttää voimakkaasti World Wide Webiä . OGC : n Sensor Web Enablement (SWE) -kehys määrittelee joukon verkkopalvelurajapintoja ja tiedonsiirtoprotokollia, jotka erottuvat anturien (verkko) viestinnän heterogeenisyydestä.

Määritelmä

Termiä "anturiverkko" käytti ensimmäisen kerran NASA: n Kevin Delin vuonna 1997 kuvaamaan uutta langatonta anturiverkkoarkkitehtuuria, jossa yksittäiset kappaleet voisivat toimia ja koordinoida kokonaisuutena. Tässä mielessä termi kuvaa tietyntyyppistä anturiverkkoa : amorfinen verkko alueellisesti hajautetuista anturialustoista ( pods ), jotka kommunikoivat langattomasti keskenään. Tämä amorfinen arkkitehtuuri on ainutlaatuinen, koska se on sekä synkroninen että reitittimetön , joten se eroaa tyypillisemmistä TCP / IP- tyyppisistä verkkomalleista. Anturin fyysisenä alustana pod voi olla kiertorata tai maanpäällinen, kiinteä tai mobiili, ja siihen voi olla jopa reaaliaikainen pääsy Internetin kautta . Pod-to-pod-viestintä on sekä suunta- että kaksisuuntaista, jolloin kukin pod lähettää kerätyt tiedot kaikille muille verkon pod-asemille. Siksi arkkitehtuuri antaa jokaiselle palkille tietää mitä tapahtuu kaikkien muiden podien kanssa koko anturiradalla kussakin mittaussyklissä. Yksittäiset podit (solmut) olivat kaikki laitteistovastaavia, eikä Delinin arkkitehtuuri vaatinut erityisiä yhdyskäytäviä tai reititystä, jotta kukin yksittäinen kappale olisi yhteydessä toisiinsa tai loppukäyttäjään. Delinin anturiverkon määritelmä oli itsenäinen, itsenäinen, aistiva yksikkö - joka pystyi tulkitsemaan ja reagoimaan mitattuihin tietoihin - joka ei välttämättä vaadi World Wide Webin toimintaa . Tämän seurauksena lennon aikana tapahtuvaa datan fuusioitumista, kuten vääriä positiivisia tunnistuksia ja palkkien seurantaa, voi tapahtua itse anturiradassa ja järjestelmä reagoi myöhemmin koordinoituna, kollektiivisena kokonaisuutena saapuvaan datavirtaan. Esimerkiksi sen sijaan, että siinä olisi koordinoimattomat savuilmaisimet, anturiraina voi reagoida yhtenä, tilaan hajautettuna palopaiktajana.

Termi "anturiverkko" on myös muuttunut liittyneeksi joskus lisäkerrokseen, joka yhdistää anturit World Wide Webiin . Anturiverkkoa Enablement (SWE) aloitteesta Open Geospatial Consortium (OGC) määrittelee palvelun rajapintoja, jotka mahdollistavat yhteentoimivan käytön anturin resurssien mahdollistamalla niiden löytö , pääsy , delegointi sekä kenttäratsastusta ja hälyttää . Määrittelemällä standardoidut palvelurajapinnat SWE-palveluihin perustuva anturiverkko piilottaa taustalla olevan anturiverkon heterogeenisyyden, sen tiedonsiirtotiedot ja erilaiset laitteistokomponentit sen päälle rakennettuista sovelluksista. OGC: n SWE-aloite määrittelee termin "anturiverkko" infrastruktuuriksi, joka mahdollistaa pääsyn anturiverkkoihin ja arkistoituihin sensoritietoihin, jotka voidaan löytää ja käyttää tavallisten protokollien ja sovellusten ohjelmointirajapintojen avulla . Tämän abstraktin avulla anturin yksityiskohdista helpotetaan niiden käyttöä sovelluksissa.

Ominaisuudet Delin n Anturiverkko arkkitehtuuri

Delin suunnitteli anturiverkon toisiinsa kytkettyjen palkojen verkoksi. Kaikki anturiverkon palkot ovat laitteistoa vastaavia (ei ole erityisiä "yhdyskäytävä" tai "orja" palkoja). Siitä huolimatta on olemassa muita toimintoja, joita palkot voivat suorittaa sen lisäksi, että osallistuvat yleiseen anturiverkkotoimintoon. Mikä tahansa anturiradan pod voi olla portaalin pod ja antaa käyttäjille pääsyn anturiverkkoon (sekä tuloon että lähtöön). Pääsy voidaan tarjota RF-modeemilla, matkapuhelinyhteyksillä, kannettavien yhteyksillä tai jopa Internet-palvelimella. Joissakin tapauksissa podissa on liitetty irrotettava muistilaite (kuten USB-tikku tai kannettava tietokone), joka tallentaa kerätyt tiedot.

Termi on äidin pod viittaa pod, joka sisältää pääkellon synkronisen anturin rainan järjestelmä. Äiti-podilla ei ole siihen liittyvää erityislaitteistoa, sen nimeäminen äidiksi perustuu vain podiin liittyvään tunnistenumeroon. Usein äiti-pod toimii ensisijaisena portaalikohtana Internetiin, mutta tämä tehdään vain käyttöönoton helpottamiseksi. Varhaisissa julkaisuissa emopodia kutsuttiin "pääsolmuksi", jos se sisälsi lisäksi erityislaitteistoa tietyntyyppiselle tulo / lähtölaitteelle (esimerkiksi RF-modeemille).

Anturiradan luontaisen tiedon hyppäämisen takia pod, johon ei ole kiinnitetty antureita, voidaan käyttää releenä , jonka ainoana tarkoituksena on helpottaa muiden podien välistä viestintää ja laajentaa tietoliikennealuetta tiettyyn loppupisteeseen (kuten äiti pod). Anturit voidaan liittää releen palkkoihin myöhemmin ja releet voivat toimia myös portaalipalkkeina.

Jokainen palkka sisältää yleensä:

  • yksi tai useampi anturi, joka johtaa yhteen tai useampaan datakanavaan,
  • prosessointiyksikkö, kuten mikro-ohjain tai mikroprosessori ,
  • kaksisuuntainen viestintäkomponentti, kuten radio ja antenni (radiotaajuuksia rajoittavat tyypillisesti valtion taajuusvaatimukset; lisensoimattomat taajuusalueet mahdollistavat muutaman sadan telakan viestinnän esteettömillä alueilla, vaikka näköyhteys ei ole vaatimus),
  • energialähde, kuten akku aurinkokennon kanssa ,
  • paketti komponenttien suojaamiseksi joskus ankarilta olosuhteilta,

Jokainen palkka vaatii tyypillisesti myös tuen, kuten tangon tai jalustan. Palkkien lukumäärä voi vaihdella, esimerkkejä anturirainoista, joissa on 12 - 30 palaa. Anturirainan muoto voi vaikuttaa sen hyödyllisyyteen, esimerkiksi tietty käyttöönotto varmisti, että kukin palkko oli alueella kommunikoida vähintään kahden muun palon kanssa. Anturirainan mittaussyklit ovat toistaiseksi olleet tyypillisesti 30 sekunnista 15 minuuttiin käytössä olevissa järjestelmissä.

Anturiverkot, jotka koostuvat palkoista, ovat ulottuneet mailia pitkin ja kulkevat jatkuvasti vuosia. Anturiverkot on asetettu ympäristötieteellisiin tarkoituksiin ankarissa ympäristöissä (mukaan lukien aavikot, vuoristoiset lumireput ja Etelämantereella), ja ne ovat osoittautuneet arvokkaiksi myös kaupunkien etsinnässä, pelastuksessa ja infrastruktuurin suojelussa. Teknologia ei ainoastaan ​​seuraa ympäristöä, vaan joskus myös hallitsee ympäristöä käyttämällä laitteita.

Katso myös

Viitteet

Lisälukemista

  • Sensor Webs, KA Delin, SP Jackson ja RR Some NASA Tech Briefs 1999, 23, 90 [1] avoimen julkaisun julkaisu.
  • Sensor Web: Distributed Sensing for Collective Action, Kevin A. Delin Sensors Online, heinäkuu 2006, 18. [2] avoimen julkaisun julkaisu.
  • Sensor Web: hajautettu, langaton valvontajärjestelmä, Kevin A. Delin Sensors Online, huhtikuu 2004, 21. [3] avoimen julkaisun julkaisu.
  • New Generation Sensor Web Enablement, Arne Bröring, Johannes Echterhoff, Simon Jirka, Ingo Simonis, Thomas Everding, Christoph Stasch, Steve Liang, Rob Lemmens Sensors 2011, osa 11, numero 3, 2652-2699 [4] avoimen julkaisun julkaisu.
  • Ympäristötutkimus anturiverkolla : periaatteet ja käytäntö, Kevin A.Delin, Shannon P.Jackson, David W.Johnson, Scott C.Burleigh, Richard R.Woodrow, J.Michael McAuley, James M.Dohm, Felipe Ip, Ty PA Ferré, Dale F.Rucker , Victor R.Baker Sensors 2005, 5, 103-117 [5] avoimen julkaisun julkaisu.
  • OGC Sensor Web Enablement: Yleiskatsaus ja korkean tason arkkitehtuuri, Botts, Percivall, Reed ja Davidson [6] OGC: n valkoinen kirja, heinäkuu 2006, avoimen julkaisun julkaisu.
  • Open Sensor Web Architecture: Core Services, Xingchen Chu, Tom Kobialka, Bohdan Durnota ja Rajkumar Buyya, Intelligent Sensing and Information Processing 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. Joulukuuta 2006, Bangalore, Intia. [7] avoimen julkaisun julkaisu.
  • SensorWeb Middleware with Stateful Services for Heterogeneous Sensor Networks, Tom Kobialka, Rajkumar Buyya, Christopher Leckie, and Rao Kotagiri, Intelligent Sensors, Sensor Networks and Information Processing on 3rd International Conference on Intelligent Sensors, Sensor Networks and Information Processing (ISSNIP 2007, IEEE Press, Piscataway, New Jersey) , USA), 3.-6. Joulukuuta 2007, Melbourne, Australia. [8] avoimen julkaisun julkaisu.

Ulkoiset linkit

  • SensorWare Systems - Yritys erottautui NASA: sta markkinoidakseen sensorin verkkotekniikkaa.
  • Sensor Web Alliance - Organisaatio, joka kehittää yhteistyöalustaa nimeltä Sensor Web Alliance (SWA). Tavoitteena on yhdistää SWA: n resurssit, koordinoida tutkimusta ja sallia osallistuvien organisaatioiden jakaa IP, mikä jakaa riskejä ja alentaa markkinoille tulon kustannuksia.
  • SenseWeb Project - Microsoft Research -projekti, jonka avulla käyttäjät voivat visualisoida ja kysyä reaaliaikaisia ​​tietoja maantieteellisellä käyttöliittymällä, kuten Windows Live Local, ja antaa tietojen omistajille mahdollisuuden julkaista reaaliaikaiset tiedot helposti verkkopalvelurajapinnan kautta.
  • GeoSensor Web Lab, University of Calgary - Yliopiston tutkimuslaboratorio, joka kehittää GIS-infrastruktuuria Sensor Webille ja sen sovelluksille. Ympäristö- ja maataloussovelluksiin on kehitetty ja otettu käyttöön useita anturiverkkosovelluksia. Projektitiedot, julkaisut ja esittelyvideot löytyvät tältä sivustolta.
  • 52 ° Pohjoinen - avoin kumppanuusorganisaatio, joka toimii yhteentoimivilla verkkopalveluilla ja tiedonkoodausmalleilla, jotka muodostavat paikkatietoinfrastruktuurien (SDI) tekniset rakennusosat.
  • SWSL Muensterin yliopiston Geoinformatiikan instituutissa (IFGI) - S ensor -verkko, W eb-pohjainen geoprosessointi ja S imulation L ab (SWSL) on yliopistolaboratorio, joka työskentelee geosensoriverkon rakennuspalikoiden parissa. erilaisia ​​antureita, jotka ovat löydettävissä, käytettävissä ja toimivia yhteentoimivalla tavalla.
  • OGC SWE - Vuodesta 2002 lähtien Open Geospatial Consortiumilla (OGC) on ollut kohdennettu Sensor Web Enablement (SWE) -toiminta. OGC-näkökulmasta anturiverkko viittaa verkon kautta saataviin anturiverkkoihin ja arkistoituihin sensoritietoihin, jotka voidaan löytää ja käyttää tavallisten protokollien ja sovellusohjelmaliittymien (API) avulla.
  • Avoin SensorWeb -arkkitehtuuriprojekti - Projekti keskittyy SensorWeb-palvelukeskeisen väliohjelmiston kehittämiseen, joka integroi anturiverkot ja hajautetut laskentaympäristöt, kuten laskennalliset ruudukot.
  • Sensorweb-tutkimuslaboratorio - Georgian osavaltion yliopiston tutkimuslaboratorio, joka kehittää anturiverkkojärjestelmiä ja soveltaa niitä tieteellisiin ja sosiaalisiin sovelluksiin, kuten ympäristön seurantaan, älykkäisiin ympäristöihin ja älykkäisiin verkkosovelluksiin.
  • SEPS-projekti - Self-adaptive Earth Predictive System (SEPS) -konsepti yhdistää Earth System -mallit (ESM) ja Earth-havainnot (EO) yhdeksi järjestelmäksi tavallisten verkkopalvelujen avulla. Tämä on yhteistyöprojekti, joka koostuu tutkijoiden Center for Spatial Information Science and Systems (CSISS) ja George Mason-yliopiston , NASA GSFC ja UMBC.
  • Semanttinen anturiverkko - SSW-projekti on yritys merkitä anturitiedot semanttisilla metatiedoilla tilannetietoisuuden kannalta välttämättömän asiayhteyteen liittyvän tiedon tuottamiseksi. Erityisesti se on lähestymistapa anturitietojen merkitsemiseen paikkatietojen, ajallisten ja temaattisten semanttisten metatietojen kanssa.