Phát triển mô đun cảm biến

Một phần của tài liệu Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến (Trang 90 - 91)

Cảm biến là lớp đối tượng rất đa dạng về nguyên lý làm việc và phong phú về chủng loại. Mỗi nguyên lý cảm biến có thể ứng dụng tạo ra nhiều loại cảm biến khác nhau. Trong mỗi ứng dụng đo có thể sử dụng nhiều loại cảm biến khác nhau. Việc phát triển thư viện mô đun cảm biến đòi hỏi thu thập các thông số, tham số của các cảm biến có sẵn. Việc phân lớp cảm biến có thể theo các cách khác nhau, phân lớp có thể dựa trên nguyên lý cảm biến, hoặc dựa trên ứng dụng của cảm biến,... Tuy nhiên, việc thiết kế các lớp đối tượng cảm biến nên phân chia tương đối theo ứng dụng của cảm biến để hướng tới sự phù hợp trong ứng dụng thực tế. Mỗi lớp cảm biến sẽ đại diện cho các đối tượng cảm biến có cùng ứng dụng. Sơ đồ lớp cảm biến có thể được triển khai và biểu diễn theo Hình 3.11.

Hình 3.11. Sơ đồ lớp mô đun cảm biến.

Từ giao diện basic_sensor sẽ sinh ra trường cảm biến bao gồm các lớp cảm biến. Mỗi lớp cảm biến đại diện cho một loại cảm biến được ứng dụng đo một đại lượng vật lí như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, nồng độ chất khí,… Từ mỗi lớp cảm biến ứng với mỗi đại lượng vật lí lại triển khai ra thành các lớp con của từng loại cảm biến đo

một đại lượng theo các nguyên lí khác nhau. Tiếp theo, triển khai từng loại cảm biến cùng nguyên lí đo tới các cảm biến với mã hiệu, thông số kĩ thuật cụ thể mà nhà sản xuất công bố.

Ví dụ từ lớp cảm biến đo nhiệt độ (tempt_sensor) sẽ sinh ra các lớp con với các nguyên lý đo nhiệt độ khác nhau như lớp đo nhiệt nguyên lý của nhiệt điện trở (thermistor_sensor), lớp cảm biến đo nhiệt bán dẫn (semi_sensor), hoặc lớp đo nhiệt độ theo nguyên lý cặp nhiệt điện (thermocouple_sensor),… Mỗi lớp này lại sinh ra các lớp cảm biến cụ thể và cuối cùng sẽ triển khai tới các cảm biến với mã hiệu, hãng sản xuất, thông số kỹ thuật cụ thể của từng cảm biến. Chẳng hạn như lớp cảm biến theo nguyên lý hoạt động của nhiệt điện trở sẽ sinh ra các lớp con là lớp cảm biến nhiệt điện trở platin (pt_sensor), lớp cảm biến nhiệt điện trở đồng (cu_sensor), lớp nhiệt điện trở nikel (nikel_sensor). Cuối cùng, mỗi lớp này sẽ định nghĩa các cảm biến cụ thể khác nhau về mã hiệu, hãng sản xuất và thông số kỹ thuật như đối với lớp cảm biến (pt_sensor) sẽ triển khai tới các cảm biến RTD Pt10, RTD Pt50, RTD Pt100, RTD Pt200, RTD Pt1000,... Những mã hiệu cảm biến khác nhau sẽ kèm theo sự khác nhau về thông số kỹ thuật và sẽ được ứng dụng cho các yêu cầu trong bài toán cụ thể.

Nghiên cứu với mục đích thực hiện mô phỏng giám sát quá trình năng lượng, trạng thái năng lượng và mức năng lượng tiêu thụ của nút cảm biến trong mạng, không xem xét kỹ đến khía cạnh đại lượng đo và giá trị tín hiệu đo của cảm biến. Nghiên cứu đã thực hiện với các nút cảm biến như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng để phục vụ mục đích thử nghiệm nền tảng mô phỏng.

Việc xây dựng thư viện sẽ cần phải có dữ liệu rất lớn từ các đối tượng trong thực tế. Luận án xây dựng một thư viện tối thiểu với các đối tượng nhằm phục vụ mục đích nghiên cứu của đề tài như thư viện cho các thành phần nút cảm biến đặc biệt là các thành phần liên quan đến năng lượng, một số giao thức truyền thông và một số nút cảm biến thông dụng đo thông số môi trường như cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng.

Nền tảng cũng đã đưa ra các chức năng hỗ trợ người dùng có thể tự xây dựng các đối tượng mới phù hợp mục đích ứng dụng, qua đó phát triển và hoàn thiện nền tảng hơn.

Một phần của tài liệu Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến (Trang 90 - 91)