GENESI: Wireless Sensor Networks for structural monitoring

• Autorzy: O'Flynn B. , Boyle D. , Popovici E. , Magno M. , Petrioli C.

Warianty tytułu

PL

GENESI: Bezprzewodowa sieć sensorów do monitorowania strukturalnego

• Konferencja: 35th International Microelectronics and Packaging IMAPS - IEEE CPMT Poland Conference ; 21-24.09. 2011 ; Gdańsk Sobieszewo, Poland
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The GENESI project has the ambitious goal of bringing WSN technology to the level where it can provide the core of the next generation of systems for structural health monitoring that are long lasting, pervasive and totally distributed and autonomous. This goal requires embracing engineering and scientific challenges never successfully tackled before. Sensor nodes will be redesigned to overcome their current limitations, especially concerning energy storage and provisioning (we need devices with virtually infinite lifetime] and resilience to faults and interferences (for reliability and robustness). New software and protocols will be defined to fully take advantage of the new hardware, providing new paradigms for cross-layer interaction at all layers of the protocol stack and satisfying the requirements of a new concept of Quality of Service QoS) that is application-driven, truly reflecting the end user perspective and expectations. The GENESI project will develop long lasting sensor nodes by combining cutting edge technologies for energy generation from the environment (energy harvesting] and green energy supply (small form factor fuel cells); GENESI will define models for energy harvesting, energy conservation in super-capacitors and supplemental energy availability through fuel cells, in addition to the design of new algorithms and protocols for dynamic allocation of sensing and communication tasks to the sensors. The project team will design communication protocols for large scale heterogeneous wireless sensor/actuator networks with energy-harvesting capabilities and define distributed mechanisms for context assessment and situation awareness. This paper presents an analysis of the GENESI system requirements in order lo achieve the ambitious goals of the project. Extending from the requirements presented, the emergent system specification is discussed with respect to Ihe selection and integration of relevant system compo­nents The resulting integrated system will be evaluated and characterised to ensure that it is capable of satisfying the functional requirements of the project.

PL

Ambitnym celem projektu GENESI jest podniesienie technologii bezprzewodowej sieci czujników na poziom, na którym będzie ona mogła stać się rdzeniem następnej generacji systemów dla strukturalnego monitorowania zdrowia, długowiecznych, wszechobecnych, totalnie rozproszonych i autonomicznych. Ten cel wymaga podjęcia inżynierskich i naukowych wyzwań, którym nigdy dotąd nie stawiano czoła. Węzły sensorowe będą przeprojektowane w celu przełamania bieżących ograniczeń, zwłaszcza pod względem przechowywania i dostarczania energii (potrzebujemy urządzeń o wirtualnie nieskończonym czasie życia), odporności na uszkodzenia i interferencje (dla niezawodnej i krzepkiej pracy). Zdefiniowany zostanie nowy softwer i protokoły aby w pełni wykorzystać możliwości nowego hardweru, dostarczając nowe paradygmaty dla wewnątrz warstwowej interakcji na wszystkich warstwach stosu protokołu spełniając wymagania nowej koncepcji jakości obsługi, zorientowanej na aplikacje, wiernie odzwierciedlającej punkt widzenia i oczekiwania końcowego użytkownika. W ramach projektu GENESI zostaną opracowane długowieczne węzły sensorowe drogą połączenia nowatorskich technologii pozyskiwania energii ze środowiska i zielonych źródeł energii (ogniwa paliwowe o małych wymiarach); w projekcie GENESI zostaną zdefiniowane modele pozyskiwania energii, przechowywania energii w superkondensatorach i dostępności dodatkowej energii za pomocą ogniw paliwowych, jako dodatek do opracowania nowych algorytmów i protokołów dynamicznej alokacji zadań pomiarowych i komunikacyjnych. Zespół projektowy opracuje protokoły komunikacyjne dla wielkoformatowych heterogenicznych bezprzewodowych sieci sensorowych posiadających zdolność pozyskiwania energii i zdefiniuje rozproszone mechanizmy dla oceny kontekstowej i świadomości sytuacyjnej. W artykule zaprezentowano analisę wymagań dla systemu GENESI sformułowanych w celu osiągnięcia ambitnych celów projektu. Wychodząc od prezentowanych wymagań, przedyskutowano kształtujące się specyfikacje systemu względem jego wybranych elementów. Wynikowy system będzie oceniany i charakteryzowany w celu sprawdzenia czy jest zdolny spełnić wymagania funkcjonalne projektu.

Słowa kluczowe

EN

structural health monitoring; Green Wireless Sensor Networks; green energy sources

PL

strukturalne monitorowanie zdrowia; zielone bezprzewodowe sieci sensorowe; odnawialne źródła energii

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 53, nr 1
• Strony: 46--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

O'Flynn B.

autor

Boyle D.

autor

Popovici E.

autor

Magno M.

autor

Petrioli C.

• Clarity CENTRE

Bibliografia

• [1] (2010) GENESI: Green sEnsor NEworks for Structural monitoring [Online]. Available: http://genesi.di.uniroma1.it/
• [2] IEEE 802.15.4: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs) (2003), 3 Park Avenue, New York, USA: IEEE.
• [3] ZigBee Specification v1.0: ZigBee Specification (2005), San Ramon, CA, USA: ZigBee Alliance.
• [4] Hui J., P. Thubert: Compression Format for IPv6 Datagrams over IEEE 802.I5.4-Based Networks. RFC 6282, Internet Eng. Task Force, Sept. 2011.
• [5] (2009) HART Communication Foundation. [Online], Available: http://www.hartcomm.org/
• [6] CC2420 Datasheet. [Online], Available: http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/cc2420.pdf
• [7] Tan Y. K., S. K. Panda: Energy Harvesting from Hybrid Indoor Ambient Light and Thermal Energy Sources for Enhanced Performance of Wireless Sensor Nodes. IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol.58, in-press, 2011.