Против карт » Новости » Умная пыль

Умная пыль

 (голосов: 6)

Умная пыль

 

А.Н. МАКСИМОВ

Научный руководитель – Л.Н. ПАТРИКЕЕВ, к.т.н., профессор

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ УСТРОЙСТВ ТИПА
«УМНАЯ ПЫЛЬ»

 

В данной статье дается краткий обзор технологий изготовления передатчика в концепции «умной пыли».

Введение. Достижения в нанотехнологиях привели к существенному снижению размеров, энергопотребления и стоимости цифровых схем, беспроводных устройств и микромеханических систем, что, в свою очередь, привело к созданию сверхминиатюрных автономных подвижных узлов сенсорной сети. Такой узел состоит из сенсорного и вычислительного блоков, беспроводного приемопередатчика и источника питания. Недостающими звеньями на пути к созданию гипотетической «умной пыли» остаются прикладной и сетевой уровни.


Умная пыль
Под этим термином понимается множество «пылинок», принципиальная структура которых приведена выше, рассредоточенных в неком объеме и связанных между собой по беспроводному каналу связи. При этом их размер и масса таковы, что они могут удерживаться на лету естественными воздушными потоками, а используемые источники питания позволяют им функционировать в течение длительного времени.


Целесообразно использовать радио-частотный либо оптический канал связи, так как только они удовлетворяют следующим условиям: сверхмаломощная работа, непостоянство окружающей среды, постоянное перемещение узлов сети.


Оптический канал связи. Такие устройства отличает меньшее энергопотребление, высокий коэффициент направленного действия и простота мультиплексирования сигналов от разных узлов. Недостатком является требование к прямой видимости между узлами, а также дороговизна оптических элементов. На рис. 1 приведена схема с оптическим каналом связи.


Радиочастотный канал связи. К несомненным достоинствам относится возможность питания от радиоволн устройства чтения, что позволяет избавиться от батареи в корпусе узла. Технология выпуска сверхвысокочастотных идентификационных радиометок (UHF RFID) уже налажена. Умная пыльДля поставленной задачи стоит лишь объединить эти метки с беспроводными сенсорными сетями (Wireless Sensor Network, WSN) и создать RFID-сенсорные сети (RFID Sensor Networks, RSN). Из недостатков стоит отметить необходимость размещения микрополосковой антенны, для уменьшения которой приходится использовать большую частоту (прибл. 900Мгц и более), что на данном этапе развития технологии связано с большими энергетическими затратами. Также использование радиоканала требует наличия (де)модуляторов, полосовых фильтров и (де)мультиплексоров, дающих свой вклад в энергопотребление и занимаемый объем.


Применения. В зависимости от задействованных технологий «умная пыль» уже сегодня может применяться во многих прикладных задачах: в медицине (движение «пылинок» по сосудам в потоке крови), мониторинге состояния коммуникаций (движение в потоке жидкости и газа в трубах), экологии (комплексный сбор данных об окружающей среде), военной промышленности (обнаружение целей) и многих других.

 

 

 


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий