Infokommunikáció a közlekedésben (VITMJV27)

Hasonló dokumentumok
BWA Broadband Wireless Access - szélessávú vezetéknélküli hozzáférés

2011. május 19., Budapest BLUETOOTH HÁLÓZAT

Bluetooth mérési útmutató 1. mérés

Zigbee: vezeték nélküli komplex szenzorhálózatok gyorsan, olcsón, hatékonyan

Hálózati alapismeretek

Alacsony fogyasztású IoT rádiós technológiák

BWA- Broadband Wireless Accessszélessávú vezetéknélküli hozzáférés

Szenzorkommunikációs lehetőségek az IoT világában. Dr. Fehér Gábor BME Távközlési és Médiainformatikai Egyetem

TxBlock-USB Érzékelőfejbe építhető hőmérséklet távadó

Intelligens Közlekedési Rendszerek 2

Kommunikációs rendszerek programozása. Wireless LAN hálózatok (WLAN)

Szenzorhálózatok Fizikai réteg ( ) Vidács Attila Távközlési és Médiainformatikai Tanszék I.B.228, T:19-25,

Adatátviteli eszközök

Moore & more than Moore

Programozó- készülék Kezelőkozol RT óra (pl. PC) Digitális bemenetek ROM memória Digitális kimenetek RAM memória Analóg bemenet Analóg kimenet

QALCOSONIC HEAT 2 ULTRAHANGOS HŰTÉSI- ÉS FŰTÉSI HŐMENNYISÉGMÉRŐ

TxRail-USB Hőmérséklet távadó

BT-R820 Használati utasítás BT-R820 Wireless GPS Egység Használati utasítás Dátum: Szeptember, 2006 Verzió: 1.1

RAY MECHANIKUS KOMPAKT HŐMENNYISÉGMÉRŐ

Wi-Fi alapok. Speciális hálózati technológiák. Date

Multi-20 modul. Felhasználói dokumentáció 1.1. Készítette: Parrag László. Jóváhagyta: Rubin Informatikai Zrt.

Szenzorok megismerése Érzékelők használata

A Zigbee technológia

Procontrol RFP-3. Műszaki adatlap. Rádiótransceiver / kontroller 433 vagy 868 MHz-re, felcsavarható SMA gumiantennával. Verzió:

Iványi László ARM programozás. Szabó Béla 8.Óra Bluetooth 4.0 elmélete, felépítése

Billentyűzet. Csatlakozók: A billentyűzetet kétféle csatlakozóval szerelhetik. 5 pólusú DIN (AT vagy XT billentyűzet csatlakozó),

Mi ez? zadban. Area Network) specifikáci ket. (Personal. max.

Hálózatok Rétegei. Számítógépes Hálózatok és Internet Eszközök. TCP/IP-Rétegmodell. Az Internet rétegei - TCP/IP-rétegek

Számítógépes Hálózatok és Internet Eszközök

SYS700-PLM Power Line Monitor modul DDC rendszerelemek, DIALOG-III család

WiFi-s adatgyűjtő rendszer

Betekintés a gépek állapot felügyeletére kifejlesztett DAQ rendszerbe

Mérés és adatgyűjtés

ANC-S SD-NAVI HIBAELHÁRÍTÁSI ELJÁRÁSA (1.00 verzió) Áttekintés és lábkiosztás A FŐKAPCSOLÓ EGYÁLTALÁN NEM MŰKÖDIK (nincs hang és nincs kijelzés)

UWB. Bevezetés Elmélet Alkalmazások

Mérési útmutató a Mobil infokommunikáció laboratórium 1. méréseihez

Roger UT-2. Kommunikációs interfész V3.0

Vezeték nélküli M-Bus (Wireless M-Bus) modulok MULTICAL 403 és 603-hoz

Kábel nélküli hálózatok. Agrárinformatikai Nyári Egyetem Gödöllő 2004

Wireless M-Bus, C mód modul MULTICAL 402 fogyasztásmérőkhöz Adatlap

Hiszterézis: Egy rendszer kimenete nem csak az aktuális állapottól függ, hanem az állapotváltozás aktuális irányától is.

Verzió: PROCONTROL ELECTRONICS LTD

INVERSE MULTIPLEXER RACK

Járműinformatika Multimédiás buszrendszerek (MOST, D2B és Bluetooth) 4. Óra

Kezdőlap > Termékek > Szabályozó rendszerek > EASYLAB és TCU-LON-II szabályozó rendszer LABCONTROL > Érzékelő rendszerek > Típus DS-TRD-01

Szenzorhálózatok IEEE ZigBee Jövő, kitekintés ( )

Az LTE. és a HSPA lehetőségei. Cser Gábor Magyar Telekom/Rádiós hozzáférés tervezési ágazat

M2037IAQ-CO - Adatlap

IoT rendszerek kommunikációs megoldásai vitmav22

Markerek jól felismerhetőek, elkülöníthetők a környezettől Korlátos hiba

RFP-RFM. Procontrol RFP-RFM. Rádiótransceiver/ kontroller 433 vagy 868 MHz-re, SMA antenna csatlakozóval. Műszaki adatlap. Verzió:

GROSENS. Lehetőség a precíz öntözésre.

EDC kommunikációs modul

Informatikai eszközök fizikai alapjai Lovász Béla

RAY MECHANIKUS KOMPAKT HŐMENNYISÉGMÉRŐ. 4 Kompakt, mechanikus hőmennyiségmérő, számlázási adatok rögzítésére fűtési és kombinált rendszerekben

Időjárásállomás külső érzékelőjétől érkező rádiójel feldolgozása

DOCSIS és MOBIL békés egymás mellett élése Putz József Kábel Konvergencia Konferencia 2018.

Mérés és adatgyűjtés

- a korábbi jól bevált sorozat típusok a következők voltak: POK-F-DO illetve POK-T-DO

BEÁGYAZOTT RENDSZEREK TERVEZÉSE UDP csomag küldése és fogadása beágyazott rendszerrel példa

Rádiókommunikációval is Az adatokat szabad rádiófrekvencián sugározza az őt lekérdező AQUADAT készüléknek.

SPECIÁLIS CÉLÚ HÁLÓZATI

RFID-val támogatott eszközleltár

Ultrahangos hőmennyiségmérők fűtés távleolvasással

Rádió frekvenciás leolvasó rendszer M Bus gyűjtővel. M Bus rendszerű vízmérő leolvasó rendszer

MOBIL ÉS VEZETÉK NÉLKÜLI BMEVIHIMA07 HÁLÓZATOK. 5. előadás. Gódor Győző, Fazekas Péter

Yottacontrol I/O modulok beállítási segédlet

COMPEX WLM200NX n a/b/g dual-band vezetéknélküli minipci modul

ROG4K. EM210 fogyasztásmérő áramérzékelő ( A) Előnyök. Leírás

AGSMHÁLÓZATA TOVÁBBFEJLESZTÉSE A NAGYOBB

I 2 C, SPI, I 2 S, USB, PWM, UART, IrDA

CORONA ER TÖBBSUGARAS ELEKTRONIKUS VÍZMÉRŐ

OMRON FOTOELEKTROMOS KAPCSOLÓK E3X-DA-N

A töltőfolyadék térfogatváltozása alapján, egy viszonyítási skála segítségével határozható meg a hőmérséklet.

Irányító és kommunikációs rendszerek III. Előadás 13

Ethernet/IP címzés - gyakorlat

Számítógépes Hálózatok. 4. gyakorlat

1/9. Sunell IP kamerák webes felületének használati útmutatója. Élő kép (Live Video)

Autóipari beágyazott rendszerek. A kommunikáció alapjai

A LEGO Mindstorms EV3 programozása

Kontakt/nem kontakt AC/DC feszültség teszter. AC: V, DC: 1,5-36V

MŰSZAKI LEÍRÁS Az I. részhez

DMS 70. Digitális Vezetéknélküli Mikrofonrendszer. Digitális Vezetéknélküli Mikrofonrendszer

HSS60 ( ) típusú léptetőmotor meghajtó

62. MEE Vándorgyűlés, Síófok 2015 Szetember Csernoch Viktor, ABB Components. Vacuum Tap-Changers Minősítése

HYDRUS ULTRAHANGOS VÍZMÉRŐ

MSP430 programozás Energia környezetben. Kitekintés, további lehetőségek

TELE-OPERATOR UTS v.14 Field IPTV műszer. Adatlap

E3X-DA-N FOTOELEKTROMOS KAPCSOLÓ OMRON

Mérőerősítőkről. Borbás s Lajos

Bluetooth és a GPS technológia bemutatása. Készítette: Szentesi Szabolcs Neptun kód: DUOQTK

Cég név: Készítette: Telefon: Fax: Dátum:

Számítógép hálózatok gyakorlat

Szenzorhálózatok és alkalmazásaik. Bevezetés

E Y E Z O N E B1080PX-3 BEMUTATÁS

WDS 4510 adatátviteli adó-vevő

H I T & MISS TARGET Használati utasítás

Mérés és adatgyűjtés

Intelligens és összetett szenzorok

Légsebesség-térfogatáram-páratartalommérő VT 210 M. VT210 + SFC300 hődrótos érzékelő (légsebességhőmérséklet)

Átírás:

Infokommunikáció a közlekedésben (VITMJV27) Vidács Attila Távközlési és Médiainformatikai Tsz. I.B.228, T:19-25, vidacs@tmit.bme.hu

Tartalom - 11/04/05 Bluetooth Bluetooth kontra ZigBee Érzékelés, szenzorok definíciója Szenzortípusok 2

Mi a Bluetooth? A Bluetooth egy hálózati és vezeték-kiváltó rádiós technológia. IEEE 802.15.1 szabvány alacsony fogyasztás, rövid hatósugár, alacsony árú adóvevő mikrochip

Miért jó nekünk? Autón belüli kommunikáció GPS és PDA/fedélzeti számítógép között Fedélzeti számítógép és headset/pda között Telefon és autó hifi között

Megcélzott alkalmazási terület

IEEE 802.15 WG for WPAN (ism.) Személyi hálózatok (PAN) és rövid távolságú vezetéknélküli hálózatok szabványosítása. Hordozható, mobil eszközök (pl. PDA, mobiltelefon, PC, személyhívó,...) vezetéknélküli hálózata. Együttműködés, egymás mellett élés. Task Groups 802.15.TG1: Bluetooth WPAN 802.15.TG2: Coexistence TG WPAN (802.15) és WLAN (802.11) együttélése Modell a kölcsönös interferencia számszerű meghatározására 802.15.TG3: High Rate TG >20 Mbps WPAN szabvány (MAC, PHY rétegek) 802.15.TG4: Low Rate (LR) TG Alacsony sebeség, nagyon kis komplexitás, hosszú élettartam

A 802.15.1 Bluetooth helye

Bluetooth alkalmazási területek

Alkalmazási példák Néhány példa a jelenleg használatos eszközökből: mobiltelefonok 2006-ra a telefonok 70%-a rendelkezik ezzel a felülettel mikrofon-fülhallgatók gépkocsi kihangosító készletek nyomtatók még többnyire USB vagy parallel átalakítón keresztül PDA-k beépített Ipaq3870, vagy CF, PCMCIA kártyás megoldás) notebookok PCMCIA vagy USB csatolón keresztül PC-k PCI vagy USB csatolón keresztül billentyűzetek videokamerák (pl. Sony DCR-PC7E)

BT kontra kábel

BT kontra IrDA

BT kontra WiFi

Rádiós hatótávolság Class 1: 100 mw ~100 méter Class 2: 2.5 mw ~20 méter Class 3: 1 mw ~10 méter

Bluetooth név eredete Harald Blåtand király (940-981) Dánia viking királya Az országot egységesítette, bevezette a kereszténységet A viking államok között volt Svédország is, innen a kapcsolat az Ericssonnal (Bluetooth megalkotója)

Történelem Bluetooth Special Interest Group (SIG): Ericsson, Sony Ericsson, IBM, Intel, Toshiba és Nokia Formálisan bejelentve: 1999. május 20-án Ma több mint 8000 vállalat tagja Jelenlegi verziók: Bluetooth Core Specification 3.0 High Speed visszafelé kompatibilis 24 Mbps adatátviteli sebesség (3 Mbps helyett) Protocol Adaptation Layer (PAL) WiFi technológia nagyobb fogyasztás is! Bluetooth 4.0 (2009. december) Tartalmazza a Bluetooth Low Energy (korábbi Wibree) megoldás

Alap működés piconet (1 mester, max 7 aktív szolga)

Hálótzat: scatternet Nagyobb hálózatok (scatternet) alakíthatók ki ún. híd állomások segítségével, amelyek egynél több piconethez is tartoznak időosztásban.

BT protokoll verem Bluetooth Radio a 2,4 GHz-es frekvenciasávban működő rádió adóvevővel szemben támasztott követelményeket (pl. teljesítmény, moduláció, érzékenység) definiálja.

BT protokoll verem Baseband/Link Controller a rendszer tulajdonképpeni fizikai rétegét jelenti. Feladata a fizikai csatorna menedzselése. A felette levő rétegnek nyújtott szolgáltatások: más Bluetooth készülékek keresése, hibajavítás, torlódásvédelem, szinkronizáció, alapvető biztonság.

BT protokoll verem Az LMP (Link Manager Protocol) által küldött PDUk a kapcsolat felépítését, authentikációt, konfigurációt tesznek lehetõvé. A kommunikáló felek ezen protokoll keretein belül veszik fel a kapcsolatot, azonosítják egymást, egyezkednek az egymás közötti kódolásról, jelzik a másik fél felé a kapcsolattípus, -minőség megváltoztatásának szándékát.

BT protokoll verem Az L2CAP (Logical Link Control and Adaptation Protocol) az adatkapcsolati rétegben helyezkedik el. AZ L2CAP implementációjanak képesnek kell lennie protokoll multiplexelésre, csomagtördelésre és összeállításra, a kapcsolat minőségi paramétereinek kontrollására és címzési csoportok kezelésére. A SCO és ACL kapcsolatok közül az L2CAP csak az ACL kapcsolatokat támogatja, így az audiocsatornák a Baseband SCO kapcsolatain futnak.

BT protokoll verem Az SDP (Service Discovery Protocol) feladata az elérhető szolgáltatások felfedezése és ezek jellemzőinek megállapítása. A protokoll alapja a szerverkliens felépítésen alapuló kérésválasz modell. Lehetőség van a környezetben fellelhető szolgáltatások felfedezése mellett konkrét szolgáltatás keresésére is. A szolgáltatás lehet információszolgáltató entitás, valamilyen akció végrehajtása, vagy más entitás viselkedését befolyásoló paraméterek kezelése. Az SDP-nek nagy szerepe van a hálózatok erőforrásmegosztásának támogatásában is.

BT protokoll verem Az RFCOMM protokoll az L2CAP felett soros port(ok) emulációját nyújtja, a Bluetooth szállítási rétegének protokollja. A protokoll maximálisan 60 szimultán kapcsolatot képes biztosítani két Bluetooth eszköz között, a tényleges szám implementációfüggő. Erre a szállítási rétegére épülve számos protokollt alkalmazó készülék használhatja a Bluetooth technológiát: alkalmazható IrDA-val ellátott eszközök (OBEX protokoll), mobil (WAP), illetve vezetékes internetet nyújtó készülékek (IP protokoll) alatt, kiszélesítve a Bluetooth lehetõségeit.

BT fizikai réteg rádió specifikáció Adó (transmitter) 2.4 GHz-s licensz nélküli ISM sávban működik 79 ugrás (hop) frekvencia: f = 2402+k MHz, k= 0,..78. Nominális kimeneti teljesítmény = 0 dbm (1 mw). GFSK és 8DPSK (3 Mbps-ig) moduláció BT alapsáv Szimbólumsebesség = 1 Mbps. (3 Mbps-ig a 2.0-ás verziótól) Réselt csatorna 625 μs-os időréssel (1600 ugrás/mp). Időosztásos duplex (TDD) full-duplex átvitelhez. Támogatja a 64 kbps-os szinkron (hang) csatornát mindkét irányban. Támogatja a 721 kbps-os aszinkron csatornákat (2.1 Mbps a 2.0-ás verziótól) szimmetrikus módban, vagy 432.6 kbps (1.3 Mbps a 2.0-ás verziótól) szimmetrikus módban.

BT alapsáv: fizikai csatorna Ál-véletlen frekvenciaugratásos sorozat 79 frekvenciát használva. Az ugratásos sorozatot (hop sequence) a piconet mester címe határozza meg (48 bit bedrótozva ). A mester a páros résekben kezdi az adást, míg a szolgák a páratlan időrésekben. Csomagok továbbítása 5 rést is elfoglalhat. Minden adáshoz egyetlen frekvencia ugrás (1600 hop/mp) Kétféle link a mester és szolga között: 1. Szinkron, kapcsolat-orientált (SCO és esco nyugtákkal) SCO egy pont-pont kapcsolat. SCO link lefoglal időréseket szabályos intervallumonként. 2. Aszinkron, kapcsolat nélküli (ACL) ACL egy csomagkapcsolt link a mester és a piconet összes szolgája között. A legtöbb alkalmazás ezt használja.

Eszközök összekapcsolása A frekvenciaugratás miatt az eszközök összepárosítása (pairing) bonyolult! Minden kapcsolat mester-szolga viszonyt feltételez. 4 féle kapcsolati csatorna: alap (basic) piconet csatorna mind a 79 csatorna használatban van ritkán használt mód adaptált (adaptive) piconet csatorna redukált csatornaszám (20-79) széles körben használt, adatátvitelre felderítés (inquiry) csatorna eszközök felderítéséhez használt a mester által értesítés (paging) csatorna fizikai kapcsolat kiépítéséhez használt a mester és szolga között

Párosítás (pairing) Eszközök párosításához (összekapcsolásához) használt séma: Általában a felhasználó kezdeményezi az eszközön A Bluetooth link láthatóvá válik a másik eszköz számára Ezután a két eszköz összekapcsolható (passkey) Miután az eszközök párosítása megtörtént, a továbbiakban már automatikusan képesek egymással összekapcsolódni. Természetesen a párosítás bármikor törölhető Bluetooth biztonság (security): nem tárgyaljuk

Felderítés (inquiry) Hatósugáron belüli egyéb egységek felderítéséhez. Az érdeklődő (inquiry) állomás General Inquiry Access Code (GIAC) tartalmú ID csomagokat küld. Az ID csomagokat a GIAC-ból származtatott ugratási sorozattal küldi ki az eszköz. Az felderítő eszköz 2 ID csomagot küld ki különböző frekvencián a páros időrésben, majd a páratlan időrésben várakozik a válaszra. 32 inquiry frekvencia két 16 hosszú részre (A és B vonat train) van osztva. Minden vonat 10 msec hosszú (16 időrés). Egy szkennelő eszköz a 32 inquiry frekvencia egyikére figyel 12.25 msec hosszan legalább egyszer 2.56 másodpercenként. Az ID csomagok A/B vonatait 256-szor ismétli meg.

Értesítés (paging) Csatlakozás ismert (felderített) eszközökhöz. A 32 ugrásos sorozat a felderített eszköz címéből származtatható. A/B vonatok egyszer, 128-szor vagy 256-szor kerülnek kiküldésre a paging módtól függően. Egy felderített eszköz továbbra is végez felderítést (folyamatosan, vagy egyszer 1.28 vagy 2.56 másodpercenként)

Aktív kapcsolat állapota Active (aktív) mód A Bluetooth eszköz figyeli a mester minden küldését. Szolgák, amelyeket nem címeztek meg átaludhatják az átvitelt. Periódikus mester adatküldés a szinkronizációhoz Sniff (szimatoló) mód Az eszközök nem figyelnek a mester minden adatküldésére A mester lekérdezi ezen eszközöket egy spec. sniff időrésben Hold (tartó) mód A mester és a szolga megállapodnak egy intervallumban, amíg a mester nem kérdezi le a szolgát. Pl: Tipikusan ez a mód használatos több piconetben szereplő híd állomás esetében. Park (parkoló) mód A szolga feladja az AM_ADDR(LT_ADDR) címét. Periódikusan figyel egy beacon csomagra a szinkronizációhoz, majd PM_ADDR/AR_ADDR címet használ a parkolás megszűntetéséhez.

Funkcionális áttekintés Standby Piconethez csatlakozásra vár Inquiry Rádióra keres a csatlakozáshoz Page Adott rádióhoz csatlakozik Connected Aktív egy pikonetben (mester vagy szolga) Park/Hold kisfogyasztású, de kapcsolódott

Bluetooth profilok A Bluetooth protokoll verem konfigurációjának leírása különböző típusú alkalmazások esetén Megadja a minimum követelményeket a Bluetooth rétegekkel szemben

Tartalom - 11/04/05 Bluetooth Bluetooth kontra ZigBee Érzékelés, szenzorok definíciója Szenzortípusok 33

Bluetooth kontra ZigBee Versenyzők vagy kiegészítők? Bluetooth a jobb ad-hoc hálózatokhoz eszközök között kéz használata nélküli telefonálás fájl átvitel, grafika, kép megjelenítése de a ZigBee még jobb statikus hálózat esetében sok eszköz esetén amelyek ritkán használtak kis adatcsomagokkal kommunikálnak

Bluetooth kontra ZigBee Teljesítményfelvétel ZigBee: 10mA <==> BT: 100mA Gyártási/előállítási költség (2005-ös adat) ZigBee: 1.1 $ <==> BT: 3 $ Fejlesztési költség Codesize ZB/codesize BT = ½ Érzékenység ZigBee: -92dbm(0,63pW) <==> BT: -82dbm(6,2pW) Rugalmasság (eszközök száma) ZigBee: 65536 (in a mesh) <==> BT: 7 (in a star) Biztonság ZigBee: AES (128bit) <==> BT: SAFER (64/128bit) Késleltetés követelmények ZigBee: opcionáli garantált időrések, BT (is) Hatósugár ZigBee: max 75 m direkt rálátás estén <==> BT: ~10 m

Bluetooth kontra ZigBee Protokoll verem komplexitása: ZigBee Bluetooth

Bluetooth kontra ZigBee Időzítési kérdések: ZigBee új szolga számbavétele = 30 ms (tipikusan) alvás -> ébrenlét átmenet = 15 ms csatornahozzáférési idő = 15 ms Bluetooth új szolga számbavétele => 3 s alvás -> ébrenlét átmenet = 3 s csatornahozzáférési idő = 2 ms A ZigBee protokoll időkritikus alkalmazásokra optimalizált

Bluetooth kontra ZigBee Teljesítményfelvétel: ZigBee 2+ év normál elemről a szolga eszköz teljesítmény-hatékonyságára optimalizált Bluetooth Mobiltelefonhoz hasonló teljesítmény profil (rendszeres töltést igényel)

Bluetooth kontra ZigBee Konklúzió: ZigBee és Bluetooth két külön megoldás két külön alkalmazási területre.

Tartalom - 11/04/05 Bluetooth Bluetooth kontra ZigBee Szenzorok 40

Tartalom - 11/04/05 Bluetooth Bluetooth kontra ZigBee Érzékelés, szenzorok definíciója Szenzortípusok 41

Bevezetés: Szituáció leírása Egy adott szituáció detektálása és leírása nem mindig egyszerű! Egy autó komoly balesetet szenved hamarosan (pl. légzsákok nyitása) Két személy határozatlan abban, hogy mit vásároljanak Valaki alszik a szobában Egy család ebédel

Szenzorok alkalmazása Példa: Valaki alszik a szobában az idősek otthonában Szenzorokat alkalmazhatunk: Mozgásdetektor a szobában (ON/OFF) Súly szenzor az ágy lábain (0-100) Fénymérő (0-100) Ajtó szenzor (nyitva/csukva) Nyomásérzékelő szőnyeg a földön (ON/OFF) Mikrofon a zajszint megállapításához (0-100) Feladat: Megkeresni azt a függvényt, amely a szenzorok mért értékeit mint bemenetet használva megmondja, hogy alszik-e valaki a szobában vagy sem.

Szenzorok alkalmazása (folyt.) Példa: Valaki alszik a szobában az idősek otthonában Megoldandó kérdések: Időben folyamatosan kell megfigyelést végezni Kalibráció (legalább az elején) A függvény a szenzorok és a célszemély viselkedésének függvénye Néhány szenzor nem működik együtt (pl. kiesések) Tanulás egy lehetőség! A rendszer felállítása egyáltalán nem triviális (még egy ilyen látszólag egyszerű esetben sem)

Érzékelés a természetben Senses in nature can not be directly compared to sensors in a technical world. Senses comprise the whole process from the (1)reception of the stimulus, (2)translation from stimulus to signal, (3)signal transport and the (4)processing on several levels. Senses: Vision Hearing Smell Taste Touch Temperature Gravity and acceleration Position and constellation of (body) parts Magnetic fields Electric fields

Figyelmeztetés: vannak korlátok The physical world is a partially observable dynamic system...... sensors are physical devices, and have inherent accuracy and precision limitations

Mi a szenzor? A sensor is a device that converts physical quantities typically to (easily handable) electrical or human readable signals. A sensor is a technological device or biological organ that detects, or senses, a signal or physical condition and chemical compounds. A sensor is an electronic, electrical, micro-mechanic or electromechanical device that responds to a stimulus, such as heat, light, or pressure, and generates a signal that can be measured or interpreted. A sensor is a function of time that returns a value (binary, number,vector, array) dependent on a measured parameter. A sensor has crucial role in most control applications.

Néhány klasszikus szenzor light sensors: photocells, phototransistors, CCDs,.. sound sensors: microphones, seismic sensors temperature sensors: thermometers, thermocouples, thermistors radiation sensors: Geiger counter, dosimeter electrical resistance sensors electrical current sensors electrical voltage sensors electrical power sensors magnetism sensors: magnetic compass, Hall effect device, pressure sensors: barometer,pressure gauge, gas and liquid flow sensors chemical sensors: ph glass electrodes, lambda sensors, motion sensors: speedometer, tachometer, orientation sensors: gyroscope accelerometer, mechanical sensors: switch, straingauge, proximity sensor

Információs szenzorok Sensors that are related to the device or system Examples battery voltage, RSSI, real-time, current packet loss, current power consumption location sensors devices in vicinity

Bio-szenzorok Sensors to measure physiological parameters in humans and animals Towards sensing emotions Example Galvanic skin response Hearth rate Blood pressure Blood oxygen saturation EEG, ECG

Szenzorok jellemzői Accuracy (pontosság) The agreement between the actual value (the input) and the measured value (the output) Resolution (felbontás) The smallest change in measured variable to which the sensor will respond Repeatability (ismételhetőség) Variation of sensor measurements when the same quantity is measured several times Range (tartomány) Upper and lower limits of the variable that can be measured Linearity (linearitás) equal increments in the input should produce equal increments in the output

Tartalom - 11/04/05 Bluetooth Bluetooth kontra ZigBee Érzékelés, szenzorok definíciója Szenzortípusok 52

Sebességmérő A jármű pillanatnyi sebességét méri. Hagyományos sebességmérő autókban: Bowden, amit a végáttétel forgat a sebességváltóban. A sebességmérő két forgó mágnesből áll, az egyik mágnes a bowden köpenyében, a másik a forgó kábelhez rögzítve. Kalibrálni szükséges (pl. kerekek átmérője) Legtöbbször egy kilométerórát is hajt. Modern elektronikus sebességmérő Fordulatszámmérő szenzor elektromos impulzusokat küld Az impulzussorozat frekvenciája átkonvertálható sebességre A sebesség kijelezhető digitális kijelzőn, vagy egy analóg stílusú mutatós eszközön. Az impulzusok leszámlálásával kilométeróra is kapható.

Fordulatszámmérő Tachometer Egy tengely vagy tárcsa fordulatszámát méri (a görög tachos = sebesség és metron = mérés szavakból) fordulatok száma percenként kalibrált analóg vagy digitális kijelzővel Fordulatszámmérő példák: Generátor meghajtásával: inverz motor inkrementális számlálókkal

kilométeróra (odometer) Odometer A jármű által megtett út rögzítése. A görög hodós = út és metron = mérés szavakból Elektronikus vagy mechanikus Mechanikus kilométeróra Precíz fogaskerék áttételek Az utolsó csigakerék hajtja a tized-kilométer számlálót. Minden további helyiértéket egy pöcök fordít tovább.

Gyorsulásmérő Gyorsulás mérésére szolgáló eszköz Gyorsuló tömeg tehetetlenségét mérve MEMS (Micro- Electro-Mechanical Systems) eszközzel: Piezo kristály torzulása, erőmérő kapacitás változás tartókar elmozdulása Piezoelektromos gyorsulásmérő Kristály, amely nyomás hatására töltést bocsájt ki. Gyorsulás következtében a tömeg hatást gyakorol a kristályra, amely ezzel arányos áramot indít meg. A kimenet elektródákkal mérhető

Nyúlásmérő bélyeg Mechanikus alakváltozás ellenállásváltozást okoz. Vékony fém-film felhordva egy szigetelő hordozóra 30 Ohm-tól 3 kohm-ig (alapállapot) Az ellenállás csak néhány százalékkal változik

Kapacitív gyorsulásmérő A B lemez adott tömegű, A és C lemezek között egyenlő távolságban rugókkal rögzített. Gyorsulás/lassulás (pl. fékezés) hatására a B lemez közelebb/távolabb kerül a C lemezhez. Ha B C-hez közelít, a mérhető feszültségérték a két lemez között megnő.

Giroszkóp A giroszkóp irány mérésére (ill. megtartására) szolgál. A perdületmegmaradás törvényén alapszik. Egy forgó eszköz igyekszik megtartani mozgásának irányát az impulzusmomentuma miatt. Az erőhatás következtében fellépő deformáció mérhető (pl. piezoelektromos érzékelőkkel)

Dőlésmérő (tilt sensor) Amint a szenzor megdől, a folyak szintje vízsszintes marad. A folyadék vezetőképes, így az ellenállás két elektróda között arányos lesz a folyadékba merülő rész hosszával. (Elektrolízis kivédésére váltóáramú gerjesztés ajánlott.)

Közelségi szenzor Kapcsolók: fizikai kapcsolatot követel meg, elhasználódhat (kopás) Optikai szenzorok: nem kopik, de elvakítható. Pontos beállítás szükséges, poroskoszos környezetben nem jó Induktív szenzorok: A helyi mágneses erőtérben bekövetkező változás detektálható. (Pl. autók közelsége) Kapacitív szenzorok: A helyi kapacitív viszonyokban bekövetkező változás mérhető nem mágnesezhető anyagok esetében is.

Ultrahangos közelségi szenzor

Lézeres távolságmérő Az adó' (lézerdióda) egy fényfoltot vetít a célra, a visszavert fénysugarat pedig egy optikai lencse egy fényérzékeny szenzorra ( vevő ) gyűjti. A felület egyenetlenségei, anyaga és a dőlésszög kiküszöbölhető DSP alkalmazásával. Zárthurkú szabályozás a kibocsájtott teljesítmény beállításához a vett jel intenzitásának függvényében.

Radar RAdio Detection And Ranging Távoli objektumok detektálása, távolás és sebességmérés. Az adó rádióhullámokat bocsájt ki, amelyek visszaverődnek a célról. A visszavert hullámokat egy érzékelő detektálja, tipikusan az adó pozíciójában. A visszavert rádióhullám tipikusan nagyon gyenge. Bay Zoltán készítette az első megbízható prototípust, megmérte vele a Hold távolságát 1936-ban.

Hőmérséklet mérése Thermistor: thermal + resistor Típusok: NTC-Negative Temperature Coefficient PTC-Positive Temperature Coefficient

Páratartalom mérése Relatív páratartalom mérésére Alapelv: Kapacitív mérések, fém kapacitorok különböző szubsztráton (pl. kerámia, üveg). A dielektrikum polimer anyaga magába szívja a nedvességet a környezet páratartalmával arányosan. A kapacitása változik, ez egy egyszerű áramkörrel mérhető. Általában hőmérővel kombinált a kompenzáció miatt.

Nyomásmérő Egy diafragma két oldalára ható nyomásértékek különbsége mérhető az alakváltozás következtében. Például: Piezoelektromosság elvén Erőmérővel