Cách tiếp cận mới cảm biến không dây: Đám mây thiết bị đo pptx

Cách tiếp cận mới cảm
biến không dây: Đám mây
thiết bị đo

Việc thay thế cáp Ethernet bằng kết nối không dây không
phải là vấn đề mới mẻ, chúng ta đã có chúng ở nhà, văn
phòng, nơi công cộng trong nhiều năm. Việc thay thế liên kết
đường truyền hữu tuyến giữa đơn vị cảm biến và điều khiển
máy tính cũng không là vấn đề mới, nhưng điều này không
phải là một sự thay thế kinh tế.
Tuy nhiên, sự hội tụ của
hai công nghệ sau đang
dẫn đến thay đổi chính
trong cách người thiết kế,
xem xét đến cảm biến
không dây. Thứ nhất,
công nghệ RFID (tần số
vô tuyến ID) đã mang
đến xu hướng giỏ rẻ. Thứ
hai, sự xuất hiện các ứng
dụng dựa trên web như một kiểu mẫu tốt đang được Google

Hình 1: trong đám mây thiết
bị đo, thẻ cảm bến gửi hoặc
nhận dữ liệu và phản hồi tới
điểm truy nhập không dây
thương mại có sẵn (AP)
Docs liên kết dữ liệu từ một máy tính các nhân chạy một
đoạn phần mềm cụ thể.

Một quan niệm mới được biết đến là đám mây thiết bị đo, kết
nối vật lý duy nhất là giữa cảm biến hoặc cơ cấu truyền động
và A/D hoặc D/A định vị điểm đầu trên “thẻ cảm biến”, cảm
biến gửi hoặc nhận dữ liệu và điều khiển tới hoặc từ một
điểm truy nhập không dây sẵn có về thương mại (AP) hoặc
bộ định tuyến (Router)
Hơn nữa, thay vì dữ liệu được gửi cho các máy tính cá nhân,
nó gửi dữ liệu cho một điểm AP để tiếp tục định tuyến tới địa
chỉ IP. Người sử dụng kiểm soát được dựa trên trình ứng
dụng của web, hoặc trang công cụ web (hình 2), nhận dữ liệu
để xử lý
Bước tiến này phá vỡ truyền thống với bước nhảy sớm trong
công nghệ đo. Đầu tiên, thiết bị đo được định dạng độc lập.
Người sử dụng kết nối cảm biến trực tiếp tới thiết bị đo bao
gồm mạch đo và hiển thị kết quả đo. Việc làm đầu tiên với
chuỗi liên kết là các kỹ sư muốn thử nghiệm các thiết bị đo
để liên lạc như một tác nhân và kiểm tra các phản ứng.
Nhưng vào năm 1970, giao diện bus Hewlett Packard đã mở
ra giao diện IEEE-488 ngày nay, trở thành phương thức của
sự lựa chọn.
Các bước đột phá quan trọng tiếp theo tiến tới máy tính để
bàn, tạo ra lợi ích cho các bộ phận kỹ thuật để chạy các
chương trình thử nghiệm, điều khiển dụng cụ cũng như tập
hợp dữ liệu. Giao diện những chiếc máy tính mini đầu tiên
cho tới những dụng cụ thông qua chuỗi giao diện, nhưng sau
khi bảng phích cắm IEEE-48 được xây dựng đã cho phép
những chiếc máy tính mini và sau này là PCs thực hiện các
nhiệm vụ. Ngày nay, như các giao diện thẻ là luôn luôn
không cần nhờ tới các dụng cụ mà việc giao tiếp với PCs một
cách trực tiếp qua USB hoặc Ethernet, gần đây nhất là cả hệ

thống Ethernet không dây.
Khi đó, máy tính, bản mạch chính và lắp ráp máy tính rướt
giá đáng kể, các bước tất yếu tiếp theo đã kết hợp dụng cụ và
máy tính vào trong một hộp. Có 3 dạng: 1, Dụng cụ độc lập
thông thường như máy hiện sóng hoặc bộ phân tích logic
được kết hợp toàn bộ chương trình máy tính; 2, Thẻ thiết bị
đo di chuyển được vào trong bản thân máy tính; 3, Với khe
cắm mở rộng dần biến mất từ hầu hết các máy tính thương
mại, người thiết kế mong muốn làm việc với các thẻ công cụ
thường có di chuyển tới hệ thống khung, nơi mà một hoặc hai
khe cắm có thể cắm một bản mạch chính máy tính trong một
dạng thẻ công nghiệp và những khe cắm còn lại có thể cắm
được các thẻ chức
năng
Giải phóng cả
phần cứng và
phần mềm
Ngày nay, trong
đám mây thiết bị
đo, phần cứng được
giải phóng-điểm

Hình 2: công cụ trang web mẫu
cho phép bạn đọc và thiết lập kết
quả từ bất kì trình duyệt web
đầu đo không được gắn vào một mạng thiết bị liên quan. Đầu
cảm biến wifi được kết nối với bất kì điểm truy nhập nào
trong phạm vi bộ định tuyến không dây.
Quan trọng hơn nữa, phần mềm được giải phóng- dữ liệu đo
không được nối tới một chương trình nhận dữ liệu bất kì trên

một máy tính cụ thể. Có nghĩa là, thay vì thẻ cảm biến gửi dữ
liệu của mình tới một thiết bị điều khiển mà nó cấp việc đọc
đo lường vào phần mềm cụ thể trong máy tính, nó gửi dữ liệu
tới một AP từ bộ định tuyến xa tới địa chỉ IP internet được
định nghĩa ID máy chủ. Người sử dụng kiểm soát trình ứng
dụng dựa trên web, hoặc công cụ trang web, nhận dữ liệu cho
xử lý.
Công cụ trang Web chạy ngay cả trên các thiết bị di động
(hình 4) có thể cung cấp bất kì số của máy chủ, biểu diễn dữ
liệu tới đáng báo động máy chủ mà phản ứng tới mức độ
nguy hiểm bằng gửi một văn bản hoặc một tiếng chim hoặc
thậm chí một tín hiệu kết nối tới thẻ cảm biến.

Hình 3: Ngoại trừ các cảm biến hệ thống dây điện,
không có liên kết vật lý trong Mây Cụ. Người dùng
thực hiện tất cả các nhiệm vụ của họ trên thiết bị
kích hoạt Internet.
Những chiếc cổng đang mở
Nhà cung cấp các sản phẩm thiết bị đo và hệ thống đang bắt
đầu mở cửa ào ạt rất nhiều sản phẩm trình duyệt dựa trên
web. Trong không gian mô phỏng, HUBzero.org cho phép
người sử dụng thực hiện mô hình và mô phỏng với trình
duyệt web. Trong lĩnh vực của thiết bị đo, tương lai tiền thân
những điều thú vị là Pachube.com,
() như bản thân dự án “nền tảng thời
gian xử lý dữ liệu trung gian “. Bạn kết nối cảm biến với máy
tính hoặc thậm chí thiết bị lưu động như một chiếc Ipod.
Bằng cách chạy ứng dụng có sẵn trên các Website, kết quả đo
có thể được biểu hiện trên Pachube vì vậy bạn có thể nghiên
cứu chúng tại bất kì lúc nào từ bất kì vật gì mà có thể truy

nhập Internet.
Một bộ phận của phần cứng thông thường nằm trong sở
thích của người thí nghiệm để đưa dữ liệu tới Pachube là
Arduino ( Với bản mạch này dựa trên vi
điều khiển, người sử dụng có thể kết nối cảm biến, ghi sự thu
nhận, điều khiển chương trình và giao diện nó tới iphone
hoặc thiết bị cho phép web khác.
Tuy nhiên, công nghệ sử dụng được mong đợi quan trọng
hơn và phù hợp cho những người cần: một sản phẩm OEM
với lối vào số hoặc tương tự hiệu suất cao, một bộ xử lý
mạnh, bộ nhớ đầy đủ, và tất cả điều đó trong một khổ nhỏ mà
bao gồm kết nối không dây vừa sử dụng ít năng lượng. Công
nghệ RFID( sóng vô tuyến ID) tạo ra nó khả năng để đáp ứng
tất cả mọi nhu cầu
Đặt các miếng lại
với nhau
Một ví dụ đặc biệt
của cách các phần
cứng và phần mềm
là cùng tiến tới tất
cả trong một hình
dáng phù hợp cho
tính công nghệ và
thương mại sử dụng từ lõi điện tử Tag4M(“ thẻ đo lường ”
hình 1), Tại đó silicon được thiết kế đặc biệt để xử lý các
nhiệm vụ của RFID ngày nay là đang được tuỳ biến cho đám
mây thiết bị đo.
Thẻ cảm biến 6,5cmx4,8cm kết hợp chặt chẽ 2.4-GHz IEEE-

Hình 4: Thậm chí các thiết bị di

động như iPod có thế được sử
dụng để đọc đo và gửi lệnh kiểm
soát sử dụng công cụ trang web
802.11b/g máy thu wifi, ăng ten vỏ gốm, xử lý 32bit RISC,
ROM, RAM cộng bộ nhớ cố định cho chương trình cơ sở và
dữ liệu đệm. Kết thúc đo lường của nó tiến tới 4 kênh 14bit
A/D và 4 đường số I/O. Pin lithum nhỏ có thể năng lượng
một đơn vị cho tuần.
Mỗi lúc chiếc thẻ đi qua một quá trình tuần hoàn, nó hoạt
động lại từ chế độ ngủ, dữ liệu thu được mà nó gửi tới
Internet. Cuối cùng nó nhận hướng dẫn thông qua AP cho các
hoạt động như cấu hình cho nhiệm vụ đo hoặc dữ liệu ghi
vào dòng DIO. Các hướng dẫn này được thực hiện trong suốt
thời kì hoạt động lại tiếp theo, sau chỉ dẫn thẻ quay trở lại chế
độ ngủ để bảo giữ năng lượng của pin. Thời gian giữa mỗi
quá trình có thể khác nhau từ phần triệu giây tới hàng giờ,
phụ thuộc vào ứng dụng
Thẻ hiện tại là thế hệ đầu tiên của sản phẩm phần cứng đám
mây thiết bị, nơi mà tất cả khả năng đo có được định vị bên
trong các đài phát wifi, bắt nguồn hệ thống trên một con chip
của một thẻ RFID bao gồn ADC và tuyến DIO. Cấu trúc đó
có giới hạn bị liên quan tới độ chính xác và tuyến tính của
quá trình biến đổi bởi các kênh nhận dữ liệu.Tỷ lệ mẫu ADC
trong giải thoát phần sụn hiện tại là khá vừa phải, khuyếch
đại cao tần tại 25S/s và do đó chúng hợp được với hầu hết
cho các cảm biến và bộ chuyển đổi mà theo dõi tham số vật
lý thay đổi chậm. Tối đa 28KS/s tỷ lệ mẫu sẽ ngay lập tức
thực hiện bở sử dụng trên mạch 32KHz đồng hồ thời gian
thực.
Tiếp theo, bởi vì các đám mây thiết bị làm việc một cách liên

tục giữa các thời kì ngủ và đánh thức, họ không mong đợi
cho các ứng dụng mà yêu cầu liên tục tiếp nhận và xử lý. Nếu
năng lực từ các nhiệm vụ ứng dụng là tất định trong không
gian cố định thẻ cục bộ và không tất định trong không gian
Internet
Thẻ số I/O chứng tỏ tính hữu dụng trong những ứng dụng
điều khiển. Sử dụng một thuật toán mà người sử dụng tải vào
EEPROM, thẻ 4M có thể trả lời các điều kiện báo dộng mà
phải thực hiện cục bộ không cần tới sự trợ giúp của máy tính.
Mỗi thời kì hoạt động lại nó thực hiện trình tự lập trình mã
trong phần mềm hệ thống. Hơn nữa, kết thúc của mỗi thời kì
hoạt động lại (thông qua thực hiện ngay lập tức đầy đủ vòng
phần mềm hệ thống để đọc và đưa ra các tín hiệu điều khiển),
thẻ yêu cầu địa chỉ truy nhập không dây nếu có bất kì lệnh tới
mà nó cần tới đăng kí cho suốt quá trình thực hiện thời kì
hoạt động lại tiếp theo.
Mở rộng sự sáng tạo
Ngày nay, kết hợp công nghệ phần mềm và phần cứng cuối
cùng cho phép các kỹ sư tìm thấy tất cả cách của các ứng
dụng sáng tạo mới cho công nghệ cảm biến, bằng xây dựng
dụng cụ giao tiếp không dây để truyền dữ liệu tới APs và tạo
ra ứng dụng cố định.
Thực vậy, các địa chỉ truy nhập sẽ hoạt động với vai trò ngày
càng lớn, không chỉ cho đường truyền dữ liệu cảm biến
nhưng cũng để mã hóa ứng dụng đường truyền, lọc thông tin
cũng bằng an ninh, quyết định cục bộ và nhiều nơi khác.
Tập hợp các trang web có thể có các công cụ cho iphone và
nền tảng wife di động khác, quản lý các ứng dụng loại sóng
để chuyển dịch từ trang này tới trang khác thông qua quá
trình xử ly vật lý, phản ứng hóa học và những cách khác.

Chúng tôi rất vui để xem cái gì trong trí tượng người sử dụng
sẽ xuất hiện trong đám mây thiết bị đo trong tương lai gần.