Информационно-измерительная система для мониторинга и анализа энергопотребления беспроводных сенсорных систем

• Автор: Киреев, Александр Олегович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 192 с. : ил.

Содержание

Перечень сокращений и условных обозначений

Введение '
Глава 1 Задачи измерения энергетических характеристик беспроводных сенсорных систем

1.1 Особенности построения беспроводных сенсорных систем (БСС)

1.2 Анализ задач измерения энергетических характеристик БСС

1.3 Математическая модель процесса-энергопотребления типового узла БСС

1.4 Проверка адекватности математической модели процесса энергопотребления типового узла БСС
1.5 Определение требований к разрабатываемой информационноизмерительной системе (ИИС)
Выводы по главе
Глава 2 Многодиапазонный датчик тока для автономных измерительных узлов ИИС
2.1 Особенности процесса энергопотребления узла БСС
2.2 Структура датчика тока автономного измерительного узла ИИС
2.3 Построение и исследование кодоуправляемого сопротивления
2.4 Разработка программно-управляемого измерительного усилителя
Выводы по главе
Глава 3 Построение распределенной ИИС
3.1 Разработка структуры распределенной ИИС
3.2 Построение базового узла ИИС
3.3 Построение автономного измерительного узла (АИУ) ИИС

3.4 Алгоритм измерения и анализа энергетических параметров БСС, реализованный в АИУ ИИС
Выводы по главе
Глава 4 Исследование точностных характеристик АИУ ИИС
4.1 Определение основной погрешности АИУ ИИС
4.2 Определение дополнительной погрешности АИУ ИИС
4.3 Исследование динамической погрешности АИУ ИИС, обусловленной автоматической сменой измерительных диапазонов
4.4 Точностные характеристики действующего макета АИУ ИИС
Выводы по главе
Глава 5 Алгоритмы функционирования радиоканала для распределенной ИИС
5.1 Разработка структурной схемы радиоканала на физическом уровне
5.2 Разработка алгоритмов функционирования радиоканала на уровне доступа к среде передачи данных
5.3 Разработка алгоритмов функционирования радиоканала на сетевом уровне
5.4 Обобщенные характеристики разработанной распределенной ИИС
Выводы по главе
Заключение. Основные результаты и выводы по работе
Библиографический список
Приложение А. Макромодели активных элементов, используемых при схемотехническом моделировании датчика тока'
Приложение Б. Акты о внедрении результатов диссертационной работы
Перечень сокращений и условных обозначений
АИУ — автономный измерительный узел АЦП — аналого-цифровой преобразователь БСС — беспроводная сенсорная система БУ — базовый узел ИИС - информационно-измерительная система ИОН - источник опорного напряжения ИУ — измерительный усилитель ИУЛ - локальный измерительный узел КМОП - комплементарная МОП-структура КОСС - коэффициент ослабления синфазного сигнала КУС — кодоуправляемое сопротивление мзр - младший значащий разряд МК - микроконтроллер МОП - металл-оксид-полупроводник ОУ - операционный усилитель ПрП — приемопередатчик ПЭВМ — персональная электронно-вычислительная машина СБИС — сверхбольшая интегральная схема СОГО - средства охраны гражданских объектов ТК — температурный коэффициент ТКС — температурный коэффициент сопротивления ФНЧ - фильтр нижних частот ХИТ — химический источник тока ЦП - цифровой потенциометр

ния, отводя значимое место тем режимам работы, вклад которых ранее был минимальным (например, режим минимального энергопотребления — режим 15 — определяемый токами утечки интегральных схем).
Следует отметить, что вклад различных энергетических режимов в суммарное энергопотребление узла БСС отличается в зависимости от функционирования узла как оконечного устройства (рис. 1.5) в радиосети или как узла-маршрутизатора (рис. 1.6).
Рис. 1.5. Зависимости относительных значений средних токов потребления узла-маршрутизатора в различных энергетических режимах от скорости передачи данных в радиоканале

I ПО]

30 9600бит/с
119000 бит/с
20 1 50700 бит/с

0 Ш Ш - I Ка — Ш Энергетич.
режим
Рис. 1.6. Зависимости относительных значений средних токов потребления узла БСС в различных энергетических режимах от скорости передачи данных в радиоканале