首页> 外文OA文献 >Applications for wireless sensor networks : tracking with binary proximity sensors
【2h】

Applications for wireless sensor networks : tracking with binary proximity sensors

机译:无线传感器网络的应用:用二进制接近传感器跟踪

代理获取
本网站仅为用户提供外文OA文献查询和代理获取服务,本网站没有原文。下单后我们将采用程序或人工为您竭诚获取高质量的原文,但由于OA文献来源多样且变更频繁,仍可能出现获取不到、文献不完整或与标题不符等情况,如果获取不到我们将提供退款服务。请知悉。

摘要

El interés cada vez mayor por las redes de sensores inalámbricos pueden ser entendido simplemente pensando en lo que esencialmente son: un gran número de pequeños nodos sensores autoalimentados que recogen información o detectan eventos especiales y se comunican de manera inalámbrica, con el objetivo final de entregar sus datos procesados auduna estación base. Los nodos sensores están densamente desplegados dentro del área de interés, se pueden desplegar al azar y tienen capacidad de cooperación. Por lo general, estos dispositivos son pequeños y de bajo costo, de modo que pueden ser producidos y desplegados en gran numero aunque sus recursos en términos de energía, memoria, velocidad de cálculo y ancho de banda están enormemente limitados. Detección, tratamiento y comunicación son tres elementos clave cuya combinación en un pequeño dispositivo permite lograr un gran número de aplicaciones. Las redes de sensores proporcionan oportunidades sin fin, pero al mismo tiempo plantean retos formidables, tales como lograr el máximo rendimiento de una energía que es escasa y por lo general un recurso no renovable. Sin embargo, los recientes avances en la integración a gran escala, integrado de hardware de computación, comunicaciones, y en general, la convergencia de la informática y las comunicaciones, están haciendo de esta tecnología emergente una realidad. Del mismo modo, los avances en la nanotecnología están empezando a hacer que todo gire entorno a las redes de pequeños sensores y actuadores distribuidos.udHay diferentes tipos de sensores tales como sensores de presión, acelerómetros, cámaras, sensores térmicos o un simple micrófono. Supervisan las condiciones presentes en diferentes lugares tales como la temperatura, humedad, el movimiento, la luminosidad, presión, composición del suelo, los niveles de ruido, la presencia o ausencia de ciertos tipos de objetos, los niveles de tensión mecánica sobre objetos adheridos y las características momentáneas tales como la velocidad , la dirección y el tamaño de un objeto, etc. Se comprobara el estado de las Redes Inalámbricas de Sensores y se revisaran los protocolos más famosos. Así mismo, se examinara la identificación por radiofrecuencia (RFID) ya que se está convirtiendo en algo actual y su presencia importante. La RFID tiene un papel crucial que desempeñar en el futuro en el mundo de los negocios y los individuos por igual. El impacto mundial que ha tenido la identificación sin cables está ejerciendo fuertes presiones en la tecnología RFID, los servicios de investigación y desarrollo, desarrollo de normas, el cumplimiento de la seguridad y la privacidad y muchos más. Su potencial económico se ha demostrado en algunos países mientras que otros están simplemente en etapas de planificación o en etapas piloto, pero aun tiene que afianzarse o desarrollarse a través de la modernización de los modelos de negocio y aplicaciones para poder tener un mayor impacto en la sociedad.udLas posibles aplicaciones de redes de sensores son de interés para la mayoría de campos. La monitorización ambiental, la guerra, la educación infantil, la vigilancia, la micro-cirugía y la agricultura son solo unos pocos ejemplos de los muchísimos campos en los que tienen cabida las redes mencionadas anteriormente. Estados Unidos de América es probablemente el país que más ha investigado en esta área por lo que veremos muchas soluciones propuestas provenientes de ese país. Universidades como Berkeley, UCLA (Universidad de California, Los Ángeles) Harvard y empresas como Intel lideran dichas investigaciones. Pero no solo EE.UU. usa e investiga las redes de sensores inalámbricos. La Universidad de Southampton, por ejemplo, está desarrollando una tecnología para monitorear el comportamiento de los glaciares mediante redes de sensores que contribuyen a la investigación fundamental en glaciología y de las redes de sensores inalámbricos. Así mismo, Coalesenses GmbH (Alemania) y Zurich ETH están trabajando en diversas aplicaciones para redes de sensores inalámbricos en numerosas áreas. Una solución española será la elegida para ser examinada más a fondo por ser innovadora, adaptable y polivalente. Este estudio del sensor se ha centrado principalmente en aplicaciones de tráfico, pero no se puede olvidar la lista de más de 50 aplicaciones diferentes que ha sido publicada por la firma creadora de este sensor específico.udEn la actualidad hay muchas tecnologías de vigilancia de vehículos, incluidos los sensores de bucle, cámaras de video, sensores de imagen, sensores infrarrojos, radares de microondas, GPS, etc. El rendimiento es aceptable, pero no suficiente, debido a su limitada cobertura y caros costos de implementación y mantenimiento, especialmente este ultimo. Tienen defectos tales como: línea de visión, baja exactitud, dependen mucho del ambiente y del clima, no se puede realizar trabajos de mantenimiento sin interrumpir las mediciones, la noche puede condicionar muchos de ellos, tienen altos costos de instalación y mantenimiento, etc. Por consiguiente, en las aplicaciones reales de circulación, los datos recibidos son insuficientes o malos en términos de tiempo real debido al escaso número de detectores y su costo. Con el aumento de vehículos en las redes viales urbanas las tecnologías de detección de vehículos se enfrentan a nuevas exigencias. Las redes de sensores inalámbricos son actualmente una de las tecnologías más avanzadas y una revolución en la detección de información remota y en las aplicaciones de recogida. Las perspectivas de aplicación en el sistema inteligente de transporte son muy amplias. Con este fin se ha desarrollado un programa de localización de objetivos y recuento utilizando una red de sensores binarios. Esto permite que el sensor necesite mucha menos energía durante la transmisión de información y que los dispositivos sean más independientes con el fin de tener un mejor control de tráfico. La aplicación se centra en la eficacia de la colaboración de los sensores en el seguimiento más que en los protocolos de comunicación utilizados por los nodos sensores.udLas operaciones de salida y retorno en las vacaciones son un buen ejemplo de por qué es necesario llevar la cuenta de los coches en las carreteras. Para ello se ha desarrollado una simulación en Matlab con el objetivo localizar objetivos y contarlos con una red de sensores binarios. Dicho programa se podría implementar en el sensor que Libelium, la empresa creadora del sensor que se examinara concienzudamente, ha desarrollado. Esto permitiría que el aparato necesitase mucha menos energía durante la transmisión de información y los dispositivos sean más independientes. Los prometedores resultados obtenidos indican que los sensores de proximidad binarios pueden formar la base de una arquitectura robusta para la vigilancia de áreas amplias y para el seguimiento de objetivos. Cuando el movimiento de dichos objetivos es suficientemente suave, no tiene cambios bruscos de trayectoria, el algoritmo ClusterTrack proporciona un rendimiento excelente en términos de identificación y seguimiento de trayectorias los objetos designados como blancos. Este algoritmo podría, por supuesto, ser utilizado para numerosas aplicaciones y se podría seguir esta línea de trabajo para futuras investigaciones. No es sorprendente que las redes de sensores de binarios de proximidad hayan atraído mucha atención últimamente ya que, a pesar de la información mínima de un sensor de proximidad binario proporciona, las redes de este tipo pueden realizar un seguimiento de todo tipo de objetivos con la precisión suficiente.udAbstractudThe increasing interest in wireless sensor networks can be promptly understood simply by thinking about what they essentially are: a large number of small sensing self-powered nodes which gather information or detect special events and communicate in a wireless fashion, with the end goal of handing their processed data to a base station. The sensor nodes are densely deployed inside the phenomenon, they deploy random and have cooperative capabilities.udUsually these devices are small and inexpensive, so that they can be produced and deployed in large numbers, and so their resources in terms of energy, memory, computational speed and bandwidth are severely constrained. Sensing, processing and communication are three key elements whose combination in one tiny device gives rise to a vast number of applications.udSensor networks provide endless opportunities, but at the same time pose formidable challenges, such as the fact that energy is a scarce and usually non-renewable resource.udHowever, recent advances in low power Very Large Scale Integration, embedded computing, communication hardware, and in general, the convergence of computing and communications, are making this emerging technology a reality. Likewise, advances in nanotechnology and Micro Electro-Mechanical Systems are pushing toward networks of tiny distributed sensors and actuators.udThere are different sensors such as pressure, accelerometer, camera, thermal, and microphone.udThey monitor conditions at different locations, such as temperature, humidity, vehicular movement, lightning condition, pressure, soil makeup, noise levels, the presence or absence of certain kinds of objects, mechanical stress levels on attached objects, the current characteristics such as speed, direction and size of an object, etc. The state of Wireless Sensor Networks will be checked and the most famous protocols reviewed. As Radio Frequency Identification (RFID) is becoming extremely present and important nowadays, it will be examined as well. RFID has a crucial role to play in business and for individuals alike going forward. The impact of ‘wireless’ identification is exerting strong pressures in RFID technology and services research and development, standards development, security compliance and privacy, and many more. The economic value is proven in some countries while others are just on the verge of planning or in pilot stages, but the wider spread of usage has yet to take hold or unfold through the modernisation of business models and applications.udPossible applications of sensor networks are of interest to the most diverse fields.udEnvironmental monitoring, warfare, child education, surveillance, micro-surgery, and agriculture are only a few examples. Some real hardware applications in the United States of America will be checked as it is probably the country that has investigated most in this area.udUniversities like Berkeley, UCLA (University of California, Los Angeles) Harvard and enterprises such as Intel are leading those investigations. But not just USA has been using and investigating wireless sensor networks. University of Southampton e.g. is to develop technology to monitor glacier behaviour using sensor networks contributing to fundamental research in glaciology and wireless sensor networks. Coalesenses GmbH (Germany) and ETH Zurich are working in applying wireless sensor networks in many different areas too. A Spanish solution will be the one examined more thoroughly for being innovative, adaptable and multipurpose. This study of the sensor has been focused mainly to traffic applications but it cannot be forgotten the more than 50 different application compilation that has beenudpublished by this specific sensor’s firm.udCurrently there are many vehicle surveillance technologies including loop sensors, video cameras, image sensors, infrared sensors, microwave radar, GPS, etc. The performance is acceptable but not sufficient because of their limited coverage and expensive costs ofudimplementation and maintenance, specially the last one. They have defects such as: line-ofsight, low exactness, depending on environment and weather, cannot perform no-stop work whether daytime or night, high costs for installation and maintenance, etc. Consequently, inudactual traffic applications the received data is insufficient or bad in terms of real-time owed to detector quantity and cost. With the increase of vehicle in urban road networks, the vehicle detection technologies are confronted with new requirements. Wireless sensor network is the state of the art technology and a revolution in remote information sensing and collection applications. It has broad prospect of application in intelligent transportation system. An application for target tracking and counting using a network of binary sensors has been developed. This would allow the appliance to spend much less energy when transmitting information and to make more independent devices in order to have a better traffic control.udThe application is focused on the efficacy of collaborative tracking rather than on the communication protocols used by the sensor nodes.udHoliday crowds are a good case in which it is necessary to keep count of the cars on the roads.udTo this end a Matlab simulation has been produced for target tracking and counting using a network of binary sensors that e.g. could be implemented in Libelium’s solution. Libelium is the enterprise that has developed the sensor that will be deeply examined. This would allow the appliance to spend much less energy when transmitting information and to make more independent devices. The promising results obtained indicate that binary proximity sensors can form the basis for a robust architecture for wide area surveillance and tracking. When the target paths are smooth enough ClusterTrack particle filter algorithm gives excellent performance in terms of identifying and tracking different target trajectories. This algorithm could, of course, be used for different applications and that could be done in future researches.udIt is not surprising that binary proximity sensor networks have attracted a lot of attention lately. Despite the minimal information a binary proximity sensor provides, networks of these sensing modalities can track all kinds of different targets classes accurate enough.
机译:对无线传感器网络日益增长的兴趣可以通过简单地思考它们的本质来理解:大量小型自供电传感器节点,这些节点收集信息或检测特殊事件并进行无线通信,其最终目标是提供您处理后的数据到一个基站。传感器节点密集部署在关注区域内,可以随机部署,并具有协作能力。这些设备通常很小且便宜,因此尽管在功率,内存,计算速度和带宽方面的资源非常有限,但它们可以大量生产和部署。检测,处理和通信是三个关键要素,它们在小型设备中的组合可以实现大量应用。传感器网络提供了无尽的机会,但同时也带来了严峻的挑战,例如利用稀缺的能源(通常是不可再生的资源)实现最佳性能。但是,大规模集成,集成计算,通信硬件以及总体上计算和通信融合的最新进展正在使这一新兴技术成为现实。同样,纳米技术的进步也开始使小型传感器和分布式执行器网络周围的一切旋转,其中有各种类型的传感器,例如压力传感器,加速计,照相机,热传感器或简单的麦克风。它们监视不同地方的状况,例如温度,湿度,运动,光度,压力,土壤成分,噪声水平,某些类型的物体的有无,附着物体上的机械应力水平以及瞬时特性,例如物体的速度,方向和大小等。将检查无线传感器网络的状态,并检查最著名的协议。同样,随着射频识别(RFID)的发展,射频识别(RFID)的使用及其重要性非常重要。 RFID在企业和个人的未来中扮演着至关重要的角色。无线识别对全球的影响正给RFID技术,研发服务,标准制定,安全性和隐私合规性等施加沉重压力。它的经济潜力已在某些国家/地区得到证明,而其他国家/地区仅处于计划或试点阶段,但尚未通过商业模式和应用程序的现代化来巩固或发展,以对业务流程产生更大的影响。社会。ud传感器网络的可能应用是大多数领域所关注的。环境监测,战争,幼儿教育,监视,显微外科和农业只是上述网络所在的许多领域中的几个例子。美利坚合众国可能是该领域调查最多的国家,因此我们将看到该国提出的许多解决方案。诸如伯克利大学,加州大学洛杉矶分校(加利福尼亚大学洛杉矶分校)哈佛大学等大学和英特尔等公司正在领导此类研究。但不仅是美国使用和研究无线传感器网络。例如,南安普敦大学正在开发一种通过传感器网络监测冰川行为的技术,该技术有助于进行冰川学和无线传感器网络的基础研究。同样,Coalensesenses GmbH(德国)和苏黎世ETH在许多领域致力于无线传感器网络的各种应用。我们将选择西班牙的解决方案,以使其具有创新性,适应性和多功能性,从而进行进一步的研究。该传感器的研究主要集中在交通应用上,但是您不能忘记该特定传感器的创建者已发布的50多种不同应用的列表。 ,包括环路传感器,摄像机,图像传感器,红外传感器,微波雷达,GPS等。由于覆盖范围有限以及昂贵的实施和维护成本(尤其是后者),该性能可以接受,但不够。它们具有以下缺点:视线低,精度低,高度依赖于环境和气候,维护工作无法在不中断测量的情况下进行,夜晚可能会影响许多环境,安装和维护成本高等。因此,在实际循环应用中,由于检测器数量少且成本高,实时接收的数据不足或不良。随着城市道路网络中车辆的增加,车辆检测技术面临着新的需求。无线传感器网络是当前最先进的技术之一,并且是远程信息检测和收集应用程序的一场革命。在智能交通系统中的应用前景非常广阔。为此,已经使用二进制传感器网络开发了目标定位和计数程序。这使传感器在信息传输期间需要的能量少得多,并且设备可以更加独立以具有更好的流量控制。该应用程序侧重于传感器协作在跟踪中的有效性,而不是传感器节点所使用的通信协议。 Ud假期出发和返回操作是为什么必须携带道路上的汽车的帐户。为此,已经开发了Matlab仿真,其目的是定位目标并将其与二进制传感器网络配合使用。这样的程序可以在创建经过彻底检查的传感器的公司Libelium开发的传感器中实施。这将允许设备在信息传输期间需要少得多的能量,并且设备可以更加独立。获得的有希望的结果表明,二进制接近传感器可以构成用于广域监视和目标跟踪的强大体系结构的基础。当此类目标的移动足够平滑且没有突然的轨迹变化时,ClusterTrack算法在识别和跟踪指定为目标的对象方面将提供出色的性能。当然,该算法可以用于众多应用,并且可以遵循此工作线进行将来的研究。毫不奇怪,二进制近程传感器网络最近吸引了很多关注,因为尽管二进制近程传感器提供的信息很少,但这种类型的网络仍可以跟踪各种目标。只要仔细考虑一下无线传感器网络的本质,就可以迅速了解它们对无线传感器网络的兴趣:大量小型传感自供电节点,它们收集信息或检测特殊事件并以无线方式进行通信,最终目标是将处理后的数据移交给基站。通常,这些设备体积小且价格便宜,因此可以大量生产和部署,因此它们的资源,能源,内存,计算速度和带宽受到严重限制。传感,处理和通信是三个关键要素,它们结合在一个很小的设备中便产生了广泛的应用 Ud传感器网络提供了无数的机会,但同时也带来了巨大的挑战,例如能源稀缺, ud但是,最近在低功耗超大规模集成,嵌入式计算,通信硬件以及总体上计算和通信的融合方面的进步正在使这种新兴技术成为现实。同样,纳米技术和微机电系统的发展也正在朝着由微型分布的传感器和执行器组成的网络发展。Ud有不同的传感器,例如压力,加速度计,摄像机,热传感器和麦克风。温度,湿度,车辆运动,闪电条件,压力,土壤成分,噪声水平,是否存在某种物体,附着物体上的机械应力等级,当前特性(例如物体的速度,方向和大小)等。将检查无线传感器网络的状态并审查最著名的协议。如今,随着射频识别(RFID)变得极为重要和重要,它也会受到检查。 RFID在企业以及未来个人中都扮演着至关重要的角色。 “无线”识别的影响在RFID技术和服务研发,标准制定,安全合规性和隐私方面施加了巨大压力。, 还有很多。经济价值已在某些国家/地区得到证明,而其他国家/地区刚刚处于计划边缘或处于试点阶段,但是使用的更广泛的普及尚未通过商业模型和应用程序的现代化而得到遏制或展现。 ud传感器网络的可能应用程序 ud环境监测,战争,儿童教育,监视,显微外科和农业只是其中的几个例子。将检查美国的一些实际硬件应用程序,因为这可能是该领域研究最多的国家。 ud伯克利大学,UCLA(加利福尼亚大学洛杉矶分校)等哈佛大学和英特尔等企业在这些领域处于领先地位调查。但是,不仅美国一直在使用和研究无线传感器网络。南安普敦大学致力于开发利用传感器网络监测冰川行为的技术,从而为冰川学和无线传感器网络的基础研究做出贡献。 Coalesenses GmbH(德国)和ETH Zurich也在努力在许多不同领域应用无线传感器网络。西班牙的解决方案将是针对创新,适应性强和多功能性进行更彻底研究的解决方案。这项传感器的研究主要集中于交通应用,但不能忘记该特定传感器公司已发布的50多种不同的应用汇编。 ud当前有许多车辆监视技术,包括回路传感器,摄像机,图像传感器,红外传感器,微波雷达,GPS等。由于其覆盖范围有限且实施和维护成本昂贵,尤其是最后一个,性能尚可,但不足。它们具有以下缺陷:视距,准确性低(取决于环境和天气),无论白天还是黑夜都无法执行不间断工作,安装和维护成本高等。因此,在实际通信应用中,接收到的数据就是由于检测器的数量和成本,实时性不足或不好。随着城市道路网络中车辆的增加,车辆检测技术面临着新的要求。无线传感器网络是最先进的技术,是远程信息感测和收集应用程序的一场革命。在智能交通系统中具有广阔的应用前景。已经开发了使用二进制传感器网络进行目标跟踪和计数的应用程序。这将使设备在传输信息时花费更少的能量,并制造更多独立的设备,从而获得更好的流量控制。 ud该应用程序专注于协作跟踪的功效,而不是传感器节点使用的通信协议。 ud假日人群是一个很好的案例,必须保持道路上的汽车数量。 ud为此,已经产生了Matlab仿真,用于使用二进制传感器网络对目标进行跟踪和计数,例如可以在Libelium的解决方案中实施。 Libelium是开发将被深入检查的传感器的企业。这将使设备在传输信息时花费更少的能量,并制造更多独立的设备。获得的有希望的结果表明,二进制接近传感器可以构成用于广域监视和跟踪的强大体系结构的基础。当目标路径足够平滑时,ClusterTrack粒子过滤器算法在识别和跟踪不同目标轨迹方面可提供出色的性能。当然,该算法可以用于不同的应用,并且可以在将来的研究中使用。 ud毫不奇怪,二进制接近传感器网络最近吸引了很多关注。尽管二进制接近传感器提供的信息很少,但这些感应方式的网络仍可以足够准确地跟踪各种不同的目标类别。

著录项

  • 作者

    Ruiz Fernández Andoni;

  • 作者单位
  • 年度 2012
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类

相似文献

  • 外文文献
  • 中文文献
  • 专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号