Apa yang harus dipertimbangkan ketika membangun jaringan sensor nirkabel?

Pertanyaan ini berasal dari pertanyaan yang menanyakan tentang detail spesifik tentang membangun jaringan sensor nirkabel . Saat menjawab pertanyaan, saya ingin berbagi beberapa panduan umum untuk proses perencanaan jaringan sensor nirkabel.

Jadi mari kita pertimbangkan kita ingin membangun penyebaran jaringan sensor nirkabel baru. Apa pendekatan terbaik untuk menghindari kesalahan umum dan kesalahan yang dilakukan orang lain sebelumnya?

Tolong jangan buang waktu Anda dan membuat kesalahan yang sama dengan ratusan kelompok penelitian (termasuk kami) yang dibuat sebelumnya selama beberapa dekade dan hanya membuang beberapa sensor tidak spesifik ke alam liar tanpa mengetahui apa yang Anda benar-benar ingin dapatkan pada akhirnya!

Ada sebuah makalah yang bagus dari tahun 2006 (!) Yang berbagi pengalaman dari penerapan di dunia nyata.

Langendoen, Koen, Aline Baggio, dan Otto Visser. " Murphy mencintai kentang: Pengalaman dari penyebaran jaringan sensor pilot di pertanian presisi. " Simposium Pemrosesan Paralel dan Terdistribusi Internasional ke-20 (IPDPS) 2006.

Bersiaplah untuk itu dan banyak masalah lain yang dapat muncul dan rencanakan ke depan dan fokus pada target Anda!

Anda harus bertanya pada diri sendiri pertanyaan berikut: Mengapa saya ingin membangun penyebaran? Apakah benar-benar data itu sendiri yang ingin saya kumpulkan, apakah saya ingin mengevaluasi dan mengembangkan protokol jaringan atau apakah saya ingin mengembangkan dan menguji perangkat keras baru? Jawabannya menghasilkan jalur yang sangat berbeda:

Saya ingin mendapatkan data!

Dalam hal itu, cobalah untuk mengandalkan praktik yang telah terbukti sebanyak yang Anda bisa. Beli perangkat keras standar, gunakan rumah kelas industri, sediakan baterai lebih banyak dari yang Anda kira perangkat keras Anda butuhkan dan pantau mereka! Gunakan perangkat lunak yang sudah ada dan teruji dengan baik dan jangan membangun semuanya dari awal! Pikirkan hal-hal berikut: Apakah saya benar - benar membutuhkan koneksi nirkabel?

Tentu saja, ada banyak aplikasi di mana Anda benar-benar membutuhkan ratusan pemanenan energi, nirkabel, mengatur diri sendiri dan perangkat kecil. Tetapi hanya menggunakan teknik ini karena mereka keren adalah buang-buang uang dan waktu.

Jika Anda benar-benar ingin mendapatkan data, tidak ada yang lebih membuat frustrasi daripada memperhatikan bahwa hanya untuk hari yang paling menarik, tidak ada data yang tersedia karena air telah menumpuk di perangkat Anda (sudah ada ...).

Saya ingin meningkatkan protokol untuk jaringan sensor nirkabel!

Dalam hal ini, benar-benar fokus pada inti. Saya berbicara tentang protokol jaringan di sini, tetapi sama-sama berlaku untuk semua prosedur dan algoritma lain dalam konteks IoT.

Untuk sebagian besar protokol, tidak peduli apakah mereka mengangkut data dunia nyata atau hanya beberapa pseudo-random noise. Jadi mengapa tidak mengambil jalan yang mudah, membuang sensor Anda dan hanya menghasilkan beberapa data acak? Saya merekomendasikan prosedur berikut:

1. Pikirkan masalah yang ingin Anda pecahkan. Apa pertanyaan penelitian Anda?
2. Baca! Banyak hal telah dilakukan. Banyak konsep telah terbukti baik, banyak yang lain tidak. Memulai dengan protokol jaringan dari awal hanya membuang-buang waktu.
3. Lakukan beberapa evaluasi teoritis. Apakah benar-benar mungkin untuk meningkatkan protokol yang diberikan atau sudah pada batas prinsip? Shannon tidak bisa dibodohi!
4. Lakukan simulasi. Saya menyarankan framework OMNeT ++ / INET, tetapi ada banyak framework di luar sana. Tapi tolong jangan mulai dari awal. Sebagian besar komponen sudah ada untuk kenyamanan Anda. Uji apakah ide-ide Anda bekerja di lingkungan yang dikendalikan dari simulator.
5. Bekerja pada implementasi perangkat keras. Apakah implementasi Anda bekerja setidaknya di meja Anda?
6. Uji di dalam testbed yang sudah ada. Salah satu contoh adalah FIT IoT-LAB . Hal ini memungkinkan Anda untuk menguji implementasi Anda dengan perangkat keras dunia nyata tanpa membebani semua masalah yang timbul dari testbeds buatan sendiri.
7. Sekarang Anda akhirnya dapat merencanakan penyebaran dunia nyata Anda dan menyesuaikannya dengan masalah khusus yang ingin Anda atasi. Sampai sekarang Anda harus memiliki ide yang bagus tentang seberapa padat jaringan Anda, berapa banyak perangkat yang berarti, bagaimana seharusnya didistribusikan, jenis data apa yang harus disediakan dan sebagainya. Lalu buka "Saya ingin mendapatkan data!", Tetapi kali ini data Anda adalah ukuran kinerja yang ingin Anda uji.

Ya, ini masih jauh, tetapi ada siswa melakukan ini selama tesis master enam bulan, sehingga layak dan pasti layak dilakukan! Sudah ada begitu banyak penelitian yang ada di bidang ini sehingga melewatkan langkah tidak membuahkan hasil pada akhirnya.

Saya ingin membangun perangkat keras yang keren!

Jika Anda sebagian besar tertarik untuk membangun perangkat keras yang keren, mulailah dengan bermain-main dengan perangkat keras yang ada. Kemudian pikirkan tentang kekurangan perangkat keras ini dan apa yang bisa diperbaiki. Mungkin Anda hanya ingin membuat perumahan yang bagus dan tahan air dan melihat cara kerjanya dalam praktik.

Anda akan memerlukan beberapa iterasi, jadi mulailah dengan sesuatu yang terlalu besar (misalnya dalam hal RAM atau memori persisten) dan kemudian lepaskan bagian yang tidak perlu di iterasi mendatang. Ini jauh lebih memuaskan daripada mengakui bahwa perangkat lunak yang ingin Anda gunakan hanya 1 KB terlalu besar setelah produksi. Juga, sediakan kemungkinan yang baik untuk debug dan evaluasi perangkat keras Anda.

Bahkan jika Anda tidak memerlukan antarmuka serial atau USB untuk aplikasi akhir, itu banyak mempercepat pengembangan. Jika Anda benar-benar membangun rumah, pasang sensor kelembaban dan pantau terus-menerus, bukan hanya menunggu dan memeriksa secara manual. Jika Anda mengintegrasikan pemanen energi, pantau aliran energi, bahkan jika IC pengukuran daya yang tepat mungkin terlalu besar untuk aplikasi akhir.

Untuk bagian perangkat lunak, andalkan komponen yang ada! Jika Anda membangun testbed karena Anda suka membangun perangkat keras dan Anda tidak benar-benar tahu apa yang harus dilakukan dengannya, terbitkan! Ada banyak orang (lihat di atas) yang bermimpi memiliki akses ke penyebaran dunia nyata, sehingga mereka akan dengan senang hati menyediakan perangkat lunak.