Mobile off-line или передача информации полуавтоматическим методом

в 20:47, , рубрики: Без рубрики

Постановка задачи

Всё чаще можно слышать, что Интернет становится «Интернетом вещей». Всё больше устройств подключается к сети и начинают жить по своим собственным (заложенным производителями) законам. Часть этих устройств подключается к сети с помощью проводов, часть — с помощью Wi-Fi, а оставшаяся часть — с помощью 2G/3G/4G мобильных технологий. Если речь идёт о стационарных устройствах, работа которых имеет важное значение, то их, как правило, подключают с помощью проводов (медь, оптика, xDSL). В небольшом радиусе от роутера также часто используется Wi-Fi, ну а если требуется подсоединить к сети транспорт, то здесь, понятно, используется 2G/3G/4G. В качестве примера таких устройств можно назвать холодильники, микроволновки, кофеварки и стиральные машины.

Mobile off line или передача информации полуавтоматическим методом Mobile off line или передача информации полуавтоматическим методом Mobile off line или передача информации полуавтоматическим методом

Я же хотел бы рассмотреть несколько иной случай. Предположим, есть у нас набор датчиков, информация от которых нам достаточно важна, но при этом мы готовы смириться с частичной потерей данных и нас не очень беспокоит их несвоевременная доставка. Например, мы мониторим показания температуры и влажности в лесном массиве. Пусть у нас будет 100 устройств с датчиками. Если мы получим информацию с запозданием в несколько часов — это не так страшно. Если часть устройств выйдет из строя — будем считать, что мы компенсируем этот недостаток слегка избыточным количеством этих самых устройств-датчиков. Давайте рассмотрим ситуацию с экономической точки зрения. Тянуть провода к каждому из устройств — очень затратно. К тому же на поддержку инфраструктуры ежемесячно будут уходить серьёзные суммы (вдруг медведь или кабан кабель порвёт или грибники себе домой утащат). Wi-Fi тоже не выход. Где же взять для такие дальнобойные модули и как их запитать? Можно, конечно монтировать их где то на столбах, но тогда сколько надо заплатить за установку этих самых столбов? Может использовать 2G/3G/4G? Пожалуй вариант, однако, если плотность населения невелика то может там сотовой связи и нет вовсе или она плохая и плюс питание и затраты на сотовую связь помноженные на 100. Так что же выхода нет? Давайте подумаем.

Возможное решение

А что если не бегать за связью, а связь будет бегать за нами, точнее ходить, ездить, летать по определённому маршруту, так чтобы посредством беспроводной связи можно было считывать накопленную информацию с датчиков, накапливать её и передавать куда нужно пусть даже с помощью E-mail?
Прежде всего исходим из того, что датчики потребляют энергии немного, тогда можно использовать обычные солнечные батареи с аккумуляторами, которые днём накапливают энергию, а ночью отдают. Беспроводные модули Wi-Fi сейчас стоят недорого и существуют для Arduino, Raspberry Pi, Cubeitrack и других систем.

Mobile off line или передача информации полуавтоматическим методом Mobile off line или передача информации полуавтоматическим методом Mobile off line или передача информации полуавтоматическим методом

Вот как, на мой взгляд, может выглядеть сценарий передачи информации:

Сценарий устройства с датчиками (клиента)

  • Устройство накапливает показания от датчиков.
  • Параллельно, возможно по расписанию (в целях экономии энергии), идёт мониторинг эфира на наличие сети с определённым SSID.
  • В случае обнаружения заданной сети происходит подключение к ней.
  • Далее идёт передача данных на определённый сетевой порт и, возможно, получение «ЦУ из Центра».
Сценарий устройства-посредника (почтальона)

  • Приложение слушает определённый порт и принимает посылки. Каждая посылка содержит адрес, кому она предназначается и собственно данные. В целях защиты информации её можно шифровать и использовать механизмы аутентификации дабы избежать возможной подмены.
  • При наличии подключения к сети Интернет отправлять письма адресатам или использовать другие протоколы для передачи данных (ftp, http, ...).
  • Возможно также получение обратных сообщений, их загрузка и последующая передача устройствам-клиентам во время следующих сеансов связи.
Сценарий головного устройства (сервера)

  • Просматриваем почту на предмет наличия новых сообщений.
  • Получаем, обрабатываем (добавляем в базу данных).
  • При необходимости генерируем обратные посылки и отправляем их.

Wi-Fi держать всё время включённым нет смысла, можно, как было сказано выше, выходить на сеансы связи по расписанию. Кроме того основная энергия тратится на передачу, а передача начнётся только когда почтальон будет в нашей зоне видимости.

Кто же может быть почтальоном?

  • Автотранспорт, курсирующий по определённому маршруту
  • Дрон
  • Малая авиация
  • Велосипедист
  • Просто человек со смартфоном

Mobile off line или передача информации полуавтоматическим методом Mobile off line или передача информации полуавтоматическим методом Mobile off line или передача информации полуавтоматическим методом Mobile off line или передача информации полуавтоматическим методом Mobile off line или передача информации полуавтоматическим методом

Возможные применения

  • Снятие показаний с приборов учёта (счётчики газа, воды, тепла, электричества). Ходит мужик по подъезду со включенным смартфоном и собирает данные.
  • Датчики, собирающие информацию о ж./д. грузах, автотранспорте и т.д.
  • Сбор и передача информации о радиационном фоне или химических загрязнениях, а также другие характеристики (температура, давление, сила ветра и прочее).
  • Звуковая и фото/видео фиксация определённых событий: правонарушений, наблюдение за местностью, разведдеятельность.
  • Банальная электронная почта в тех глухих местах, где есть движение автотранспорта или летает малая авиация, а Интернета нет (развивающиеся страны).

Необходимый инструментарий

  1. Программа-почтальон для разных операционных систем: Android, iOS, Linux, Windows и др.
  2. Клиентские библиотеки для Arduino-подобных маломощных устройств или устройств на основе Raspberry Pi и др. А также для ноутбучных и десктопных ОС.

В заключение

Думаю многие серъёзные игроки разрабатывают сегодня проекты для расширения доступа в сеть Интернет. В качестве примера можно назвать Google Loon. Тема «Интернета вещей» в ближайшее время будет развиваться.
Собственно, хотелось бы узнать мнение сообщества есть ли смысл в разработке и стандартизации софта для озвученных применений, а также пригласить желающих к участию в данном проекте.

Автор: alekseev_ap

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля