«Интеллектуальная сенсорная радиосеть»

Часть 1

Викулова А.В. ст гр 619

 

 

Краткое описание темы: интеллектуальная сенсорная радиосеть предназначается для объединения в единую сеть различных электронных устройств (сенсоров) с целью сбора данных. Примером использования такой сети является обслуживание медицинских приложения, с целью удаленного контроля состояния здоровья. Проектируемая сеть должна предоставлять возможность получать информацию с каждого сенсора и возвращать часть обработанной информации на терминал пациента.

 

Исходные данные к проекту:

·                    Максимальное количество терминалов в сети: 250;

·                    Радиус зоны обслуживания: 200 м (PR=97% покрытие на границе обслуживания);

·                    Количество сенсоров: 10;

·                    Тип местности: помещения, здания;

·                    Вероятность ошибки на бит, не более Pb: 3*10-7;

·                    Мощность излучения подвижной станции Ризл : < 0,05 Вт.

Диапазон частот, вид модуляции выбирается самостоятельно.

 

1.      Постановка задачи и формулирование технических условий функционирования сети.

 

 

1.1. Интерпретация назначения сети в виде произвольного прикладного решения в контексте заданной темы. Формализация телекоммуникационной услуги на основании анализа отношений "пользователь-сеть", схематизация отношений. Задачи терминального оборудования и интерфейса пользователя.

 

За основу построения радиосети можно взять браслеты с сенсорными датчиками, которые будут снимать показания с человека (давление и пульс). Такая аппаратура будет использоваться в стационарном отделении больницы, браслеты надеты на каждого пациента. Таким образом, будет и образована сенсорная сеть. Сенсорная сеть представляет собой множество беспроводных сенсоров, распределенных на определенной территории.

 

Топология сети – «звезда» (Рисунок 1). Источники данных друг с другом не взаимодействуют и передают всю информацию на пост медсестры.

 

 

Рисунок 1. Топология сети.

 

Рассмотрим схему отношения «пользователь-сеть» (Рисунок 2).

Рисунок 2. Схема отношения «пользователь-сеть».

На каждом браслете имеются свои сенсоры, которые позволяют считывать различные параметры здоровья человека. Имеется свой идентификационный номер и место для собранных данных. Через модуль Bluetooth на точку доступа отправляются номер браслета и собранные данные. Затем через модуль WI-FI ТД соединяется с компьютером, который находится на посту.

На ПК имеется журнал пациентов  и соответствующий им браслета, за которым пациент закреплен. И через интерфейс все данные будут выводиться на монитор в доступном и понятном виде.

 

1.2. Пояснение сеанса предоставления телекоммуникационной услуги, выявление ключевых параметров сеанса. Характеристика информационного трафика в прямом и обратном направлениях передачи: вид трафика, производительность или предполагаемый объем сообщений и т.п.. Формализация требований к качеству и условиям предоставления услуги.

 

Так как сеть – интеллектуальная, то она сама будет решать когда ей подавать запросы на считывание данных. Рассмотрим принцип работы интеллектуальной сенсорной радиосети.

Браслет считывает пульс и давление человека. У браслета также имеется свой номер, который указан в базе данных у каждого пациента. В свою очередь на ПК имеется таблица, где прописаны соотношение «возраст-вес-пульс-давление» и база данных ( Рисунок 3), где указываются:

o   ФИО пациента;

o   Идентификационный номер браслета;

o   Номер палаты и койки;

o   Вес, рост, возраст;

o   Давление, пульс и температура нормальные для пациента

o   Диагноз.

Браслет практически постоянно следит за пульсом пациента. Если же пульс стабилен, то   данные на пост будут поступать с периодом в 2-3 часа (средний пульс). В противном случае, если пульс будет показывать некие отклонения от стабильного, то информация немедленно передается на ПК и сравнивается с таблицей и базой данных. Затем с поста подается команда через ТД «снятие давления». Браслет начинается считывать давление пациента. Информация обратно передается на базу данных и опять сравнивается со значениями из таблицы и базы данных пациентов.

Если ПК замечает значительные отклонения от нормы, то на экране появляется уведомление (Рисунок 4), в котором указывается ФИО пациента, палата, койка, текущее давление и пульс. Также предусматривается звуковая сигнализация.

 

  

 

Рисунок 3. База данных.

 

Рисунок 4. Уведомление.

 

1.3.Обоснованный выбор архитектуры радиосети. Разработка многозвеньевой модели сети, описание ключевых звеньев доставки сообщений. Проработка сценария выполнения телекоммуникационной задачи с использованием многозвеньевой модели взаимодействия объектов сети.

 

Так в сети используются 3 элемента, то представим трехзвеньевую модель взаимодействия элементов сети (Рисунок 5).

Рисунок 5. Трехзвеньевая модель.

 

Так как сеть интеллектуальная, то постоянные запросы о выполнении услуги не нужны. С браслетов периодически поступает информация. Только когда произойдет ситуация (рассмотренная выше), только тогда ПК сделает запрос о дополнительной информации. После передача данных опять возобновляется и через определенное время поступает на ПК.

 

1.4.Формулирование и пояснений стратегии поведения сетевых объектов, введенных в п.1.3. Обоснование требований к функциональному составу сетевого терминала и выделенного (командного) узла.

 

Как говорилось ранее,  в сети имеется 3 объекта: ПК, точка доступа и сам браслет. Рассмотрим функциональные схемы каждого объекта.

ПК:

ü  Принимает информацию о пульсе периодически;

ü  Когда пульс выше/ниже нормы, запрашивает давление;

ü  Сверяет полученные данные с таблицей и базой данных;

 

На рисунке 6 представлена функциональная схема ПК.

 

 

 Рисунок 6. Функциональная схема ПК.

 

Точка доступа:

ü  Передает запросы и данные, то есть играет роль ретранслятора.

На рисунке 7 представлена функциональная схема ПК.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 7. Функциональная схема ТД.

Браслет:

ü  Снимает показания;

ü  Передает на ПК данные;

ü  Принимает запросы о съеме дополнительных показаний.

 

На рисунке 8 представлена функциональная схема ПК.

Рисунок 8. Функциональная схема браслета.

 

Библиографический список:

1.      Бакке А.В. – лекции по курсу "Системы и сети связи с подвижными объектами" ;

2.      Гольдштейн Б.С., Кучерявый А.Е. – «Сети связи пост-NGN».