a mûszerházak fõvárosa BOPLA – a mûszerházak ... - Elektro Net
a mûszerházak fõvárosa BOPLA – a mûszerházak ... - Elektro Net
a mûszerházak fõvárosa BOPLA – a mûszerházak ... - Elektro Net
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
74 info@elektro-net.hu<br />
<strong>Elektro</strong>nikai tervezés<br />
Beágyazott rendszerek és<br />
a rádiós kommunikáció (4. rész)<br />
HEGEDÜS ISTVÁN<br />
Cikksorozatunk elmúlt három részében végignéztük a beágyazott, egychipes<br />
RF-rendszerek technikai és jogi hátterét. A negyedik, egyben utolsó<br />
részben a lehetséges alkalmazások között tallózunk, elsôsorban a legérdekesebbekre<br />
és leghasznosabbakra koncentrálva…<br />
Alkalmazások<br />
A Wi-Fi és a Bluetooth gyakorlati alkalmazásait<br />
jól ismerjük a hétköznapi életbôl.<br />
Ezeket többnyire digitális eszközök<br />
közötti vezeték nélküli adatátvitelre használjuk,<br />
például telefonjainkból számítógépre<br />
töltjük fotóinkat és videóinkat, zenét<br />
töltünk a számítógéprôl a telefonra<br />
vagy más külsô egységre stb. Manapság a<br />
vezeték nélküli számítógépes perifériák is<br />
(pl. egér) elterjedtek a hétköznapi gyakorlatban,<br />
bár ilyen feladatokra ezek a szabványok<br />
nem a legjobbak.<br />
Az alkalmazások legszélesebb és legizgalmasabb<br />
körét a már korábban bemutatott<br />
mote-szemlélet tárja fel (lásd 9. ábra).<br />
A mote-okból minimális energiabefektetéssel<br />
(az egységek elhelyezése a célterületre,<br />
a többi automatikusan, ad-hoc módon zajlik<br />
<strong>–</strong> még kábelezés sem kell) nagyméretû<br />
autonóm hálózatok (pl. adatgyûjtô szenzorhálózatok<br />
vagy távvezérlô-beavatkozó<br />
hálózatok) építhetôk ki. Erre jelenleg a legalkalmasabbak,<br />
a még csak a tervezôasztalokon<br />
ill. a fejlesztés stádiumában lévô<br />
ZigBee-áramkörök. A nagyon kicsi energiafogyasztás<br />
és az ad-hoc hálózatépítés révén<br />
a ZigBee-hálózatok képesek lesznek hoszszú<br />
ideig mûködni bármiféle emberi beavatkozás<br />
szükségessége nélkül.<br />
9. ábra. A Crossbow MICA2DOT mote<br />
([14], [15]). Magában foglalja a multitask<br />
operációs rendszer futtatására alkalmas,<br />
Atmel-gyártmányú processzort,<br />
a rádiós modult és számos érzékelôt.<br />
Átmérôje mindössze 25 mm<br />
A szenzorhálózatok az élet szinte minden<br />
területén alkalmazhatók az egészségügytôl<br />
a hadviselésig. A mai napig is renge-<br />
teg tanulmány látott napvilágot, melyek közül<br />
sokat meg is valósítottak, rendkívül kedvezô<br />
eredménnyel. Ezekbôl szeretnénk<br />
most bemutatni néhányat.<br />
Hadviselés<br />
A technika vívmányait legelôször szinte kivétel<br />
nélkül mindig a hadviselés használja<br />
fel. Nincs ez másképp a szenzorhálózatok<br />
esetében sem, már most számos konkrét<br />
alkalmazást vázoltak fel. Az egyik tanulmány<br />
szerint kiválóan használhatók nagyobb<br />
városok, vagy bármilyen területek<br />
folyamatos megfigyelésére is. A mindenfelé<br />
szétszórt érzékelôk képesek érzékelni<br />
például az ellenséges csapatok mozgását,<br />
vagy akár az eldördült puskalövések hangjából<br />
meghatározhatják a lövések pontos<br />
helyét is. Az adatokat mûholdon keresztül<br />
továbbítani lehet egy megfigyelôközpontba,<br />
ahonnan valós idôben követhetôk nyomon<br />
az események.<br />
Egy másik, sokkal borzalmasabb katonai<br />
felhasználás az ún. okos akna. Ezek a<br />
jól ismert, klasszikus taposóaknákra épülnek,<br />
de azon túl saját mote-okkal szerelik<br />
fel ôket, amelyek kommunikálnak egymással,<br />
és a kibocsátott jelek alapján érzékelik<br />
a közeli aknák pozícióját is. Az aknák felrobbanását<br />
vagy esetleges elmozdítását a<br />
többiek érzékelik, ezzel tulajdonképpen<br />
ugyanúgy monitorozzák az ellenség mozgását,<br />
mint az elôzôleg bemutatott rendszer.<br />
További képességük, hogy önállóan<br />
tudnak mozogni, vagyis elegendô leszórni<br />
ôket egy repülôgéprôl, a célterület egyenletes<br />
befedésérôl már saját maguk gondoskodnak.<br />
Ez akkor is jól jön, ha néhány akna<br />
felrobban, hiszen maguktól át tudnak<br />
rendezôdni úgy, hogy a terület lefedettsége<br />
ismét homogén legyen.<br />
Orvostudomány, virtuális valóság<br />
A pusztítás fejlesztésének további bemutatása<br />
helyett evezzünk inkább békésebb vizekre!<br />
Az orvostudomány szintén komoly<br />
reményeket fûz az autonóm, miniatûr<br />
szenzorhálózatokhoz. Az érzékelôk mére-<br />
2007/4.<br />
te miatt ideálisak az emberi testre (vagy<br />
akár a testbe) való elhelyezésre. Ennek segítségével<br />
monitorozhatók a legkülönfélébb<br />
emberi életfunkciók, a végtagok<br />
mozgása, az egyes emberek hétköznapi<br />
szokásai stb. A gyûjtött adatok interneten<br />
vagy mobiltelefonon keresztül elküldhetôk<br />
a kezelést folytató orvosoknak, akik azokat<br />
kiértékelve személyre szabott, optimális<br />
kezelést tudnak elôírni a beteg számára<br />
anélkül, hogy kórházban kellene tartani<br />
ôket, vagy rendelôben állnának sorba. Továbbá<br />
az évek alatt gyûjtött nagy mennyiségû<br />
adatból új, a mostaninál hatékonyabb<br />
módszerek dolgozhatók ki. Az emberek<br />
monitorozása kiválóan alkalmas<br />
még öregek saját otthonukban való folyamatos<br />
megfigyelésére is.<br />
Különös figyelmet szentelnek a tehetetlenségi<br />
erôkön alapuló ún. inerciális<br />
érzékelôknek. Ezek a mai MEMS-technológia<br />
segítségével integrált formában is létrehozhatók,<br />
egy chipen összefogva az<br />
érzékelôt, a feldolgozóegységet valamint<br />
az adattovábbító kommunikációs (rádiós)<br />
részt. Maga az inerciális érzékelô gyorsulást<br />
mér, amibôl elmozdulás, ezzel pedig<br />
közvetett módon pozíció határozható meg.<br />
A módszer elônye, hogy nem igényel külsô<br />
gerjesztést (mint pl. a mágneses érzékelôk).<br />
Ezekbôl az apró szilíciumdarabkákból<br />
több tucat, sôt akár több száz is felszerelhetô<br />
az emberi, vagy bármilyen mozgó<br />
testre, így rendkívül pontos, valós idejû<br />
mozgáskövetés (motion capture) valósítható<br />
meg anélkül, hogy mozgást korlátozó<br />
kábelek, fedési jelenség, a környezetbôl<br />
származó zavarások stb. okoznának kellemetlenséget<br />
a megfigyelést végzônek<br />
és/vagy a célszemélynek. Az emberi test<br />
mozgásának milliméter-pontosságú megfigyelése<br />
nagyon fontos a gyógyászatban,<br />
mert így könnyebben felismerhetôk a különféle<br />
mozgásszervi elváltozások és<br />
egyéb, ezzel kapcsolatos betegségek.<br />
A mozgáskövetést elôszeretettel alkalmazza<br />
a filmipar is, elsôsorban a valóságban<br />
nem létezô karakterek valóságszerû<br />
létrehozására. A motion capture révén<br />
gyûjtött adatokra „ráhúzott” modellek<br />
ugyanis sokkal életszerûbbek a mozivásznon,<br />
mint a tisztán számítógéppel<br />
létrehozott figurák. További <strong>–</strong> elsôsorban<br />
jövôbeli <strong>–</strong> alkalmazási terület a bemerülô<br />
virtuális valóság, amelynek elengedhetetlen<br />
eleme a mozgáskövetés. A 10. ábra<br />
például egy Bluetooth-modulon keresztül<br />
kommunikáló VR-kesztyût mutat, amely<br />
mintegy 22 érzékelôn keresztül figyeli az<br />
ujjak mozgását. Innen már csak egy lépés<br />
kell a teljes testet befedô, szenzorokkal<br />
borított mozgáskövetô ruháig.<br />
Környezetmonitorozás<br />
Környezetünk megfigyelése rendkívül sok<br />
elembôl áll, és sokkal összetettebb terület,
Change language