PowWow - PowWow

Tento článek je o senzoru mote. Pro další použití viz pow wow (disambiguation).
Hardwarová platforma PowWow

PowWow (Power Optimized Hardware and Software FrameWork for Wireless Motes) je a bezdrátová senzorová síť (WSN) mote vyvinutý týmem Cairn z IRISA /INRIA. Platforma je v současné době založena na IEEE 802.15.4 Standard rádiový vysílač a na MSP430 mikroprocesor. Na rozdíl od jiných dostupných systémů dálkového ovládání nabízí PowWow specifické funkce pro velmi vysokou úroveň energetická účinnost:[1]

Hardware[2]

Hardwarová platforma PowWow se skládá z základní deska včetně MSP430 mikrokontrolér a další dceřiné desky jako je deska rádiového vysílače / přijímače, deska pro společné zpracování a nějaký senzor a sklízeč energie desky.

PowWow synoptic.png

Zpracování základní desky

  • TI MSP430 mikrokontrolér s nízkou spotřebou
  • Verze MSP430F1612, takt 8 MHz
  • 55 kB flash paměť, 5 kB RAM na čipu
  • 330uA při 1 MHz a 2,2 V v aktivním režimu, 1,1uA v pohotovostním režimu
  • Konektory P1, P2 pro rozšíření
  • Rozhraní JTAG, RS232 a I2C

Rozhlasová deska

Rada pro společné zpracování

Desku pro společné zpracování lze přidat k základní desce na konektorech P1, P2. Tato deska poskytuje dynamické škálování napětí a hardwarová akcelerace zvýšit energetickou účinnost sítě.

  • Správa režimu napájení (PMM)
    • Nízkoenergetický programovatelný časovač pro období probuzení
    • MAX6370, 8uA
  • Dynamické škálování napětí a frekvence (DFVS)
    • Programovatelné hodiny
      • LTC6930, 490uA
      • 8 MHz děleno 1 až 128
    • Programovatelný převodník DC / DC
      • TPS62402 / TPS61030
  • Společné zpracování FPGA
    • Igloo FPGA s nízkou spotřebou Actel
    • AGL125: 130 nm, 125 kgates, 32kbits on-chip RAM, 1 kbits Flash, PLL pro správu hodin.
    • Napájecí napětí 0 až 1,65V
    • Spotřeba energie: 2,2 uW, 16 uW, 1 až 30 mW v režimu spánku, zmrazení a běhu
    • např. Dekodér Viterbi pro linkovou vrstvu implementovanou na FPGA spotřebovává 5 mW

Síťování

  • Vrstva MAC: protokol vzorkování preambule

PowWow používá RICER[3] protokol navržený UC Berkeley ke zkrácení času stráveného v režimu příjmu rádia (RX). Tento protokol spočívá v cyklovaném rendez-vous iniciovaném budícím majákem z potenciálních přijímačů. Díky této metodě spí uzly většinu času, a tím šetří energii.

PowWow používá jednoduchý geografický směrovací protokol.

    • Každý uzel má (x, y) souřadnice
    • Další uzel pro přenos chmele je vybrán u sousedů jako nejbližší k cíli

ve smyslu Euklidovská vzdálenost

  • Správa tabulky sousedů
    • Soused je uzel v rádiovém dosahu uzlu
    • Sousedé jsou objeveni při zapnutí a v pravidelném časovém období
  • Režimy přenosu
    • Přenos
      • Přímý přenos do {sousedů}, bez ACK
    • Záplavy
      • Vysílejte pakety do všech síťových uzlů, bez ACK
    • Přímý hop s / bez ACK
      • Přímý přenos na konkrétní sousedy s / bez ACK
    • Robustní multi-hop
      • Víceskokový přenos do konkrétního uzlu v síti
      • Každý hop je s ACK
      • Používá adresu uzlu

Software

Distribuce softwaru PowWow poskytuje API uspořádané do vrstev protokolu (PHY, MAC, LINK, NET a APP). Tento software je založen na Prototyp knihovna Contiki, který poskytuje tok sekvenčního řízení bez složitých stavových strojů nebo úplného vícenásobného zpracování vláken.

  • Efektivita paměti: 6 kB (protokolové vrstvy) + 5 kB (aplikace)
  • Over-the-air přeprogramování (a brzy rekonfigurace)

Vývojové nástroje

Dostupnost

První verze PowWow byla vydána v červenci 2009. PowWow V1 zahrnuje základní desku, desku rádia a software. První prototyp desky pro společné zpracování je aktuálně k dispozici, ale dosud nebyl distribuován. PowWow V2 je ve vývoji.

PowWow se dodává jako open-source hardware a open source software pod licencí GPL.

externí odkazy

Zdroje

  1. ^ O. Berder a O. Sentieys. Powwow: Výkonově optimalizovaný hardwarový / softwarový rámec pro bezdrátové sítě. V Proc. Workshopu o sítích senzorů ultranízkého výkonu (WUPS), společně se Int. Konf. o architektuře výpočetních systémů (ARCS 2010), strany 229–233, Hannover, Německo, únor 2010.
  2. ^ http://powwow.gforge.inria.fr/subpages/Hardware.html
  3. ^ Lin, E.-Y. A., Rabaey, J. M., Wolisz, A.: Energeticky účinná schémata rendez-vous pro husté bezdrátové senzorové sítě. V Proc. IEEE Int. Konf. o komunikacích, Paříž, Francie, červen 2004.
  4. ^ M.M. Alam, O. Berder, D. Menard, T. Anger a O. Sentieys. Hybridní model pro přesnou energetickou analýzu uzlů wsn. Časopis EURASIP o vestavěných systémech, 2011.