Autonomous Wireless Radar Sensor Mote for Target Material Classification

An autonomous wireless sensor network consisting of different types of sensor modalities is a topic of intense research due to its versatility and portability.These types of autonomous sensor networks commonly include passive sensor nodes such as infrared,acoustic,seismic and magnetic.However,fusion of another active sensor such as Doppler radar in the integrated sensor network may offer powerful capabilities for many different sensing and classification tasks.In this work,we demonstrate the design and implementation of an autonomous wireless sensor network integrating a Doppler sensor into wireless sensor node with commercial off the shelf components.We also investigate the effect of different types of target materials on return radar signal as one of the applications of the newly designed radar-mote network.Usually type of materials can affect the amount of energy reflected back to the source of an electromagnetic wave.We obtain mathematical and simulation models for the reflectivity of different homogeneous non-conducting materials and study the effect of such reflectivity on different types of targets.We validate our simulation results on effect of reflectivity on different types of targets using real toy experiment data collected through our autonomous radar-mote sensor network

Modelação da propagação numa rede de sensores sem fios

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de ComputadoresAs redes de sensores sem fios têm de lidar com todas as adversidades de qualquer rede sem fios. A transmissão de sinais de radiofrequência em ambientes reais está condicionada pelo meio de propagação e por todas as fontes de interferência que possam estar presentes nesse mesmo meio. Pelo facto de ser extremamente dispendioso e moroso implementar uma rede de sensores sem fios, muitas vezes recorre-se a simuladores para testar o comportamento destas redes. Estes simulam o hardware e o ambiente de propagação. Os modelos implementados nos simuladores são modelos simplistas, o que leva a conclusões discrepantes relativamente à propagação dos sinais devido às irregularidades do ambiente de propagação. Esta dissertação visa contribuir para o melhoramento dos modelos de propagação dos simuladores, para que testes efectuados em ambientes virtuais se possam aproximar mais da realidade. Utilizaram-se dispositivos TelosB, que utilizam o rádio CC2420 cuja frequência de sinal é de 2.4GHz, para estudar a propagação dos sinais numa rede de sensores sem fios. Este estudo foi efectuado utilizando um protocolo de acesso ao meio desenvolvido de modo a optimizar os recursos dos nós sensores em caso de mobilidade. O protocolo MMH-MAC tem como objectivo que um nó móvel possa rapidamente sincronizar-se com uma rede estática de sensores. Aquando do desenvolvimento deste protocolo, foram obtidos resultados com base no simulador TOSSIM, que além de simular o ambiente de propagação, simulam também o comportamento dos próprios dispositivos. A implementação no hardware permite a obtenção de resultados mais fiáveis dado que são consideradas todas as limitações que estes dispositivos podem ter. Esta dissertação contempla também o estudo do desempenho do protocolo MMHMAC implementado em dispositivos TelosB.Projecto MPSat, PTDC/EEA-TEL/099074/200

Wireless sensor networks applications and design of a sensor node

Yüksek Lisans Teziİletişim teknolojilerindeki gelişmeler ve ihtiyaçların kablosuz ortama doğru kayması sonucunda günümüzde iletişim yöntemleri, kablosuz iletişim teknolojilerinin üzerine yoğunlaşılmasına neden olmuştur. Son yıllarda iletişim teknolojilerinde en çok gelişme ise Kablosuz Algılayıcı Ağlar üzerinde olduğu görülmektedir. Kablosuz Algılayıcı Ağları diğer ağlara göre farklılıklar göstermektedir. En belirgin özellikleri arasında; diğer kablosuz ağlarda tek taraflı iletişim var iken, veri gönderme veya alma, kablosuz algılayıcı Ağlarda ise çift taraflı iletişim söz konusudur. Ayrıca Kablosuz Algılayıcı Ağlar diğer ağlara göre Akıllı Ağ (Smart Network) sınıfına girmektedir. Bu ağlar; veriyi alma, gönderme ve yorumlama özelliklerine de sahiptirler. Kablosuz Algılayıcı Ağlar ilk zamanlarda özellikle askeri alanda yoğun olarak kullanılmaya başlanmıştır. Buna ek alarak teknolojik gelişmeler ve algılayıcı fiyatlarındaki düşüş nedeniyle sağlık, çevre ve habitat izleme alanında yoğunlaşmıştır. Daha sonra ise Tarım, Endüstri, Trafik, Eğitim gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaya başlamış ve neredeyse bütün sektörlere yayılmıştır. Bu tezde Kablosuz Algılayıcı Ağları'nın geçmişten günümüze kullanım alanları detayları olarak incelenmiştir. Bu inceleme sonuçları sektörel bazda sınıflandırılarak detaylı olarak anlatılmıştır. Bu tezde PIC tabanlı bir Kablosuz Algılayıcı Düğümü tasarlanmıştır. Bu düğüm bir Algılayıcı Düğüm ve bir Ana Düğümden oluşmaktadır. Düğümlerde PIC'ler C dili ile kodlanmıştır. Algılayıcı düğümde sıcaklık algılayıcı kullanılmaktadır. Alınan sıcaklık bilgisi RF aracılığıyla kablosuz olarak Ana Düğüme iletilmektedir. Yapılan düğüm tasarımının veri iletişimi bir insan üzerinde incelenmiştir. Alınan verilerin analizi için bir Seriport Arayüz Programı (Kablosuz Algılayıcı Uygulaması) C# programlama dilinde yazılmış ve verilerin bilgisayar ortamında grafik analizi ve veritabanına kaydedilmesi gerçekleştirilmiştir.AbstractToday communication methods, as a result of the developments and necessities moving towards wireless environment in communication technologies, resulted in focusing on wireless communication technologies. In recent years, a great progress has been seen on wireless sensor networks in communication technologies. Wireless sensor networks show differences compared to other networks. The most distinct features present; while there is a one-sided communication in other networks,whether sending or receiving data, in wireless sensor networks there is a mutual communication. Besides wireless sensor networks are classified in Smart Network class when compared to other networks. These networks have features such as receiving, sending and interpreting the data. In the beginning, wireless sensor networks were intensively used particularly for military use. In addition to this, as a result of the technological developments and decline in the prices of sensors, wireless sensor networks started to be used densely in health, environment and monitoring habitat areas. Later on, they have been widely used in Agriculture, Industry, Traffic and Education and penetrated to nearly all fields. In this thesis, areas of use of Wireless Sensor Networks was examined from past to present in a detailed way. These examination results was put forward via classifying in sectoral basis elaboratively. In this thesis, a PIC based Wireless Sensor Node was designed. This node is composed of a Sensor Node and a Main Node. In the nodes, PIC?s were coded via C. Temperature Detector is used in sensor node. The temperature data is transmitted into Main Node wirelessly via RF. The data communication of node design was examined on a human. A Serial Port Interface Programme (Wireless Sensor Application) was written in C# for the analysis of the data taken and graphical analysis and saving of the data to data base in computer environment was executed