Разработка алгоритмического обеспечения беспроводной информационно - измерительной системы учета энергоресурсов - Способ реализации автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии на базе беспроводной технологии ZigBee

В состав беспроводных информационно - измерительных систем (БИИС) входят устройства трех видов: интеллектуальные датчики (ИД) и их кластеры и центральный контроллер, координирующий работу сети.

Центральный контроллер организует и настраивает сеть; координирует работы входящих в нее блоков; выполняет сбор и конечную обработку измерительной информации, поступающей от ИД. Беспроводная передача данных с помощью радиолиний связи использует известную технологию Zigbee.

В дипломном проекте предлагается построить сеть, имеющую мозаичную структуру квадратных полей. Граф БИИСС, включающей центральный координатор ЦК и 34 узла сети, представлен на рисунок 2.10. Корнем графа является центральный контроллер ЦК, вокруг которого на трех стратах расположены узлы сети с номерами 1-34. Каждый узел содержит ретранслятор сообщений и кластер ИД, соединенный с ретранслятором беспроводной или проводной линией связи. Тонкими линиями помечены ребра графа, являющиеся радиолиниями передачи сообщений.

граф беспроводной сенсорной сети

Рисунок. 2.10 - Граф беспроводной сенсорной сети

Расстояние доступа r между соседними по диагоналям ретрансляторами сообщений обеспечивает надежную радиосвязь.

Рассмотрим подробно принципы работы алгоритма.

Пусть, имеется N приемопередатающих устройств, расположенных на территории многоквартирного дома. Перед началом процесса самоорганизации все элементы сети, кроме базовой станции находятся в режиме приема. Базовая станция начинает процесс организации сети по средствам отправки в радиоэфир широковещательного пакета инициализации.

На самом деле этот пакет инициализации для узла сети является предложением присоединиться к сети. После того, как узел получил это приглашение, он передает этот пакет инициализации далее. Но это только в том случае если этот узел не получал этот пакет ранее. Если узел уже получал пакет инициализации, то процесс ретрансляции приглашения заканчивается. При получении пакета инициализации, в памяти узлов создаются и хранятся таблицы маршрутизации, содержащие идентификационный номер сети, сетевые адреса центрального и родительского узла сети. Узел, от которого рассматриваемый узел получил пакет инициализации становится для него родительским. Когда пакет инициализации, получен непосредственно от базовой станции, то в таблице маршрутизации адреса родительского узла и базовой станции совпадают. Когда пакет инициализации был получен от ретранслятора, то родительским адресом будет адрес ретранслятора.

После получения пакета инициализации узел по прошествии некоторого времени посылает пакет подтверждения подключения к сети.

Все узлы, которые получили пакет подтверждения подключения к сети ретранслируют его своему родительскому узлу. Таким образом, на центральный узел поступят все пакеты подтверждения. Центральный узел, получая пакет подтверждения, производит действия по обработки пакета, м целью регистрации в сети нового подключенного узла. Когда идентификационный номер узла, отправившего пакет подтверждения, зарегистрирован на центральном узле, узел считается проинициализированным.

Процесс инициализации ограничен во времени. По прохождении времени инициализации базовая станция, основываясь на полученных данных из пакетов подтверждения, определяет систему возможных связей в сети. На этом процесс определения всех возможных связей в беспроводной сети завершен. Сформировавшийся режим назовем режимом ожидания.

Кроме определения системы связей в сети, алгоритм самоорганизации для каждого узла устанавливает маршрут, по которому этот узел может связаться с базовой станцией. Опрос ретрансляторов производится в соответствии с разработанным алгоритмом. Блок - схема алгоритма приведена на рисунке 2.11.

Рис.2.11 - Блок - схема алгоритма опроса элементов беспроводной информационно - измерительной системы

3. Экспериментальная часть

Похожие статьи




Разработка алгоритмического обеспечения беспроводной информационно - измерительной системы учета энергоресурсов - Способ реализации автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии на базе беспроводной технологии ZigBee

Предыдущая | Следующая