Σχεδιασμός και ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου συστήματος παρακολούθησης περιβαλλοντικών συνθηκών μέσω ενός ασύρματου δικτύου αισθητήρων

Abstract

Η εξέλιξη της τεχνολογίας και οι ανάγκες της κοινωνίας για συνεχόμενη πληροφόρηση έχουν οδηγήσει στη δημιουργία αισθητήρων για τη μέτρηση και παρακολούθηση διαφόρων συνθηκών. Στην εξέλιξη αυτού του γεγονότος έχουν κάνει την εμφάνισή τους τα τελευταία χρόνια τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων (Wireless Sensor Networks). Σήμερα αποτελούν ένα ενεργό τομέα έρευνας ώστε να υπάρξει βελτίωση των συγκεκριμένων τεχνολογιών αλλά και των τρόπων χρησιμοποίησής τους. Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η δημιουργία ενός ασύρματου δικτύου αισθητήρων που αποτελείται από αυτόνομους κόμβους-αισθητήρες, οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για την παρακολούθηση των περιβαλλοντικών συνθηκών. Στη συνέχεια μελετάται ο τρόπος μετάδοσης προς ένα συγκεκριμένο κέντρο συλλογής των δεδομένων, την περαιτέρω επεξεργασίας τους, την αποθήκευσή τους και την απεικόνισή τους σε μορφή φιλική προς τον χρήστη. Τα μεγέθη τα οποία μετρούνται είναι η θερμοκρασία, η υγρασία, το φως και η υγρασία εδάφους. Αρχικά μελετάμε τον κόμβο αισθητήρα και τα συστατικά του μέρη. Στη συνέχεια μελετάμε τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων. Μέσα σε αυτό το πλαίσιο αναφέρουμε τις υπάρχουσες εφαρμογές των συγκεκριμένων δικτύων στη σύγχρονη εποχή και αναλύουμε τους τρόπους επικοινωνίας και της κατανάλωσης ενέργειας καθώς και τις διάφορες προκλήσεις και απαιτήσεις τους. Στη συνέχεια γίνεται παρουσίαση της πλατφόρμας Micaz της εταιρίας xbow, η οποία αποτελεί την μονάδα που θα χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία του ασύρματου δικτύου της παρούσας διατριβής, περιλαμβάνοντας την περιγραφή των συστατικών και χαρακτηριστικών της. Για το σχεδιασμό και την διαχείριση των πλατφορμών χρησιμοποιήθηκε το λειτουργικό σύστημα TinyOS που χρησιμοποιεί την γλώσσα προγραμματισμού NesC καθώς και το λογισμικό Moteworks το οποίο δίνεται από την εταιρία που κατασκεύασε τους κόμβους την Crossbow.