無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )在船只機械監控領(lǐng)域的應用

　　設備安全性

　　另外一個(gè)與環(huán)境相關(guān)的問(wèn)題是設計一個(gè)能裝載Mote 和電池的安全性較高的外殼。Crossbow 在這個(gè)階段的另一個(gè)任務(wù)是開(kāi)發(fā)一套適合BP設備的商用系統?！拔覀兂浞謱W(xué)習了封裝技術(shù)，并且設計出了一款高安全系數且適合工程應用和環(huán)境的的特殊外殼?！盨uh 說(shuō)。

　　如何處理所有數據

　　在項目的最后階段，項目組又面臨一個(gè)嚴峻的問(wèn)題，那就是要想準確地確定機械問(wèn)題的所在，必須獲取大量的震動(dòng)數據并對之進(jìn)行分析。而挑戰在于如何協(xié)調大數據量傳感器監控數據的采集和低速率網(wǎng)絡(luò )傳輸協(xié)議（IEEE 802.15.4）用于Mote 和網(wǎng)關(guān)之間的通信之間的關(guān)系。

　　具體的解決方案是通過(guò)在Mote 上處理大批的數據，來(lái)減少傳輸給網(wǎng)關(guān)的數據量。剛開(kāi)始時(shí)，Mote 用的是8 位的處理器，然而這被證明滿(mǎn)足不了大量數據處理需要的。所以Intel 和Crossbow 采用了Intel 32位的X-Scale 處理器代替原有的8 位處理器。

　　“當你著(zhù)眼于傳感器網(wǎng)絡(luò )應用時(shí)，你會(huì )發(fā)現不同的傳感器會(huì )有不同的數據帶寬范圍要求?！盋rossbow 的Suh 說(shuō)，“在一些實(shí)際應用中，你可能需要通過(guò)一個(gè)的溫度傳感器采集溫度，要獲得數據并不需要太多的處理量。但在這個(gè)項目中，我們使用了高帶寬的震動(dòng)傳感器。我們決定采用比8 位處理器能力更強的微處理器。所以我們采用了32 位微處理器?！?P>　　Intel 進(jìn)一步通過(guò)軟件增強了Mote 的處理性能?！白畹湫偷氖悄憧梢栽贛ote 上作FFT和其它計算來(lái)提取出數據中的頻率特征?！盜ntel 的傳感器網(wǎng)絡(luò )系統總監Ralph Kling 這樣說(shuō)，“為了做一些更高級的處理，我們從Rockwell 獲得了使用其接口IP 知識產(chǎn)權核的許可，并將其在本領(lǐng)域的許多經(jīng)驗算法移植到Mote 上，使Mote 更好地實(shí)施監控。我們的目的是要在網(wǎng)絡(luò )邊界內進(jìn)行大量的數據處理，而不像先前那樣把數據都傳輸回后端的服務(wù)器?！?P>　　Intel 還在網(wǎng)關(guān)上加入了可將數據解析為XML 格式的軟件?！拔覀冇幸惶卓蓪祿M(jìn)行抽象和檢索的基于XML 的數據系統?！盞ling 說(shuō)，“XML是一種通用中間件格式，用在網(wǎng)關(guān)和后端服務(wù)器的數據交換。網(wǎng)關(guān)還提供一個(gè)連接后端Rockwell服務(wù)器的接口并將數據處理成為服務(wù)器可以接受的格式?！?P>　　能量供應

　　在BP開(kāi)發(fā)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )商用系統的過(guò)程中，如何獲得能量，如何利用能量，以及如何確保有足夠的能量等一系列能耗問(wèn)題越來(lái)越被關(guān)注。為了解決這些問(wèn)題，研究小組采用了低功率無(wú)線(xiàn)電IEEE802.15.4 標準，并在Mote 上實(shí)施能量的安全管理模式。

　　此外，對數據的預處理工作減少了數據傳輸量，這也節省了電能的消耗?！拔覀儨p少無(wú)線(xiàn)傳輸量，”Cassar 說(shuō)，“射頻組件會(huì )消耗大部分的電能，而新處理器驚人的處理能力減少了數據量，從而大大提高電池壽命?！?P>　　另一項任務(wù)是電能的獲取?！拔覀冊贚och Rannoch上測試的另一項技術(shù)是獲取機械的振動(dòng)產(chǎn)生的能量，從而把動(dòng)能轉化為電能，”Cassar先生，“我們嘗試了兩種方式，一種是用可充電鋰電池檢驗是否可以完全支持Mote工作。另一種是用可充電的大容量電容器作為儲存媒介。我們認識Mote 的能量獲取方式在這個(gè)項目中扮演著(zhù)重要角色?！?P>　　試驗結果

　　Loch Rannoch 項目實(shí)現了一套用于系統監測和預測維修的高效自動(dòng)數據采集系統。而這些工作以前大都由人來(lái)完成?！安僮魅藛T通過(guò)手持設備，如PDA，就能直接獲得各種轉動(dòng)機器的狀態(tài)監測數據，并同時(shí)檢測一個(gè)加速度讀數?！盋assar 說(shuō)，“以前對于每臺機器，操作員記錄測量?jì)x器的位置并測量幾秒鐘的數據。這是一個(gè)非常乏味的工作，但必須每六到八周，做一次，有時(shí)會(huì )更久些。然而他們每次采集到的數據其實(shí)是十分少的，因為一年才幾次采集數據。我們現在將網(wǎng)絡(luò )設定為每18 小時(shí)采集一次數據。再以不用像以前拿著(zhù)手持設備每8 周去檢測設備，而是每18 小時(shí)自動(dòng)采集一次數據?！?P>　　從Loch Rannoch 項目中獲得的其它經(jīng)驗

　　◆傳感器網(wǎng)絡(luò )可以在惡劣的環(huán)境中很好地工作。

　　◆射頻和網(wǎng)絡(luò )結構的選擇是十分重要的。這兩者都可以提高通信的可靠性。

　　◆先進(jìn)的平臺能很好地配合這種特殊的應用，因為通過(guò)在網(wǎng)絡(luò )邊界內的預處理大幅度降低了數據的傳輸量。