Studii Preliminare în Vederea Elaborării Soluțiilor Tehnice Necesare Realizării Sistemelor Mecatronice Mobile Inteligente cu Impact Ecologic Pentru Echipamente Textile

Acronime si abrevieri retele cu protocol IEEE 802.4.5 - ZigBee - 42 -

Obiectivele studiului

I. Analiza tipurilor de structuri de procesare a informatiilor pentru aplicatii mobile si elaborarea solutiilor generalizate pentru sistemele de prelevare si prelucrare de la distanta a datelor specifice parametrilor tehnologici.

II. Studii si solutii tehnice privind integrarea senzorilor si traductorilor in retele wireless

1. Introducere

Tehnologiile de procesare a informatiilor bazate pe computere si comunicatii au permis crearea universului Internet care , pe baza principiilor Open Source au startat un proces in avalansa axat in principal pe dezvoltarea unor aplicatii compuse din parti distincte, standardizate, corect documentate si accesibile . Realizarea obiectelor capabile sa transmita si sa receptioneze mesaje permite abordarea aplicatiilor complexe bazate in principal pe distribuirea activitatilor pe elemente de procesare multiple capabile sa se autoorganizeze in diferite topologii de retea.

Comunicatia dintre acestea fiind posibila a se realiza fara fir este posibila dezvoltarea unor sisteme in care elemntele de procesare pot fi mobile, amplasate inclusiv in zone greu accesibile. Sursele de energie necoventionale precum cele solare sau eoliene ofera solutii de alimentare astfel incit elementele active pot avea autonomie energetica. Universul aplicatiilor mobile a accelerat procesul de integrare a computerelor intr-un singur circuit urmarindu-se simultan performantele sporite de calcul avind insa consumuri cit mai reduse de energie.

Definitiile generala acceptate specifica faptul ca “a microcontroller (MCU) is a device that contains all of the necessary functions of a computer on a single piece of silicon or other semi-conductor material. Functiile includ: Central Processing

Unit-CPU, Read-Write Memory -RAM, nonvolatile program memory (ROM , PROM, EPROM, EEPROM, FLASH), intrari/iesi etc.

Aceste structuri mai pot fi desemnate prin termenii “single-chip computer” sau “microcomputer on a chip”.

Companii precum Texas Instrument, Microchip, Motorola (Freescale) , Intel produc astfel de sisteme avind performante comparabile cu ale unui personal computer fiind insa de citeva sute de ori mai mici si consumind de citeva mii de ori mai putin.

Notiuni precum “Embedded system”, “pervasive computing” . “ubiquitus computing” “ambient inteligence “ reprezinta tocmai tendintele actuale de expansiune a acestor dispozitive in mai toate domeniile cercetarii stiintifice dar si a produselor cotidiene civile sau militare.

2. Tehnologii M2M

Universul sensorilor si a elementelor de actionare precum si cu cel al Internetului conectat cu cel al microcontrolerelor si telefoanelor mobile reprezinta platforma centrala a aplicatiilor de tip M2M . Utilizind ca platforme de dezvoltare software structurile clasice de PC si instrumentele de programare aferente, majoritatea aplicatiilor de tip “embedded Internet:” sint bazate pe programe care ruleaza pe diferite structuri cu microcontrolere la care sint atasati sensori specifici precum si elemente de actionare, ansamblul facind parte din diferite retele wireless.

Expansiunea acestei tehnologii este mult accelerata de noile standarde pentru comunicatii si retele de sensori cunoscute cu denumirile 3G respectiv ZigBee.

O arhitectura generalizata cu principalele componente a acestor aplicatii este reprezentata in figura 1.

Fig.1 Arhitectura M2M-ZigBee

Maturizarea tehnologiilor de transfer a informatiilor a permis extinderea instrumentelor Internet de la faza initiala, orientata mai mult pe transfer fisiere, la o noua etapa in care , pe infrastructura Internet sint vehiculate informatii pentru comanda, controlul si monitorizarea proceselor complexe, de cele mai multe ori distribuite pe arii geografice extinse. Se estimeaza ca noua etapa a tehnologiilor de procesare a informatiilor va consta in principal in posibilitatea conectarii la Internet a unei game complexe de obiecte de tip “smart” – noduri active , prevazute cu sensori si elemente de actionare. Acestea pot executa functii locale cu grade ridicate de complexitate si pot comunica in diferite topologii de retele. Mobilitatea acstora este strins legata de existenta uor standarde pentru comunicatii fara fir. O reprezentare grafica a parametrilor principali ale principalelor tehnologii de transmiere a datelor prin comunicatii radio este reprezentata in figura 2.