Boğaziçi Üniversitesi Network Araştırma Laboratuvarı (NETLAB) SORGU-TABANLI TELSİZ ALGILAYICI AĞLARI SINAMA ORTAMI ÇALIŞMALARI Soner SEVİNÇ Kerem BAŞOL Ö.Bilal ORHAN İlker DEMİRKOL

Telsiz Algılayıcı Ağ(TAA) nedir ? Algıladığı veriyi işleyebilen ve birbiri ile telsiz olarak haberleşebilen algılayıcıların oluşturduğu ağdır. Yapı,sistem görüntülenmesini ve çevresel ölçümlerin alınmasını gerektiren uygulamalarda kullanılmaktadır. Alınan ölçümler TAA üzerinde çok sekmeli (multihop) olarak iletilebilmektedir. Alınan veriler diğer algılayıcılara aktarılmadan önce işlenebilmekte ve kontrol merkezinin yükü hafifletilebilmektedir. Ağdaki algılayıcılar pille çalıştığından verilerin enerji etkin iletilmesi gerekmektedir.

Kullanılan Telsiz Algılayıcılar Çalışmalarımızda Crossbow Firmasının MOTE-KIT5040 telsiz algılayıcı takımını kullandık. İçindekiler: - İşleme/Radyo Ünitesi(MICA2 / MICA2DOT) - Algılama Devre Ünitesi (MTS310/510/300) - Programlama ve Seri Arayüz Ünitesi (MIB510)

Algılama Devre Üniteleri Algılayıcı devre kartlarımızın özellikleri: - ışık ve ısı algılayıcıları - 2-eksen ivmemetre - 2-eksen manyetometre - ses ünitesi (sounder) - mikrofon

İşleme/Radyo Ünitesi Bu ünitelerin asıl görevi alınan verilerin işlenmesi ve radyo frekansı aracılığıyla diğer algılayıcılara aktarılmasıdır. Teknik özellikleri: - 128 kb programlanabilir hafıza - 7.37 Mhz işlemci (TinyOS işletim sistemi koşan) - 915 Mhz’de çalışan iletim (transmission) birimi

TAA’da enerji tüketimi Güç kullanım şeması: Enerji tüketimini azaltma yolları - Çalışırlık oranını değiştirerek (duty-cycle) mümkün olduğunca uyutmak - İletim gücü seviyesini değiştirme(Transmission power level)

TAA’da enerji tüketimi-2 Çalışırlık Oranı(Duty-Cycle) Şeması: Mod 0: 100% 42.93 paket/sn 12.364 kbps Mod 1: 35.5% 19.69 paket/sn 5.671 kbps Mod 2: 11.5% 8.64 paket/sn 2.488 kbps Mod 3: 7.53% 6.03 paket/sn 1.737 kbps Mod 4: 5.61% 4.64 paket/sn 1.336 kbps Mod 5: 2.22% 1.94 paket/sn 0.559 kbps Mod 6: 1.00% 0.89 paket/sn 0.258 kbps

Sorgu Tabanlı Telsiz Algılayıcı Ağları Algılayıcılara komutlar, sorgular verebildiğimiz bir ağ sistemidir. Amaç, değişen ortam koşullarına ayak uydurabilecek dinamik bir ağ kurmaktır. İki örnek komut çeşidi: 1) Algılanacak parametreyi belirlemeye yönelik komutlar. Ör: Sıcaklık, ışık, vs. 2) Paket yollama rutinlerini değiştirmeye yönelik komutlar.

Sorgu Tabanlı Telsiz Algılayıcı Ağları Çalışma Prensibi: - Komutlar ana bilgisayardan verilir. - Verilen komut baz istasyonuna gider, buradan ağdaki algılayıcılara genelde tüme-iletim (broadcast) yöntemi ile dağıtılır. - Komutu alan algılayıcılar komut paketini açarlar ve işlemcileri vasıtasıyla komutun içeriğini yorumlayıp gerekli işlemi yaparlar. - İstenen sonuç baz istasyonuna geri döndürülür.

Literatürdeki Sorgu Tabanlı TAA Çalışmaları Örnekler: 1) Yapı sağlamlığı kontrolü: Binanın çeşitli kritik noktalarına yerleştirilen algılayıcılar binanın zorlanma oranı, titreşim miktarı gibi parametreleri ölçer. ‘Ölçümü durdur’, ‘yeniden ölçüme başla’ gibi güç yönetimine yönelik komutlar verilmektedir. 2) Tarım uygulamaları: Nem, sıcaklık, asidite gibi değişik ölçüm parametrelerini seçmeye yönelik komutlar verilir. Böylece sadece istediğimiz bilgiyi toplar, enerji tasarrufu yapmış oluruz.

Literatürdeki Çalışmalar Başarılanlar: - Paket yollama sıklığını ayarlayan komutlar. - Algılama parametresi değiştirme komutları. - Uyuma, uyanma komutları. Eksiklikler: - Eşik değer bazlı algılama komutları. - Güç yönetimini düzenleyen komutlar. - Tüm bu sayılan komutların tek bir uygulamada birleştirilmesi.

NETLAB Sorgu Tabanlı Telsiz Algılayıcı Ağ Uygulaması Algılayıcılar üzerinde tam kontrol sağlamaya yönelik sorgu tabanlı bir uygulamadır. Tanımlanan Komutlar: 1) “Veri paketlerini belirtilen zaman aralığıyla yolla”. 2) “Veri paketini (Ölçüt,Eşik değer,Alt/Üst yönü) ile belirlenen eşik değere göre yolla”. 3) “Güç yönetimi yapmaya başla(verilen ‘mod’ parametresine göre)”. 4) “Algılama ve paket yollama işlemlerini durdur”.

Uygulamamız Paket yapısını yollayacağımız komutların içeriğini kapsayabilecek şekilde değiştirdik: typedef struct SurgeCmdMsg { uint16_t sıklık ; //İlk bit ‘dur’ uint8_t ölçüt ; uint16_t eşik_değer; //İlk bit ‘yön’ uint8_t mod; } __attribute__ ((packed)) SurgeCmdMsg Komut tipi, parametrelerin aldıkları değerlerden anlaşılmaktadır.

Uygulamamız Ağa paketleri yollamak amacıyla bir program yazıldı.

Uygulamamız

Uygulamamız

Uygulamamız

Teşekkür ederiz. Sorular ?