Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Ραδιόφωνα οπισθοσκέδασης με χρήση LimeSDR

Giannakopoulos Konstantinos-Orestis

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζονται δύο εφαρμογές για ασύρματα δίκτυα αισθητήρων βασισμένες στην αρχή της οπισθοσκέδασης ραδιοφωνικών σημάτων, με χρήση του χαμηλού κόστους πομποδέκτη LimeSDR, ελεγχόμενου από λογισμικό. Δύο διαφορετικές αρχιτεκτονικές ασυρμάτων δικτύων μελετώνται. Στην πρώτη εφαρμογή έχει εφαρμοστεί μονοστατική αρχιτεκτονική κατά την οποία ο πομποδέκτης έχει ρυθμιστεί να εκπέμπει το σήμα που φωτίζει τον αισθητήρα και εν συνεχεία να λαμβάνει το ανακλώμενο σήμα που περιέχει την επιθυμητή πληροφορία. Η συγκεκριμένη αρχιτεκτονική σε συνδυασμό με τις δυνατότητες ισχύος εκπομπής του πομποδέκτη (2 dBm ισχύς εκπομπής) κατάφεραν να σημειώσουν μια απόσταση ίση των 9.40 μέτρων στην οποία επετεύχθη επικοινωνία. Με την προσθήκη ενός εξωτερικού ενισχυτή σήματος, η μέγιστη απόσταση αυξήθηκε στα 13.7 μέτρα. Η δεύτερη εφαρμογή παρουσιάζει την σχεδίαση ενός δέκτη για αισθητήρες που εκμεταλλεύονται τα σήματα των ραδιοφωνικών σταθμών ως προσπίπτον σήμα και διαμορφώνουν την πληροφορία τους στο ανακλώμενο σήμα που προκύπτει. Σε αυτή την αρχιτεκτονική η πηγή του σήματος που φωτίζει τους αισθητήρες (κεραίες FM) βρίσκεται περίπου 7 χιλιόμετρα μακριά. Το προσπίπτον σήμα αλλά και το ανακλώμενο, είναι ακουστικά σήματα υπό διαμόρφωση συχνότητας (FM). Ο δέκτης λαμβάνει το ανακλώμενο σήμα, το αποδιαμορφώνει, βρίσκει τη συχνότητα του ακουστικού σήματος που παράγει ο αισθητήρας, με ανάλυση Fourier βασισμένη στο περιοδόγραμμα του σήματος. Η μέγιστη απόσταση μεταξύ δέκτη και αισθητήρων για ρίζα μέσου τετραγωνικού σφάλματος μετρήσεων (RMSE) μικρότερης των 200 Hz, ήταν 7 μέτρα. Οι δύο αυτές εφαρμογές υλοποιούν δίκτυα αισθητήρων χαμηλού κόστους, εκμεταλλεύοντας το γεγονός πως η αρχή της οπισθοσκέδασης ραδιοφωνικών σημάτων έχει χαμηλές απαιτήσεις, τόσο ως προς την κατανάλωση ενέργειας αλλά και ως προς το απαιτούμενο υλικό. Επιπλέον, υλοποιήθηκε μία αυτοσχέδια (adhoc) ασύρματη ζεύξη WiFi για την μεταφορά της πληροφορίας των αισθητήρων, από τον υπολογιστή που είναι συνδεδεμένος ο δέκτης σε έναν κεντρικό κόμβο. Δύο πρωτόκολλα μεταφοράς πακέτων μέσω δικτύου TCP και UDP εξετάσθηκαν ως προς την εμβέλεια κάλυψης. Με το πρωτόκολλο UDP επετεύχθη η μεγαλύτερη εμβέλεια που ήταν περίπου 146 μέτρα. Τέλος, διεξήχθησαν πειράματα σε μετρήσεις υγρασίας εδάφους για να διαπιστωθεί η αποδοτικότητα των συστημάτων.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες