Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8251
Назва: Методи забезпечення електроживлення мобільних сенсорів
Автори: Мартиненко, Сергій Станіславович
Гребенников, Олексій Вячеславович
Ключові слова: безпровідна сенсорна мережа;сенсорні вузли;час життя БСМ;акумуляторна батарея;сонячна панель
Дата публікації: 2022
Короткий огляд (реферат): Метою роботи є дослідження методів забезпечення електроживлення мобільних сенсорів. В роботі проводиться аналіз побудови сенсорних мереж, відмічаються особливості побудови безпровідної сенсорної мережі (БСМ), розкривається архітектура побудова сенсорного вузла та відмічаються перспективи подальшого розвитку БСМ. Для подальшого розвитку бездротових сенсорних мереж важливо вирішити проблему енергоживлення сенсорних вузлів. Найбільш перспективним напрямком є створення довговічних автономних пристроїв із мінімальним споживанням енергії, яка перетворюється із зовнішніх джерел. Використання енергії денного світла дозволяє усунути необхідність частої заміни батарей, зберігаючи при цьому високу частоту вимірювань та передачі даних.
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8251
Розташовується у зібраннях:172 Електронні комунікації та радіотехніка (Телекомунікації)

Файли цього матеріалу:
Файл Опис РозмірФормат 
Б_172_Гребенников_Мартиненко.pdf
  Restricted Access
948.67 kBAdobe PDFПереглянути/Відкрити    Запит копії


Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.

Extracted text
 
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
ФАКУЛЬТЕТ ЕЛЕКТРОННИХ ТЕХНОЛОГІЙ І РОБОТОТЕХНІКИ 
КАФЕДРА РОБОТОТЕХНІЧНИХ І ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМ  
ТА КІБЕРБЕЗПЕКИ 
 
 
Допущений до захисту  
“____”  червня  2022 р. 
Завідувач кафедри РТСК  
д.т.н., професор  
_________  Палагін В.В. 
 
 
 
 
Пояснювальна записка 
до кваліфікаційної роботи 
 бакалавра  
(освітній ступінь) 
 
 
 
на тему: Методи забезпечення електроживлення мобільних сенсорів 
 
 
 
 
Виконав: студент  4  курсу, групи СКТК-208 
спеціальності 
 172 «Телекомунікації та радіотехніка»  
(шифр і назва напряму підготовки, спеціальності) 
 (освітня програма – «Телекомунікації»)  
 Гребенников О.В.  
(прізвище та ініціали) 
Керівник  Мартиненко С.С.  
(прізвище та ініціали) 
Рецензент  Протасов С.Ю.  
(прізвище та ініціали) 
 
 
 
 
 
 
Черкаси – 2022 року 
 
Черкаський державний технологічний університет 
(назва вузу) 
Факультет електронних технологій і робототехніки 
Кафедра Робототехнічних і  телекомунікаційних систем та кібербезпеки 
Освітня програма Телекомунікації 
Спеціальність 172 – «Телекомунікації та радіотехніка» 
  
 ЗАТВЕРДЖУЮ 
 Зав. кафедри РТРС 
 д.т.н., професор Палагін В.В. 
   
 «  »   2022 р. 
 
ЗАВДАННЯ 
на кваліфікаційну роботу здобувачу освітнього ступеня 
«бакалавр» 
(назва ступеня) 
Гребенникову Олексію Вячеславовичу 
(прізвище, ім'я, по батькові) 
1. Тема проекту (роботи) Аналіз та розробка алгоритму маршрутизації в мобільних  
сенсорних мережах. 
затверджена наказом по університету від « 18 » лютого          2021 р. № 58/04 
2. Термін здачі студентом закінченого проекту (роботи) 14 червня 2022 р. 
3. Вихідні дані до проекту (роботи)  
Провести аналіз побудови сучасних сенсорних мереж та визначити особливості::  
- побудови безпровідної сенсорної мережі; 
- архітектури побудови сенсорних вузлів; 
- визначення потужності споживання сенсорними вузлами та визначення часу життя. 
- методів живлення мобільних сенсорів. 
 
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що їх належить 
розробити)_________________________________________________________________________ 
Вступ 1. Аналіз побудови сучасних сенсорних мереж 
2. Час життя та затрати енергоживлення вузлів безпроводових сенсорних мереж  
3. Методи забезпечення живлення мобільних сенсорів   
4. Охорона праці.  
Висновки 
 
 
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)  
 
 
 
 
 
 
 
6. Консультанти з проекту (роботи) із зазначенням розділів проекту, що їх стосуються 
  Підпис, дата 
Розділ Консультант завдання         завдання 
видав прийняв 
 
1. Охорона праці Кожем’якін Олексій Сергійович   
    
    
    
    
    
    
7. Дата видачі завдання 15.01.2022 
Керівник   С.С. Мартиненко 
 (підпис) (ініціали, прізвище) 
Студент   О.В. Гребенников 
 (підпис) (ініціали, прізвище) 
 
Календарний план 
Пор. Назва етапів дипломного                     Термін виконання етапів          Примітка 
№ проекту (роботи) проекту (роботи) 
1. Аналіз завдання на кваліфікаційну   20.01.2022-  
 роботу бакалавра та огляд 31.01.2022  
 літератури   
2. Аналіз побудови сучасних сенсорних  01.02.2022-  
 мереж 20.02.2022  
3. Розрахунок часу життя та затрат  21.02.2022-  
 потужності в безпровідних сенсорних 01.03.2022  
 мережах   
4. Аналіз методів забезпечення живлення  02.03.2022-  
 мобільних сенсорів 20.03.2022  
5. Розробка розділу з охорони праці 16.05.2022-25.05.2022  
6. Оформлення пояснювальної записки 26.05.2022-28.05.2022  
7. Захист дипломної роботи 14.06.2022  
    
 Студент  О.В. Гребенников 
  (підпис)  
 Керівник проекту  С.С. Мартиненко 
  (підпис)  
 
5555555555 
ЗМІСТ 
ВСТУП ................................................................................................................... 5 
1 АНАЛІЗ ПОБУДОВИ СУЧАСНИХ СЕНСОРНИХ МЕРЕЖ .................….7 
1.1 Поняття та структура сенсорної мережі..........................................….8 
1.2  Особливості побудови безпровідної сенсорної мережі (БСМ)…….15 
1.3  Архітектура побудови сенсора ........................................................ 17 
1.4 Перспективи розвитку БСМ  ............................................................. 26 
2 ЧАС ЖИТТЯ ТА ЗАТРАТИ ЕНЕРГОЖИВЛЕННЯ ВУЗЛІВ 
БЕЗПРОВОДОВИХ СЕНСОРНИХ МЕРЕЖ ................................................ 29 
2.1 Час автономної роботи сенсорної мережі.  ...................................... 29 
2.1.1 Час життя кінцевого пристрою БСМ………………………………31 
2.1.2. Час роботи маршрутизатора БСМ ………………………..……….34 
2.2 Способи і методи підвищення автомної роботи БСМ. .………..…..36 
3 МЕТОДИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЖИВЛЕННЯ МОБІЛЬНИХ                   
СЕНСОРІВ .......................................................................................................... 40 
3.1 Акумуляторна батарея……………………………………….………..40 
             3.1.1 Хімічна складова батареї….……………………………..……41 
             3.1.2 Ємність акумулятору, напруга і кількість комірок…..….…..42 
                     3.1.3 Струмовіддача…………………………………………………42 
                     3.1.4 Плата розподілу живлення……………………………………43 
3.2 Самозарядні сенсорні пристрої............................................................44 
3.3 Використання сонячних панелей…………….………………………45 
4 ОХОРОНА ПРАЦІ ........................................................................................... 48 
4.1 Аналіз небезпек та шкідливостей, які виникають у приміщенні             
проектно-технічної лабораторії .......................................................................... 48 
4.2 Модернізація системи комбінованого штучного освітлення........... 53 
4444444444 
 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 
Змн. Арк.  № докум. Підпис Дата 
 Розроб. Гребенников 
 Методи забезпечення Літ. Арк. Аркушів 
 Перевір. Мартиненко 3 63 
електроживлення 
 Реценз.   
 Н. Контр. Мартиненко мобільних сенсорів ЧДТУ 
 Затверд. Палагін В.В Пояснювальна записка 
555555555 
ВИСНОВКИ ……………………………………………………………………...61 
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ ................................................. 62 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 4 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
ВСТУП 
Сенсорні мережі  науки і техніки завдання пов'язані з визначенням 
місця розташування зустрічаються в самих різних областях: морській 
навігації, радіолокації, робототехніці тощо.  
Як показує практика, в даний час отримали розвиток бездротові 
сенсорні мережі. Вони досить інтенсивно розвиваються, удосконалюються і є 
важливою складовою частиною інформаційного суспільства, забезпечуючи 
моніторинг різних промислових, природних, соціальних та ін. процесів. 
Області застосування сенсорних систем охоплюють різні галузі народного 
господарства, медицину, правоохоронні, контрольні і охоронні структури. 
Проведений аналіз існуючих сенсорних мереж показав, що сучасні 
безпроводові сенсорні мережі повинні будуватися за технологіями сучасних 
мереж наступного покоління NGN  та повинні забезпечувати передачу 
різноманітної інформації, починаючи від даних  про стан того чи іншого 
об'єкта або групи об'єктів, до опрацювання  мультимедійної  інформаці,  
забезпечуючи  можливість  передачі як статичних, так і динамічних 
зображень.  
З аналізу архітектури побудови сенсорних мереж можна відмітити, що  
безпроводові сенсорні мережі вміщують сенсорні вузли та лінії зв'язку. 
Сенсорний вузол вміщує датчик, що призначений вимірювання параметрів 
об'єкта моніторингу та прийомопередавача. 
Кількість вузлів в бездротовій сенсорній мережі (БСМ) буде  
визначатися областю застосування та фінансовим обмеженням і може бути 
дуже великою (кілька тисяч і вище). 
 Розрізняють три типи пристроїв СТС: координатор, маршрутизатор і 
кінцевий пристрій. Ці пристрої відрізняються як функціональним 
призначенням так  і відповідно апаратною реалізацією.  
Кожний вузол мережі може містити вбудовані датчики фізичних 
параметрів навколишнього середовища, наприклад, рух, рівень вологості 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 5 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
повітря, світло, температура, тиск тощо, а також мікросхеми для первинної 
обробки інформації та зберігання отриманих даних.  
Час автонономної роботи є важливим показником БСМ. Даний 
показник буде залежати як від енергозберігаючої  роботи складових БСМ, 
так і від джерел живлення, що забезпечують роботу сенсорних вузлів.   
Дана робота присвячена дослідженню бездротових сенсорних мереж, 
що можуть використовуватися в телекомунікації, а також визначенню 
часових і енергетичних показників роботи БСМ 
Предметом дослідження  є способи живлення, що використовуються в 
бездротових сенсорни мережах. 
Задача розробки нових та удосконалення наявних методів методів 
живлення сенсорних вузлів БСМ є досить актуальною задачею на сучасному 
етапі розвитку безпровідних сенсорних мереж, що використовуються в 
телекомунікації. 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 6 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
1 АНАЛІЗ ПОБУДОВИ СУСАСНИХ СЕНСОРНИХ МЕРЕЖ 
 
Бездротові мережі на сьогоднішній день для сучасних 
телекомунікацій є невід'ємною частиною. До переваг бездротового зв’язку 
належать: легкість створення і реструктуризації, мобільність, можливість 
підключення до мережі іншого типу висока швидкість доступу в інтернет 
тощо. Наявність вказаних перваг приводить до збільшення  користувачів 
бездротових технологій. Завдяки перевагам бездротових технологій їхній 
асортимент постійно збільшується на ринку телекомунікаційних послуг.  
Серед різноманіття безпровідних технологій можна проведемо 
порівняння характеристих найбільш вживаних на теперішній час  технологій:  
 
Таблиця 1.1 – Порівняльні характеристики технологій BlueTooth, Wi-
Fi і ZigBee 
Бездротова 
ZigBee  Wi-Fi  Bluetooth  
технологія 
(IEEE 802.15.4) (IEEE 802.11b) (IEEE 802.15.1) 
(стандарт) 
Частотний діапазон 2,4-2,483 ГГц 2,4-2,483 ГГц 2,4-2,483 ГГц 
Пропускна 250 11000 723,1 
здатність, кбіт/с 
Розмір стека 32-64 Більше 1000 Більше 250 
протоколу, кбайт 
Час безперервної 100-1000 0,5-5 1-10 
автономної роботи 
від батареї, дні 
Максимальна 65536 10 7 
кількість вузлів в 
мережі 
Діапазон дії, м 10-100 20-300 10-100 
Галузі застосування Віддалений Передача Заміщення 
моніторинг і мультимедійної дротового 
управління інформації з’єднання 
 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 7 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
Потрібно зауважити, що тієї чи іншої технології буде залежити від 
вимог, що пред'являються до конкретної мережі. До таких критеріїв 
належать: максимальна кількість вузлів в мережі, частотний діапазон, 
служити пропускна здатність, енергоефективність тощо. 
Із порівняльної таблиці видно, що найтриваліша автономна робота від 
батареї при максимальній кількоості вузлів належать мережі з технологією 
ZigBee, яка базується на протоколі стандарту IEEE 802.15.4. Ця технологія  
відома в даний час також як «Бездротові сенсорні мережі (БСМ)» (англ. WSN 
– Wireless Sensor Network). 
 
1.1 Поняття та структура сенсорної мережі 
Згідно визначення, термін «сенсорна мережа», відноситься до 
розподіленої та стійкої до відмови окремих елементів мережу. Дана мережа 
може самоорганізовуватися та вміщує велику кількість сенсорних датчиків. 
Дані датчики є достатньо малогабаритними та  дешевими 
напівпровідниковими пристроями. Обмін інформації між цими пристроями  
здійснюється  за бездротовим зв'язком. Особливістю цих датчиків є те, що 
вони, в своїй більшості, не потребують спеціальної установки і не 
обслуговуються. Представником першої сенсорної мережі вважають  систему 
SOSUS (Sound Surveillance System, Звукова Система Спостереження). Дана 
система здійснювала виявлення  та ідентифікацію підводних човнів. В даних 
час дану систему використовують для моніторингу підводної 
сейсмоактивності. Іншим прикладом може служити сенсорна система, що 
представляла   протиповітряний комплекс захисту континентальної частини 
США і Канади.  Аеростати використовувалися  як точки збору інформації та 
здійснення контролю. Дана система була доповнена літаками, для того щоб 
здійснювати повітряне попередження і управління AWACS (Airborne 
Warning and Control System). Вказані військові системи, як приклад побудови 
сенсорних мереж, не звертали в свій час великої уваги на підвищення 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 8 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
ефективності, автономність, оптимізацію та зниження вартості. А так як у 
функціонуванні цих систем безпосередньо брала участь людина, тому саме 
на неї покладалася відповідальність за функціонування, аналіз даних, 
надійність тощо. Потрібно відмітити стали активно розвиватися технології 
бездротових сенсорних мереж в середині 1990-х років.  Розвиток  
мікроелектроніки з  початку 2000-х років дозволив виробляти досить дешеву 
елементну базу для таких пристроїв. На сьогоднішній день  БСМ є єдиною 
бездротовою технологією, що вирішує завдання моніторингу та контролю, 
коли час роботи датчиків досить критичний. БСМ, датчики (сенсори) якої 
утворюють територіально-розподілену систему збору, обробки і передачі 
інформації, є системою, що самоорганізується. В даній сенсорній мережі є 
можливість  ретрансляції повідомлень від одного до іншого по ланцюжку. Це  
дозволяє організувати передачу інформації через сусідні вузли без втрати 
якості, в разі виходу з ладу одного з вузлів. Сама мережа також визначає 
оптимальний маршрут руху інформаційних потоків(рис.1.1). 
 
 
Рисунок 1.1 – Структура безпроводової сенсорної мережі (БСМ). 
 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 9 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
Базова  станція через безпровідний канал зв’язку (WiFi, GSM або 
супутниковий канал) здійснює передачу даних на віддалений сервер, який 
під’єднаний до мережі Інтернет. 
 
Рисунок 1.2- Збір даних і управління в сенсорних мережах 
 
Сенсорна мережа включає в себе сенсори, актуатори, комунікаційні 
вузли та ін. Основною областю застосування сенсорної мережі є контроль і 
моніторинг реальних показників фізичних середовищ і об'єктів та в деяких 
випадках - управління цими об'єктами (активація в них певних процесів).  
На  рис.1.2. показані основні дії, які можуть виконуватися при роботі 
сенсорних мереж.  Необов'язкові процеси на рис.2.1 показані пунктиром. 
Стек протоколів ZigBee, що застосовується в БСМ, в основі побудови 
використовує принцип ієрархічної семирівневої моделі протоколів передачі 
даних, що характерно для відкритих систем OSI (Open System 
Interconnection). Рівні  стандарту IEEE 802.15.4, що вміщує стек, будуть 
відповідати за програмні мережні рівні,  за реалізацію каналу зв’язку та за 
рівні підтримки додатків (рис.1.3).  На    фізичному рівні в сенсорних 
мережах передача даних здійснюється відповідно до стандарту IEEE 
802.15.4. В якостіі середовища передачі даних  може бути відкритий 
інфрачервоний канал чи радіоканал. 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 10 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
 
Рисунок 1.3 - Стек протоколів ZigBee 
Передбачає  роботу стандарт IEEE 802.15.4 (ZigBee) в трьох 
частотних діапазонах:  
- один канал у діапазоні 868,0 – 868,6 МГц (характерно для Європи);  
- 10 каналів у діапазоні 902 – 928 МГц (крок центральних частот – 2 
МГц);  
- 16 каналів у діапазоні 2450 МГц (крок центральних частот – 5 МГц) 
(рисунок 1.4). 
 
 
Рисунок 1.4 – Розподіл частотних каналів 
 
 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 11 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
Розглянемо класифікацію БСМ. Вона охоплює як технологію так і 
середовище передачі, тип вузлів та тип живлення, а також площу 
розгортання та сферу застосування (рисунок 1.5).  
 
Рисунок 1.5 – Класифікація безпровідних сенсорних мереж 
Технологія передачі визначає яке середовище передачі 
використовують у БСМ : радіоканал, безпровідний оптичний канал та канал 
на основі магнітної індукції. В свою чергу від середовища передачі даних 
розрізняють наступні БСМ: наземні, підземні чи підводні. Так, наземні БСМ 
мають достатньо велику кількість недорогих вузлів (від сотень до тисяч), які 
здійснюють передачу дані на базову станцію. Датчики, що використовуються 
в підземних БСМ, можуть бути розміщені як під землею або в закритому 
просторі, до якого належать шахти, печери або метро. Для підводних БСМ 
характерно розміщення датчиків під водою. Підводні мережі в якості 
джерела використовують акустичні хвилі і відповідно мають деякі 
обмеження: пропускна здатність, проблеми щодо завмирання сигналу,  
тривала затримка поширення сигналу. Потрібно також відзначити  
необхідність підводним вузлам  самостійно адаптуватися до екстремальних 
умов навколишнього середовища океану. Застовуння підводних БСМ 
наступне: моніторинг забруднення, моніторинг обладнання та підводної 
робототехніки, сейсмічний моніторинг.  
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 12 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
В мобільних БСМ вузли можуть як переміщуватися так і взаємодіяти з 
фізичним середовищем. Проблеми, які виникають при розробці БСМ із 
мобільними вузлами, будуть пов’язані з навігацією, локалізацією вузлів, 
управлінням рухомими вузлами, мінімізацією споживання енергії при русі, 
підтримкою зв’язності мережі та розробкою динамічних протоколів 
маршрутизації. Потрібно врахововувати при розробці протоколів 
маршрутизації  як максимальну відстань, на яку можуть змінитися 
координати вузла, так і швидкість руху вузлів.  
Приклади сенсорних мереж: мережі для транспортних засобів (VANET - 
Vehicular Ad Hoc Network), всепроникні сенсорні мережі (USN - Ubiquitous 
Sensor Network), медичні мережі (MBAN (S) - Medicine Body Area Network 
(services)),муніципальні мережі (HANET - Home Ad hoc Network) та  ін.  
Зробимо  акцент на сфері застосування безпровідних сенсорних 
мереж. Залежно  від застосування,  БСМ можуть використовувати різні типи 
сенсорів, зокрема руху, температури, тиску, вологості, стану ґрунту, рівня 
шуму, диму, наявності або відсутності певних видів об’єктів, визначення 
хімічного складу (речовин, повітря), аудіоту відеоданих, визначення 
швидкості, напрямку і розміру об’єкта. Основні  сфери застосування БСМ 
наступні: технічний та екологічний моніторинг, охорона здоров’я точне 
землеробство, системи безпеки та інтелектуальні будинки. В екологічному  
напрямку за допомогою БСМ здійснюється  відстеження руху птахів, дрібних 
тварин і комах; біологічного моніторингу, точного землеробства; моніторинг 
стану навколишнього середовища, параметри якого впливають на урожай і 
тваринництво; моніторинг забруднення навколишнього середовища: повітря, 
водних ресурсів, у тому числі морів; виявлення лісових пожеж; 
метеорологічних або геофізичних досліджень. В охороні здоров’я буде 
наступне застосування БСМ: невідкладна допомога; фізіологічний 
моніторинг (частота дихання, частота серцевих скорочень, температура тіла, 
кров’яний тиск, рівень стресу та інші параметри життєдіяльності); 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 13 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
моніторинг персоналу і пацієнтів усередині лікарні, моніторинг поведінки 
літніх людей. Відповідно, що фізіологічні дані, які будуть зібрані за 
допомогою сенсорних мереж, можуть як використовуватися для медичних 
досліджень так і зберігатися протягом тривалого періоду. Інтелектуальні 
будинки. З розвитком технологій безпровідні вузли можуть бути  вмонтовані 
у побутові прилади, такі як мікрохвильові печі,пилососи, холодильники, 
мульти- і кавоварки, люстри, та інші. Це дасть змогу взаємодіяти побутовим 
приладам один з одним і з зовнішньою мережею через мережу Інтернет або 
супутниковий канал зв’язку(так названий IoТ). Також БСМ ефективно 
використовуються в системах технічного моніторингу, зокрема для контролю 
мостів, газопроводів і нафтових танкерів, у системах обліку енергоресурсів 
для індивідуального та промислового використання, а також для моніторингу 
будівель та споруд у сейсмічно активних районах Потрыбно выдмытити 
велику роль БСМ в побудові системи безпеки. БСМ застосовують в 
промислових та індивідуальних системах безпеки, до яких належать  
системах визначення вторгнення, контролю периметру, віддаленого 
спостереження та інших.  
Дистанційно,  з використанням на основі технології безпровідних 
сенсорних мереж, здійснюється оперативне перемикання світлофорів  для  
організації так названого «зеленого коридору» для автомобілів спеціального 
призначення. В автомобілях спеціального призначення знаходиться  
безпровідний пульт із запрограмованим кодом доступу. За умови попадання  
автомобіля в зону дії безпровідного модуля (0,1 – 1,0 км), який міститься у 
світлофорі, йому передається код доступу, а вже за допомогою цього коду 
здійснюється перемикання світлофора за визначеним алгоритмом в режим 
«увага» (жовтий миготливий колір). За умови  виїзду автомобіля із зони дії 
зв’язку світлофор переходить у нормальний режим роботи (рисунок 1.6). Всі  
команди при цьому передаються у зашифрованому вигляді. Це здійснюється  
для усунення можливості несанкціонованого доступу до керування 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 14 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
світлофорами. Для захисту команд використовується о модифікований метод 
стрибкоподібної зміни частоти та алгоритм 128-бітного AES-шифрування., 
Розміщені  на одному перехресті безпровідні модулі необхідно з’єднати в 
мережу, щоб була можливість коректного перемикання світлофорів у зоні 
перехрестя (рисунок 1.7). Мережа буде організована за топологією мережі 
«зірка», або «mesh» на основі однотипних ZigBee-модулів маршрутизаторів.  
 
Рисунок 1.6 – Принцип безпровідного керування світлофором із 
використанням ZigBee-модулів 
 
Рисунок 1.7 – Безпровідна сенсорна мережа керування світлофорами 
У розміщених в світлофорі ZigBee-модулях повинна бути передбачена 
функція документування, яка забечує можливість збереження у флеш-пам’яті 
час та код пристрою, з якого керували світлофором. Зчитати  дані з флеш-
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 15 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
пам’яті  за необхідності можна через безпровідний інтерфейс.  Якщо  в цю 
мережу підімкнути відеосенсори, то її можна буде використати для 
моніторингу дорожнього руху. 
 
1.2 Особливості побудови бездротових сенсорних мереж. 
Бездротові сенсорні мережі відрізняються від традиційних 
комп'ютерних і телефонних мереж тим, що у них відсутня постійна 
інфраструктура, що буде належить певному провайдеру  чи оператору. В  
сенсорній мережі кожний термінал буде функціонувати не тільки як кінцевий 
пристрій, як показано на рис. 1.8, але також як і транзитний вузол.  
Відмінність в БСМ ще в тому, що передача даних здійснюється від 
найближчого вузла шляхом перенаправлення інформації, а не на точку 
доступу чи базову станцію, що характерно для традиційних мережах з 
фіксованою інфраструктурою. Називают  такі мережі багатокроковими 
(multi-hop). 
 
 
Рисунок 1.8 - Структура сенсорної мережі. 
 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 16 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
Сенсорні  мережі, завдяки можливість адаптації цих мереж до 
вирішення спектра завдань, що є надзвичайно широкими, а також 
використання останніх технологічних та наукових досягнень,  на даний час  є 
передовою і актуальною мережною технологією.  
Вкажемо на ряд переваг систем, які  побудовані на основі сенсорних 
мереж: 
- оперативність і зручність розгортання і обслуговування системи; 
- можливість розташування в важкодоступних місцях, так туди  
тягнути звичайні дротові рішення досить складно і дорого; 
- можливість виключення або додавання будь-якої кількості пристроїв 
з мережі; 
- надійність мережі в цілому – інформація передається через сусідні 
елементи в випадку  виходу з ладу одного з вузлів,; 
- стійкість до електромагнітних завад (завдяки високій частоті роботи 
системи – 2,  ГГц) і високий рівень проникнення крізь перешкоди (стелі , 
стіни); 
- тривалий час роботи без заміни елементів живлення. 
Володіючи  масою переваг, БСМ знайшли своє застосування в 
сучасному світі телекомунікацій, куди можна  віднести системи управління в 
промисловості, системи автоматизації будівель, системи позиціонування та 
ін. 
 
1.3 Архітектура побудови сенсора. 
Якщо провести топології сенсорних мереж аналізу структурних 
компонентів, то безпроводові сенсорні мережі можна побудувати на базі 
сенсорів та  ліній зв'язку.  
БСС вміщує мініатюрні обчислювальні пристрої, до яких входять:   
датчики, актуатори та трансиверами (прийомопередавачами), що працюють в 
заданому діапазоні радіочастот. Такий вузол БСС має назву сенсорний вузол 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 17 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
або просто сенсор. За геометричними розмірами сенсорний вузол – це 
невелика плату, яка має звичайно не більше одного кубічного дюйма в 
об’ємі. Розміщуються на платі датчики, актуатори, процесор, оперативна та 
флеш-пам'ять, а також  аналого-цифрові і цифро-аналогові перетворювачі, 
радіочастотний приймач і джерело живлення. Зовнішній вигляд сенсорного 
вузла представлено на рис. 1.9.  
 
 
Рисунок 1.9 - Зовнішній вигляд сенсорних вузлів. 
 
Датчик, що вміщує сенсор,  представляє собою пристрій, який 
здійснює вимірювання параметрів об'єкта моніторингу.   
Датчики можуть бути найрізноманітнішими. Частіше за інших 
використовуються датчики температури, тиску, вологості, освітленості, 
вібрації, розташування, рідше - магнітоелектричні, хімічні (наприклад, що 
вимірюють вміст CO, CO2, рівень радіаційного фону), звукові і деякі інші. 
Набір застосовуваних датчиків залежить від функцій, які виконуються 
бездротовими сенсорними мережам. 
Зовнішній вигляд датчиків приведено на рис. 1.10. 
Розрізняють три типи пристроїв СТС: координатор, маршрутизатор і 
кінцевий пристрій. Ці пристрої відрізняються функціональним 
призначенням, і відповідно апаратною реалізацією. 
 
 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 18 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
 
а) Датчики хімічного складу газу;     б) Датчики тиску газів та рідин 
      
                                           в) датчики вологості;                     д) датчики диму4 
 
 
д) датчики температури інтегральні. 
 
Рисунок 1.10 – Зовнішній вигляд датчиків. 
В свою чергу сенсорний  датчик, як і будь-який інший 
телекомунікаційний вузол, як з апаратної так і з програмної частини.  Сенсор 
вміщує наступні підсистеми: підсистеми  прийняття та обробки даних,  
комунікаційно підсистеми та  моніторингу, а також джерела живлення (рис. 
1.11).  
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 19 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
 
Рисунок 1.11 – Загальна апаратна архітектура сенсора 
Підсистема прийняття даних вміщує аналоговий пристрій, що 
призначений для зняття певної статистику, та аналого-цифрового 
перетворювача. В підсистемі обробки даних присутній центральний 
процесор та пам'ять, яка призначена для збереження як вхідних даних від 
сенсора, так і службової інформації, яка в свою забезпечує коректне та 
повноцінне функціонування підсистеми комунікаційної. Підсистема 
моніторингу надає є сенсору дозвіл на збір даних про навколишнє 
середовище. Такими параметрами є: температура, вологість, магнітне поле, 
тиск, хімічний аналіз повітря тощо. Якщо до сенсора доповнити, наприклад, 
акселерометр та гіроскоп,  то це дасть можливість побудувати систему 
позиціонування. 
Сенсори, як телекомунікаційні пристрої, повинні мати достатньо 
малий  розмір, тобто площа не повинна перевищувати більше одного 
кубічного сантиметра. В свою чергу для  центрального процесора частота 
повинна бути не менше 20 МГц, швидкість передачі не менше 20Кбіт/с,обсяг 
оперативної пам'яті не менше 4 Кбайт. В випадку оптимізації апаратної 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 20 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
частини можливо зменшити розміри сенсора, але це в свою чергу збільшить 
вартість сенсору.  
Роботою центрального процесора керує операційна систем (ОС), яку 
теж необхідно оптимізувати з урахуванням архітектури процесора, що 
використовується. Розміщують ОС в ПЗП, із врахуванням обмежених 
ресурсів і невелику пам'ять сенсора. В даний час для гнучкого  управління  
сенсорами різних виробників використовується ОС з відкритим кодом 
TinyOS[2]. Потрібно також враховувати, що джерело живлення в сенсорах 
має невелику обмежену ємність, що в свою чергу обмежує  використання 
радіотехнологій в сенсорних мережах. Так як центральний процесор має 
недостатю продуктивність, це не дозволяє застосування стандартних 
протоколів маршрутизації IP-мереж, так як він буде перевантажуватися при 
високій складності розрахунку алгоритму оптимального шляху. Тому в даний 
час розроблена для сенсорних мереж велика кількість спеціальних 
протоколів маршрутизації. 
Однією  з найважливіших задач при побудові сенсорної мережі є 
розробка технології передачі даних в цій  мережі. Потрібно відмітити, що  її 
системні та специфічні архітектурні характеристики  накладають ряд 
достатньо жорстких обмежень: 
- обмежена продуктивність процесора; 
- обмежені запаси енергії, через  обмежений радіус дії; 
- одночасне функціонування на обмеженому просторі великої 
кількості вузлів;  
- функціонування в неліцензованому спектрі частот; 
- рівнозначність вузлів, відповідно не може бути застосована 
архітектура «клієнт-сервер» у зв'язку з характерними для неї затримками; 
- низька вартість. 
Використовується в даний час при побудові  сенсорних мереж, як 
було згадано вище, стандарт IEEE 802.15.4/ZigBee. Радіодоступ стандарту 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 21 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
ZigBee буде застосовуватися в таких додатках: автоматизація виробництва, 
моніторинг, сенсори, контроль, безпека, побутова техніка та багато іншого.  
Якщо акцентувати увагу на споживанні енергії сенсором, то 
враховуючи його малий розмір,  то відно такий сенсор може бути 
обладнаний тільки обмеженим джерелом живлення. Для джерела живлення 
одним із пріоритетних завдань є збільшення терміну дії. Вирішити це 
завдання можна як  шляхом збільшення часу життя джерела живлення, так і  
шляхом його ефективного використання [1]. 
Бездротова  сенсорна мережа може працювати на різних частотах, 
тому можуть виникати перешкоди, які будуть створені сторонніми 
радіосигналами. При розробці схеми з обміну даними не бажаною є повторна 
передача даних. Це приведе до додаткового енергоспоживання, що може   , 
вивести сенсори з ладу назавжди, відповідно потрібно буде мережі 
перебудуватися або модифікуватися. Як було сказано вище, функцією 
сенсора є як можливість визначати, по відношенню до інших сенсорів, своє 
місце розташування так і  здійснювати зв'язок для передачі даних.  
Згідно стандарту ZigBee всі сенсори по класу складності і 
формуванню діляться на: 
а) координатор; 
б) маршрутизатор; 
в) кінцевий пристрій. 
Стандарт ZigBee підтримує мережу, що має кластерну 
архітектуру(рис. 1.12). 
Дана архітектура створеня  шляхом з'єднання найпростіших сенсорів, 
які передають сенсорні дані маршрутизатора з маршрутизатором 
В подальшому кластерні маршрутизатори обмінюються даними один 
з одним, після цього дані надходять координатору, який в  свою передає дані 
для кінцевої обробки. 
 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 22 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
 
Рисунок 1.12 – Кластерна архітектура мережі 
Якщо платформа ZigBee орієнтована на побудову на основі часових 
комірчастих мереж, тоді структурна схема мережі буде мати вигляд, що 
зображено на рис.1.13. 
. Координатор – як вищий сенсор, здійснює управління мережею, 
зберігає дані про топологію, а також і служить шлюзом для передачі даних   
зібраних БСМ, для подальшої обробки. Потрібно зауважити, що 
використовується   в мережі тільки один координатор. 
Відзначимо ряд певних функцій, що  виконує координатор: 
– з переліку каналів, що доступних для організації мережі, визначає 
незадіяні канали і організовує мережу; 
–встановлює параметри мережі – число мережевих маршрутизаторів,  
визначає максимальну глибину вкладених під мереж та число підлеглих 
пристроїв, управляє мережевими підлеглими пристроями; 
– передає мережеві сигнальні пакети з інформацією про існуючі 
мережі; 
– забезпечує між підлеглими пристроями маршрутизацію інформації; 
– забезпечує організацію таблиць маршрутизації; 
– дозволяє маршрутизаторів і кінцевим пристроям входити в мережу; 
– більшу частину часу перебуває в режимі прийому. 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 23 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
 
 
Рисунок 1.13 – Часова комірчаста мережа 
Маршрутизатор  використовується для прийому і передачі даних,  
середній за складністю та виконує наступні функції: 
– підключається до мережі; 
– ретранслює від координатора сигнальні мережеві пакети з 
параметрами мережі; 
– визначає активні канали і дозволяє кінцевим пристроям входити в 
мережу; 
– адмініструє мережеві адреси підключених до маршрутизатора 
підлеглих пристроїв;  
– підтримує два режими роботи пристроїв: з переходом в «сплячий» 
режим в періоди, які визначаються параметрами мережевої 
синхронізації і координатором мережі  та без переходу в «сплячий 
режим»; 
– підтримує наступні класи пристроїв маршрутизації: пристрій 
тільки з функцією деревовидної маршрутизації, пристрій з 
таблицею маршрутизації і з функцією деревовидної маршрутизації, 
підтримка функції аварійної деревовидної маршрутизації; 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 24 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
– підтримує функції маршрутизації многоячейкових мереж: створює 
таблиці мережевої маршрутизації; створює таблиці сусідніх 
мережевих вузлів з параметром якості зв'язку з кожним з них, 
ретранслює пакети запиту і підтвердження визначення між 
пристроями необхідних маршрутів; 
– підтримує за деревовидним принципом функції маршрутизації – 
тобто транслює повідомлення вгору і вниз,  в залежності від адреси 
одержувача повідомленн, тобто по ієрархічній структурі дерева 
гілки. 
Кінцевий пристрій – не здійснює ретрансляцію даних і 
використовується лише для збору даних  та має наступні  особливості: 
– завжди шукає і намагається увійти в існуючу мережу – 
використовує додаткові, визначені додатком, списки активних каналів і 
сигнальні пакети синхронізації існуючої мережі для визначення параметрів 
мережі та маршрутизатора для входу в мережу; 
– з пакетів синхронізації визначає наявність даних від координатора; 
– запитує дані від координатора; 
– живиться від автономного джерела (батареї); 
– здатний знаходитися тривалий час в «сплячому» режимі. 
В разі виходу з ладу частини сенсорів, мережа комірчастої топології 
дозволяє в сформувати нову мережу, не використовуючи при цьому сенсори, 
що вийшли з ладу. Потрібно враховувати, що при вказаній топології мережі 
обов’язково потрібен центральний функціональний вузол, що здійснює  
прийом та обробку даних або вінвміщуює шлюз, щоб здійснити передачу 
даних на обробку вузла. Мережа, яка випадковим чином в результаті буде 
створена, носить назву – AdHoc. Дана мережа була створена для певної 
ситуації.  
 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 25 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
1.4 Перспективи впровадження БСМ. 
Як відомо, БСМ має ряд відмінностей від звичайних дротових мереж: 
– можливість компактного розміщення або інколи і інтеграції сенсорів 
в об'єкти навколишнього середовища; 
– повна відсутність, яких би то ні було кабелів: комунікаційних, 
електричних, і т.д.; 
– надійність як окремих елементів, так і всієї системи в цілому. 
Мережа в ряді випадків може функціонувати навіть при справності лише 10 
% – 20 % сенсорів;   
–  потрібно відмітити відсутність персоналу для технічного 
обслуговування та монтажу. 
Як відомо, додатки сенсорних мереж можна розділити на кілька на 
декілька основних категорій: 
- погода, навколишнє середовище та сільське господарство; 
- транспортні системи і автомобілі; 
– фабрики, заводи, будинки, будівлі; 
- безпека, надзвичайні ситуації та військові операції; 
- медицина і здоров'я та ін.  
Розглянемо можливості застосування сенсорних мереж з врахуванням  
перерахованих вище розподілу по категоріях.  
За допомогою сенсорних мережі можна реалізувати віддалений 
моніторинг стану хворого, наприклад для визначення, тиску, пульс, 
проведення ЕКГ, визначення рівня цукру в крові тощо. Необхідну статистику  
можна спочатку отримати за допомогою спеціалізованого натільного або 
імплантованого сенсора, а потім  передати централізовану базу даних, доступ 
до якої має лікарняний персонал. Коли вся територія лікарні була покрита 
БСМ, лише тоді можливе повноцінне функціонування такої системи.  
Потрібно  враховувати в цьому випадку, що клієнтами лікарні  є люди з 
обмеженими можливостями та й в основному будуть літні люди. 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 26 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
Можна  оцінити на сьогоднішній вплив день сенсорних мереж як в 
житті людини, так в різних галузях виробництва і областях природи. 
Використання більшості додатків, що побудованих на основі БСМ, приведе  
до покращення комфорту і якості життя вцілому. Використання БСМ для 
моніторингу навколишнього середовища дозволить отримати людино більш 
повну інформацію про середовище. Це в свою чергу  дозволить оптимізувати 
взаємодію людини з природою, підвищити надійність прогнозів, а це  
приведе до зменшення негативного вплив на природу від життєдіяльності 
людини. Якщо проводити ефективний моніторинг процесів виробництва , 
можна буде як оптимізувати процес управління, так і знизити витрати. 
Сенсорні  мережі в області національної безпеки є джерелом інформації, яка 
може бути стратегічною. Тому потрібно запобігти її отримання противником, 
щоб не привести до зниження загального рівня безпеки держави. Якщо 
звернутися до сфери економіки, то  тут можливе широке впровадження 
сенсорних мереж. Кількість проданих сенсорів на сьогоднішній досягла вже 
кілька десятків мільйонів. 
Потрібно також відмітити, що  прогрес в області як бездротового 
зв'язку, так і мініатюризація мікросхем дозволяє отримати нові досягнення  в 
інформаційно-комп'ютерних технологіях. Крім багатокрокових мереж 
існують більш складні протоколи маршрутизації, коли наступний вузол 
вибирається на основі аналізу його характеристик, наприклад, рівень енергії, 
надійність тощо. Ситуація ускладняється у разі, коли вузли бездротової 
сенсорної мережі пересуваються – топологія мережі стає динамічною. 
Сучасні технології БСМ, які застовують в важкодоступних районах, 
для збору даних використовують безпілотні літальні апарати(БПЛ). На БПЛ 
розташовані автономні сенсорні вузли, які як знімають параметри своєї 
області покриття, так і зберігають зібрані дані. Коли  літальний апарат 
з'явиться в зоні радіопередачі, здійснюється передача цих даних до 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 27 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
інформаційних центри.  БПЛА здійснюють збір інформацію від сенсорних 
вузлів, коли облітають певні зони.  
Як відомо, сенсорні вузли мають обмежені ресурси: 
– продуктивність процесора; 
– енергія батареї; 
– пам'ять; 
– пропускної здатності радіоканалу; 
– потужність передавача. 
Важливу  роль при встановленні сенсорів на БПЛА будуть мати такі 
фактори: габарити, маса, високий рівень перешкод і енергоспоживання. 
Визначальними будуть масогабаритні характеристики, так як 
вантажопідйомність невеликих літальних апаратів недостатня і в вбільшості 
випадків не перевищує декількох кг. Це тому що  на час роботи БПЛА та 
його маневреність дуже  сильно впливає маса навантаження. Тому потрібно   
враховувати вагу сенсорів. 
Серйозні  проблеми при реєстрації сигналів створють високі рівні 
завад. Основними джерелами завад є заади від  двигунів літального апарату а 
також від високовольтних ліній електропередач. 
Інформацію БПЛА передає по виділеному каналу зв'язку, а перед цим  
перетворює її в цифрову форму. Недоліком такого підходу є те, що сигнали з 
датчиків об’єднуються в одному вузлі. В випадку, коли цей даний вузол 
вийде з ладу, система з передачі даних не буде працювати. Тому варто 
використовувати по Wi-Fi розподілену передачу даних. прицьому не 
потрібно як додаткові лінії передачі даних, так і система буде стійка до 
виходу вузлів з ладу.  
Так  як відстань між вузлами на борту БПЛА не перевищує десятків 
сантиметрів, тому при використанні бездротової передачі, для обміну 
даними, дозволяється використовувати прийомо-передавачі в режимі 
зниженої потужності. 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 28 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
2 ЧАС ЖИТТЯ ТА ЗАТРАТИ ЕНЕРГОЖИВЛЕННЯ ВУЗЛІВ 
БЕЗПРОВОДОВИХ СЕНСОРНИХ МЕРЕЖ 
 
В безпровідних сенсорних мережах (БСМ) електроживлення 
сенсорних вузлів здебільшого здійснюється від акумуляторних батарей. Тому 
система управління БСМ має окрему виділену підсистема управління  
витратами енергоресурсу вузлів. Дана підсистема здійснює перерозподіл та  
проводить мінімізацію витрат енергоресурсу вузлами, для того, щоб  
тривалість функціювання БСМ. Так як існуючі в БСМ методи управління 
витратами енергоресурсів не враховують особливостей вказаних систем, 
тому при виконанні вимог до якості інформаційного обміну не забезпечують 
максимізацію тривалості їх фунціювання.   
В БСМ управління витратами енергоресурсів вузлів реалізовується  
різними методів, які можна поділити на дві групи: методи управління 
потужністю передачі і методи збереження енергії батерей.  
  
2.1  Час автономної роботи сенсорної мережі.  
В безпровідних сенсорних мереж передбачено, що від автономного 
джерела живлення працює будь-який вузол. В випадку, якщо джерелом  
джерелом є звичайний аккумулятор, який не під заряджається, то з часом  
автономний пристрій перестає працювати, так як акумулятор розрядиться.  
В більшості випадків БСМ вміщує вузли, які є автономними. 
Відповідно, прийде той момент, коли мережа перестане фукціювати. Час до 
даного моменту від початку роботи мережі називається часом автономної 
роботи мережі (network lifetime) або часом життя системи.  В  залежності від 
вимог до якості обслуговування момент виходу мережі з ладу в кожному 
окремому випадку може визначатися по-різному.  
При визначенні показника часу життя автономних БСМ необхідно 
вирішити дві  наступні задачі:   
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 29 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
1. При заданих характеристиках апаратних засобів і алгоритмах її 
роботи, потрібно оцінити передбачуваний час життя мережі; 
2. За рахунок застосування ряду методів і алгоритмів можливість 
збільшення часу життя мережі.  
Для визначення часу життя мережі та пов'язаних з ним завдань 
потрібно  мати ряд показників. Одним з таких показників є 
енергоефективність, яка показує наскільки раціонально в системі 
використовується енергія, що надається їй ззовні.  
 
w
E  K .                                        (2.1) 
wK  wНП
 
Де wk - енергія, що корисно використовується, 
       wНП  - непродуктивні витрати. 
 
Потрібно сказати,  можна вважати працюючим той вузол бездротової 
мережі збору даних, який може безпомилково виконувати наступні операції: 
- зчитувати показання з датчиків; 
- робити необхідні обчислення; 
- передавати дані в мережу. 
Тому при проектування та розгортані мережі заздалегіть важливо 
оцінити приблизний час роботи кожного вузла до того моменту, коли настане   
необхідність  заміни його батарей.  
Розглянемо ряд факторів,  які впливають на тривалість часу  
автономної роботи елемента  сенсорної мережі.  
При моделюванні БСМ потрібно враховувати ряд факторів, які 
впливають на енергоспоживання окремих елементів мережі: характеристики 
апаратних засобів, протоколи фізичного і канального рівня, частота збору і 
передачі даних, протоколи маршрутизації та топологію мережі,.  
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 30 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
Більш докладно дозглянемо методику розрахунку часу життя кінцевих 
пристроїв і ретрансляторів(маршрутизаторів), що входять до БСМ. Алгоритм 
розрахунку повинен вміщувати наступні допущення:  
- строга детермінованість алгоритму роботи пристрою, а якщо 
зовніші чинники  є випадковими величинами, то для них повинно 
бути відомо математичне очікування; 
- відсутність ефекту відновлення батареї. Якщо виникне дана 
необхідність, то її потрібно врахувати шляхом збільшення 
початкової енергії ; 
иЯкщо відома початкова енергія батареї Е0  і потужність Р, що  
споживається пристроєм, приблизно можна оцінити час його життя 
пристрою по наступній формулі:  
 
E
 t  0 .                                                                (2.2) 
P
 
2.1.1. Час життя кінцевого пристрою БСМ. Головною відмінністю 
кінцевого пристрію,  призначення якого  зчитування показань з власних 
датчиків та подальша передачі їх в мережу, від ретранслятора це є 
відсутність можливості наскрізної передачі через себе даних від інших 
пристроїв. працює кінцевий пристрій циклічно, за умови  подієвої моделі або 
моделі передачі за розкладом(рис. 2.1)  
Враховуючи показники, що наведені в таблиці 2.1, можна сказати 
відмітити те, що одним з ключових параметрів, які для кінцевого пристрою 
визначають час життя, є частота зчитування показань з датчиків. Від цієї 
частоти буде безпосередньо залежати те, як довго перебуває вузол в режимі 
низького енергоспоживання.  
 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 31 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
 
Рисунок  2.1 - Цикл роботи кінцевого пристрою. 
 
Формула потужності, що споживається кінцевим пристроєм, буде 
мати наступний вигляд:  
 
Pf t f  Pata 
Ped Ps (tc  t f  ta ) ,                                    (2.3) 
tc
 
де  tc - тривалість одного циклу роботи пристрою [c]; 
 
Pf - середня потужність в процесі передачі даних і подальшого 
прийому підтвердження [Вт]; 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 32 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
t f - час, що витрачається на передачу даних та обмін підтвердження 
[c];  
Pa  - потужність, що споживається  споживана в режимі обробки даних 
(зчитування показників) [Вт]; 
ta  - сумарний час, що витрачається на зчитування показань з датчиків, 
їх обробку і підготовку до передачі [с];  
Ps  - потужність, що споживається в режимі сну [Вт]; 
Так, як  ta  t f  tc , відповідно кінцевий пристрій буде мати достатньо 
часу для переходу в режим “сну». 
Величини Ра  та Ps  в формулі (2.3) є постійними і залежать в 
конкретної апаратної реалізації пристрою. Час ta  в свою чергу буде залежати 
від характеристик процесора та датчиків, що використовуються, а також від 
складності та програмної реалізації алгоритму, що використовується для 
обробки даних.  
Потужність Pf  та час t f  будуть залежати стандарту безпровідної 
передачі даних, що використовується, а також від від ймовірностей помилок 
при передачі.   
Передача даних по бездротовому каналу завжди буде пов'язана з 
можливими втратами як при передачі при відправці підтвердження так і при  
кадру з корисним навантаженням. Тому пристрій змушений здійснювати   
або декілька повторних передач, а це приводить до затримки переходу в 
сплячий режим. 
На практиці передача по бездротовому каналу завжди пов'язана з 
можливими втратами як при передачі кадру з корисним навантаженням, так і 
при відправці підтвердження. В результаті пристрій змушений ініціювати 
одну або кілька повторних передач, що затримують перехід в сплячий 
режим.  
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 33 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
При введенні додаткового параметру pt  - ймовірності помилки при 
передачі, та за умови, що ймовірність помилки на (n+1) – й передачі не буде 
залежати від кількості n попередніх передач, в результаті отримаємо, що 
ймовірність проходження передачі за один раз дорівнюватиме (1- pt ), за 2 
рази pt (1- pt ) і за n раз p n1
e (1 pe ) . Так як максимальна кількість передач 
програмно буде обмежена деяким значенням N, відповідно отримаємо 
формулу, що дозволить визначити середній час, який необхідний на передачу 
кадру, коли використовуються повторні передачі: 
 
 N1
   i1  N1
treal t f (1 pe ) i pe N pe  ,                           (2.4) 
 i1 
 
де t f - час передачі даних з пірдженням, якщо не враховувати повторні 
передачі; 
N – максимальна кількість передач, N 1, 2,3... 
Параметр pe  буде залежить як від зовнішніх  до мережі чинників 
(відношення сигнал / завада за потужністю та ін.), так і від внутрішніх 
особливостей побудови мережі. Так в випадку при випадкового доступу до 
загального середовища передачі, буде залежати ймовірність виникнення 
помилки від кількості вузлів, що знаходяться в зоні покриття приймача, а 
також від інтенсивності потоків даних на кожному з них та ін. 
Якщо в формулу (2.2) замість р підставити Ped , то можна отримати 
оцінку автономного часу роботи кінцевого пристрою. 
2.1.2. Час життя маршрутизатора БСМ. Відомо, сенсорні мережі, які є 
подієво-орієнтованими, працюють за алгоритмом асинхронного доступу до 
середовища передачі, тому маршрутизатори для них, з точки зору часу життя 
мережі, є вузьким місцем. Це пояснюється тим, що для своєчасної доставки 
інформації про виникаючіподії маршрутизатор весь час повинен знаходитися 
в режимі з включеним прийомопередавачем.  
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 34 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
Потрібно зазначити, що дуже сильно енергоспоживання 
ретранслятора залежить від використовуваного протоколу маршрутизації, 
який в свою чергу буде визначати службовий трафік,  який генерується для 
створення і підтримки таблиць маршрутизації.   
Якщо на вхід маршрутизатора надходять n вхідних  потоков даних, де 
інтенсивність i-го потоку позначена як і , а довжина кадру Li , тоді на виході 
машрутизатора будуть продубльовані вхідні потоки і додані кадри 
підтвердження для кожного пакету. 
 
Рисунок 2.2. - Модель маршрутизатора сенсорної мережі. 
 
Час, що витрачається на прийом всіх кадрів можна визначити 
виразом: 
 
n
krx  i i ,                                                      (2.4) 
i1
 
де     i  - час, що витрачається на прийом одного пакету (але відправку 
підтверджень не включає)і  залежить  від його довжини Li ;  
i  - інтенсивність пакетів i-го потоку.  
Відповідно час, що буде витрачатися  на передачу всіх кадрів разом з 
відправкою підтверджень:  
n n
ktx  i i  t ACK i ,                                       (2.5) 
i1 i1
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 35 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
 
де     i  - час, що витрачається на передачу одного пакету;  
 ACK - час, що необхідний для відправки  підтвердження для кожного 
кадру.  
Якщо розглядати випадок, коли krx  k tx 1 , тобто коли ретранслятор 
встигає обробляти вхідні потоки даних вчасно, то відповідно потужність, що  
споживається маршрутизаторором, буде визначатися виразом:  
 
Pr  Ptx k tx  Ptr k rtx  (1 k tx  k rx ) Pidle                             (2.6) 
 
де Ptx  - середня потужність ретранслятора в режимі передачі,  
Prx  - середня потужність ретранслятора в режимі прийому,  
Pidlex - потужність ретранслятора в режимі очікування. 
 
Параметром, який буде впливати на час життя маршрутизатора, є 
показник Pidlex . Значення цього показника визначається протоколами і 
алгоритмами роботи бездротової мережі. За умови, коли вимоги до затримок 
передачі даних дозволяють в режим зниженого енергоспоживання 
переводити маршрутизатори або використовується один з енергозберігаючих 
протоколів, то значення Pidlex  буде близьке до потужності, що споживається в 
режимі сну Ps (див. nабл. 1.1). В іншому випадку він буде дорівнює Prx , тобто  
час автономної роботи ретранслятора буде на кілька порядків менше. 
 
2.2. Способи і методи підвищення автомної роботи БСМ.  
До найбільш простих способів підвищення автономної роботи БСМ  
відносяться поліпшення апаратних характеристик пристроїв: оптимізація їх 
розміщення на кристалі або друкованій платі,  зменшення енергоспоживання 
окремих компонентів  або збільшення ємності батарей. Але для такого  є  
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 36 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
фізичні (обробка даних мікропроцесором та передача даних по радіоканалу 
на задану відстань вимагають певних енергетичних витрат) і вартісні 
обмеження (до подорожчання систем відноситься використання більш 
енергоефективних компонентів). В свою чергу, неминуче призводить до 
збільшення розміру пристроїв,  використання великих по ємності батарей, за 
умови їх зменшення в сенсорних мережах.  
Якщо розглянути програмні алгоритмів обробки даних, то наступні 
варіанти підвищення автономності:  
- Накопичення даних і їх подальша передача великими блоками.  Це 
зумовлено тим, що в сучасних бездротових стандартах вигідніше передавати 
дані великими блоками в одному пакеті, так як. будь-яка передача цифрового 
пакету пов'язана з додатковими витратами.  
- Стиснення даних. Потрібно відмітити про обмеження цього методу, 
тому  в сенсорних мережах стиснення не дає великого ефекту, так як  самі 
дані, як правило, невеликі за обсягом..  
Потрібно відмітити, що сучасні досягнення в області технологій 
дозволили зробити мікропроцесори, що споживають малу потужність, але 
при цьому дуже продуктивні. Але для передати дані по бездротовому каналу 
зв'язку на порядок більший обсяг енергії необхідно затратити (див. табл. 2.1).  
З таблиці 2.1 очевидно, що чим більше даних проходить через вузол 
бездротової мережі, тим більше потужність, що він споживає. В результаті  в 
мережі буде виникати виникає проблема дисбалансу енергоспоживання. Це 
буде проявлятися втому, що автономні елементи, які розташовані поруч з 
центральним вузлом (вузлами) збору даних, будуть раніше інших через 
розрядження власних акумуляторів виходять з ладу, Тому час автономної 
роботи сенсорної мережі  буде зменшуватися.  
Методи енергетичного балансування (energy balancing)  
використовуються для вирівнювання потужності споживання всіх вузлів 
мережі.  
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 37 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
Таблиця 2.1. Режими роботи бездротових модулів БСМ 
Режим роботи Позначення потужності Типове значення, мВт 
Прийом  Prxx  52 
Передача  Ptx  45 
Обробка  Pa  20 
Режим сна  Ps  0.03 
 
Особливості основних методів будуть наступні: 
1. В залежності від функцій, що виконують пристрої,  та їх положення 
в структурі мережі, здійснюється індивідуальний підбір ємності батарей. 
Більшими по ємності акумуляторами можуть забезпечуватися в цьому 
випадку ключові ретранслюючі пристрої. Хоча даний підхід є одним з самим 
простих, але він одночасно показує погану адаптацію до зміни умов 
функціонування та приводить до низької масштабованості мережі. До  
збільшення вартості кінцевих систем приводить необхідність під різні 
елементи розроблять різні конструктивні рішення.  
2. В конкретній зоні, в залежності від передбачуваної інтенсивності 
трафіку, буде різна щільність розміщення вузлів мережі. Направлено дане 
рішення на забезпечення дублювання функцій окремих вузлів та надмірності 
в структурі мережі. Так функції чергового маршрутизатора при виході його з 
ладу, будуть перекладені на сусідній елемент, який ніяк що не 
використовується до цього моменту.  
До програмних методів відносять використання протоколів 
маршрутизації, що засновуються на віртуальних координатах, на метриці 
залишкової енергії вузлів або чергування дальньої і ближньої передачі, 
кластеризації , а також позиціонуванні вузлів.  
У сенсорних мережах часто застосовується метрика залишкової 
енергії вузлів на шляху до стоку, тобто вузла, до якого стікається інформація 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 38 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
зі всієї мережі. В цьому випадку вибирається той маршрут, на якому вузли 
мають велику залишкову енергію.  
Основною вимогою до вузлів БСМ є мінімальне споживання струму 
при забезпеченні заданої функціональності. Це забезпечить тривалий час 
роботи від автономного джерела живлення. Одним з основних споживачів 
енергії вузла є радіотрансівер. Отже, завдання зменшення енергозатрат при 
передачі даних є актуальною проблемою. 
Оскільки джерело живлення обмежене і, як правило, не замінюється, 
вузли сенсорів можуть використовувати відновлювальні джерела енергії, 
наприклад, сонячні батареї. Для збереження енергії вузли використовують 
багатоінтервальну маршрутизацію. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 39 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
3 МЕТОДИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЖИВЛЕННЯ МОБІЛЬНИХ 
СЕНСОРІВ 
 
Акумуляторна батарея (АКБ) в даний часє основним джерелом 
живлення БСМ. Але останні дослідження відкрили ряд можливостей в 
області мініатюрних перетворювачів альтернативної енергії (MEH, Micro-
Energy Harvesters), тобто  при збереженні їх невеликих розмірів, по розробці 
повністю автономних вузлів сенсорної мережі. Вже відомі готові рішення, 
які дозволяють  підключити сенсорні вузли  перетворювачів вібраційної 
енергії, до мініатюрних сонячних батарей та термогенератора на основі 
елемента Пелетьє [10].  
Але в реальних мережах збору даних, що складаються з сотень вузлів, 
на сьогоднішній день,  жодне з рішень по перетворення і збору 
альтернативної енергії  не знайшло достатньо масового застосування. Це 
зумовлено високою  вартістю на регулярне обслуговування. Але даний підхід 
в перспективі може стати одним з провідних. А це дозволить вирішити 
проблему обмеженого часу життя БСМ. 
Щоб забезпечити передачу даних від сенсора до вузла, необхідно як 
організувати з певною пропускною спроможністю канал зв'язку, так і  мати 
систему безперебійного живлення. 
Розглянемо методи забезпечення енергоживлення мобільних сенсорів, 
що існують на даний час. 
3.1. Акумуляторна батарея. 
В даний час акумуляторні батереї (АКБ) є найбільш 
розповсюдженими джерелами напруги постійного струму. АКБ мають  різні 
характеристики і вибирається як в залежності від функціонального 
призначення так і необхідного часу життя БСМ. До основних характеристик   
характеристик АКБ належать: 
– ємність акумулятору; 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 40 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
– хімічна складова; 
– струмовіддача. 
– кількість комірок і напруга. 
3.1.1  Хімічна складова батареї. Можна  виділити в залежності від 
електрохімічної технології такі основні типи сучасних джерел струму, які 
використовуються для живлення для мобільних пристроїв: 
– нікель-кадмієві (NiCd); 
– герметизовані свинцево-кислотні (SLA); 
– літій-іонні (Li-Ion); 
– нікель-металгідридні (NiMH); 
– літій-полімерні (Li-Pol). 
Серед перерахових технологій найбільш най поширеними на даний 
час є  у використанні є літій-іонні (Li-Ion) та літій-полімерні (Li-Pol) 
акумулятори. Розглянеми переваги більш новіших літій-полімерних (Li-Pol) 
акумуляторів, в зрівнянні з іншими: 
– мають при однакових масогабаритних параметрах більшу ємність; 
– проти 1,2 В у NiCd мають більш високу напругу одного елементу, 
що дорівнює 3,7 В. Це дозволяє використовувати менше послідовно 
з'єднаних осередків; 
–  властивий більш низький саморозряд; 
Для даних акумулятори існують деякі недоліки: 
– більш висока вартість; 
– уже з моменту випуску акумулятора на заводі виробника, 
починається процес старіння; 
– при неправильному заряді  батареї  може бути викликана 
пожежонебезпека. 
Структурно літій-полімерний акумулятор (рис.3.1), складається з 
декількох послідовно з'єднаних  елементів(банок). Таке зєднання 
створюється, щоб  отримати потрібну  напругу постійного вихідного струму.  
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 41 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
 
Рисунок 3.1 - Літій-полімерний акумулятор. 
3.1.2. Ємність акумулятору, напруга і кількість комірок. Ємність будь 
АКБ вимірюється в мАг. Тобто, це струм, який може розрядити батарею за 
одну годину. За умови, якщо, наприклад споживається від АКБ постійний 
струм  величиною 1,5 А (або 1500 мА), то такий струм  виснажить за годину 
LiPo батарею ємністю 1500 мАг. 
Якщо збільшити ємність батареї, то можливо збільшити термін роботи 
батареї до повного розряди, але в цьому випадку  отримають збільшення і   
вагові та габаритні характеристики самої акумуляторної батареї, що буде 
негативом.. 
При послідовному з'єднанн комірок(банок) ємність збірки буде 
залишатися незмінною, а вихідна напруга збільшується.  При параленому 
зєднанні  деякої  банок в блоці,  збільшується ємність батареї при незмінній 
вихідній напрузі.  
Тобто є лише одна комірка то вихідна напруга буде, наприклад, 3,7 В, 
а якщо дві – 7,4 В і так далі. 
3.1.3 Струмовіддача. Це властивість, яка показує величину  
допустимої швидкості розряду АКБ. В свою чергу швидкість розряду є при 
використання батареї, одним з найважливіших факторів. Якщо 
струмовіддачу була вибрати невірно, то це може привести як виходу її з ладу, 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 42 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
так і до пошкодження батареї. Для розрахунку необхідної струмовіддачі 
можна скористатися наступною формулою: 
 
n I
Iб 
m ,                        (3.1) 
C Iоб
 
де  Iб – струм батареї; 
n – кількість споживачів енергії батареї; 
Im – сумарний  струм споживання в сенсорному вузлі; 
С – ємність батареї, Аг; 
Iоб – струмовіддача. 
Таку  батарею можливо використовувати за умови, що струм батареї 
буде менше 1. Якщо струм  буде більше 1 – то необхідно замінити батарею 
[11]. 
3.1.4 Плата розподілу живлення. Дана плата необхідна для розподілу 
живлення по всьому сенсорному вузлу. В залежності від кількості типів 
сенсорів  напруга від акумулятора може складає від 3,7 В до 14.4 В. Для 
живлення пристороїів цифрового опрацювання сигналів  необхідна напруга 
живлення в 5 В, яку неможливо отримати, якщо не використовувати плату 
розподілу живлення. Приклад плати такої плати  зображена на рис. 3.2.  
 
Рисунок 3.2 – Плата розподілу живлення. 
 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 43 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
3.2 Самозарядні сенсорні пристрої. 
Важливо  вирішити проблему енергоживлення для подальшого 
розвитку бездротових сенсорних мереж. Найбільш перспективним 
напрямком є створення довговічних автономних пристроїв із мінімальним 
споживанням енергії, яка перетворюється із зовнішніх джерел. Прикладом  
живлення бездротових сенсорні пристрої є живлення від енергії 
радіосигналу, який буде відправлений на них від будь-якого передавача 
(подібнодо  безконтактних смарт-карт обо пристроїв радіочастотної 
ідентифікації (RFID) (рис.3.2). Дана енергія  може використовуватися  
пристроєм як для підзарядки сенсора, так формування відповідного сигналу з 
інформацією про поточний стан об'єкту контролю.  
Ректена (від  англ. rectifying antenna — антена, що випрямляє) – це 
пристрій в вигляді нелінійної антени, який призначений для перетворення 
енергії елемагнітної хвилі, що падає на неї, в енергію постійного струму.  
 
 
Рисунок 3.2 – Ректена, що працює для живлення RFID пристроїв.  
 
Найпростішим варіантом такої конструкції є напівхвильовий вібратор, 
між плечами якого включений, наприклад діод. В цій конструкції потрібно 
сумістити антену  з детектором, на виході якого при появі електромагнітної 
хвилі зявиться ЕРС(енергорушійна сила. Для збільшення підсилення такі 
пристрої об’єднуються в багатоелементні решітки.  
 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 44 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
 
Рисунок 3.3 – Напівхвильовий вібратор із включеним діодом. 
 
Інший спосіб - пасивне перетворення енергії із зовнішнього 
середовища (energy harvesting): енергії вібрацій самого сенсора (у випадку з 
пристроями, що носяться), сонячної (зовні приміщення за досить ясної 
погоди), теплової, фонових радіовипромінювань від навколишніх 
електроприладів (у тому числі Wi-Fi), енергії механічних вібрацій (від 
працюючих поруч приладів - складальних апаратів, конвеєрів тощо). 
 
3.3 Сонячні панелі. 
Як було відмічено раніше, сучасні автоматизовані системи управління 
інженерним обладнанням будівель, системи промислової автоматики, а 
також Інтернет речей (IoT) вимагають наявності в своєму складі достаньо 
значної кількості бездротових датчиків. Два основні обмеженнями при 
додаванні до бездротових сенсорних мереж датчиків, це є їхнє 
енергоспоживання та організація подачі живлення. Типові датчики кінцевих 
вузлів мережі розраховані на живлення від батарей і можуть функціонувати, 
залежно від потужності, від кількох місяців до декількох років. Часта заміна 
батарей може значно збільшити вартість системи, тому для тривалого 
терміну служби акумуляторів необхідно забезпечити низьке 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 45 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
енергоспоживання вузлового датчика мережі. У системах автоматизації 
будівель часто потрібна наявність датчиків освітленості для відстеження 
рівнів природного освітлення в будівлі. 
Основний компроміс при проектуванні бездротових датчиків полягає 
у виборі між тривалістю автономної роботи системи та періодичністю збору 
даних від датчиків мережі. Якщо потрібні часті (1...10 с) збирання та передачі 
даних, необхідно або використання батарей великої ємності, або їх часта 
заміна. 
На прикладі проекту TIDA-00488 компанії TI розглянемо розробку  
датчика бездротової мережі субгігагерцевого діапазону з живленням від 
енергії денного світла, що дозволяє досягти тривалої автономної роботи в 
режимі безперервної передачі даних.  
Як джерело сонячної енергії в даному проекті компанією TI обрано 
високоефективну сонячну батарею IXYS IXOLAR™ SolarBIT (артикул 
KXOB22-12X1L), що обумовлено монокристалічною структурою батареї та 
малими розмірами – 0,7х2,2 см на комірку. Характеристики сонячної панелі 
(рис.3.4) В і більшим значенням струму короткого замикання - 50 мА. Дана 
сонячна батарея чутлива до широкого діапазону довжин хвиль 
електромагнітного випромінювання, що дозволяє використовувати її при 
достатньому рівні освітленості як усередині приміщень, так і зовні.  
Використання енергії денного світла дозволяє усунути необхідність 
частої заміни батарей, зберігаючи при цьому високу частоту вимірювань та 
передачі даних. Однак для ефективного використання енергії денного світла 
необхідний інтелектуальний пристрій керування живленням, оскільки 
сонячні батареї, як правило, мають високий вихідний імпеданс і низьку 
вихідну напругу, що не дозволяє використовувати їх безпосередньо для 
живлення датчиків. 
Мікросхема bq25505 спеціально розроблена компанією TI для 
ефективного відбору потужності в діапазоні від одиниць мкВт до одиниць  
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 46 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
 
Рисунок 3.3 – Сонячна панель ІXYS KXOB22-12x1l 
 
мВт від високоімпедансних сонячних батарей без їх навантаження. 
Накопичена енергія зберігається у керамічному конденсаторі 1200 мкФ. При 
недостатньому рівні природного освітлення bq25505 перемикає живлення 
датчика на літієву резервну батарею CR2032. 
Користувацькі функції bq25505 передбачають встановлення напруги 
ємнісного накопичувача, при якому bq25505 комутує навантаження між 
двома джерелами енергії, а також налаштування режиму роботи вбудованого 
контролера MPPT* для оптимізації відбору потужності, що виробляється 
сонячною батареєю. 
 
 
 
 
 
 
 
 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 47 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
4 ОХОРОНА ПРАЦІ 
 
4.1 Аналіз небезпек та шкідливостей, що виникають при       
проведенні робіт в приміщенні інженерного відділу. 
Продуктивна робота будь-якого працівника багато в чому залежить від 
того, якою мірою умови його роботи відповідають нормативним. Метою 
даного розділу є аналіз умов праці робітників інженерного відділу і опис 
основних методів мінімізації та нейтралізації небезпечних і шкідливих 
факторів. 
В роботі проводиться дослідження методів забезпечення 
електроживлення мобільних сенсорів в приміщенні інженерного відділу. 
Відділ знаходиться в адміністративній будівлі на другому поверсі 
чотириповерхового будинку. Розміри приміщення 2,5х4х2,7 м, площа, 
2 3
відповідно, становить 10 м , об’єм - 27,0 м . В приміщенні розташовано два 
робочих місця. Площа та об’єм приміщення відділу не відповідають вимогам 
2 3
ДБН В.2.2.28-2010 з розрахунку на одне робоче місце - 6м та 20м . Для 
покращення умов праці рекомендується розширити кімнату, або залишити 
тільки одне робоче місце в приміщенні. 
Поверхня стін і стелі приміщення є гладкою, що дає змогу краще 
виконувати вологе прибирання і дезінфекцію. Підлога покрита 
антистатичним лінолеумом. Шви на лінолеумі спаяні. 
Природне і штучне освітлення на робочих місцях нормується згідно з 
ДБН В.2.5-28-2018 в залежності від характеристики зорової роботи, 
найменшого розміру об'єкта розрізнення, розряду і підрозряду зорової 
роботи, фону і контрасту об'єкта з фоном. Згідно цього в приміщенні 
передбачені наступні види виробничого освітлення: природне, штучне і 
сумісне. 
Природне освітлення бокове однобічне – світло проникає в 
приміщення через вікно розміром 1,5х2 м. КПО становить 27-29 %, що 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 48 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
задовольняє умовам ДБН В.2.5-28-2018, відповідно яких нормативний КПО = 
1,2%.  
Штучне освітлення застосовується при недостатності природного 
освітлення або відсутності його (у темний час доби). За призначенням 
штучне освітлення належить до робочого. 
Характер зорової праці відноситься до високої точності, що відповідає ІІІ 
розряду та підрозряду – б. Згідно з ДБН В.2.5-28-2018  рівень загального 
штучного освітлення при даній роботі повинен бути не менша 300 лк, а 
фактичне освітлення становить 245-260 лк. Отже, рівень штучного 
освітлення не відповідає нормативним вимогам ДБН В.2.5-28-2018. 
Загальне штучне освітлення забезпечується лампами розжарювання. 
Кількість світильників марки ПО-02 (куля молочного скла) – 2 шт. Лампа в 
світильнику має потужність 60 Вт на напругу 220 В. Для покращення умов 
праці та економії електроенергії рекомендується модернізувати систему 
штучного освітлення лабораторії. 
Для живлення обладнання передбачена електрична мережа напругою 
220 В. Для цього на висоті 90 см від підлоги над робочими місцями 
обладнанні розетки. В приміщенні проведена одна телефонна лінія, з’єднання 
з телефонним апаратом забезпечується через телефонну розетку. Над 
вищевказаними розетками розміщені попереджувальні надписи з 
зазначенням напруги в розетці. Згідно ПУЕ приміщення відноситься до 
приміщень без підвищеної небезпеки. При роботі більшу частину часу 
інженер проводить за монітором комп’ютера, на якому виводяться робочі 
параметри устаткування та інженерні програми. Таку роботу при використані 
комп’ютера за важкістю праці можна віднести до категорії 1б, тобто робота 
яка не потребує фізичного навантаження і виконується сидячи за монітором 
комп’ютера.  
На робочому місці підтримуються необхідні параметри мікроклімату: 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 49 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
о
– температура у холодний період року становить 20-23 С (при 
 о о
нормативному – 21-25 С), в теплий – 21-24 С (при нормативному значенні – 
 о
23-25 С),; 
– відносна вологість повітря залежно від температури знаходиться у 
межах  40-60 % (згідно нормі не повинна перевищувати 60%); 
– швидкість руху повітря знаходиться в межах 0,1-0,2 м/с, що відповідає 
ДСН 3.3.6.042-99 (0,2 м/с). 
 Вищенаведені фактичні значення мікроклімату задовольняють вимогам 
ДСН 3.3.6.042-99 «Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень». 
Для дотримання оптимальних параметрів мікроклімату в приміщенні 
передбачена витяжна природна вентиляція (ДБН В.2.5.67-2013), отвір якої 
знаходиться під стелею біля вхідної двері. 
Джерела вібрації в даному кабінеті відсутні, тому рівень вібрації 
відповідає вимогам ДСН 3.3.6.039-99. 
Забезпечення в приміщенні оптимальної температури в холодний 
період року здійснюється за допомогою чавунних радіаторів системи 
опалення М-140 і відповідає основним санітарно-гігієнічним вимогам ДБН 
В.2.5.67-2013. Система центрального водяного опалення широко 
використовується на багатьох підприємствах різних галузей промисловості. 
Основні переваги цієї системи: рівномірне нагрівання приміщення; 
можливість централізованого регулювання температури теплоносія (води); 
відсутність запаху гару, при осіданні пилу на радіатори; підтримання 
відносної вологості повітря на відповідному рівні (повітря не 
пересушується); виключення опіків від нагрівальних приладів; пожежна 
безпека.  
Під час роботи на працівників можуть впливати такі небезпечні та 
шкідливі виробничі фактори: фізичні  та психофізіологічні (для контролю 
над їх впливом на здоров’я, працівники щорічно проходять медичний огляд). 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 50 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
 До психофізіологічних належать нервово – психічні перевантаження 
(монотонність роботи, розумове перенапруження, тощо), для зниження 
негативного впливу цих факторів рекомендується протягом робочого дня 
через кожні 30 хвилин робити п’яти хвилинні перерви. 
Робітники, що працюють обов’язково проходять медичний огляд: 
попередній при влаштуванні на роботу та періодичний – один раз на два роки 
(медичний огляд проводить комісія у складі терапевта, невропатолога та 
офтальмолога) згідно Наказу №246 МОЗ України від 21.05.2007. 
Відповідно до НАПБ А.01.001-2014 «Правила пожежної безпеки в 
Україні» в установі розроблені відповідні заходи щодо забезпечення 
пожежної безпеки: 
– визначені обов’язки посадових осіб щодо забезпечення пожежної 
безпеки; 
– призначені відповідальні, які пройшли навчання і перевірку знань з 
пожежної безпеки, за пожежну безпеку окремих приміщень; 
– встановлений протипожежний режим та визначені місця для куріння, 
застосування нагрівальних електроприладів; 
– розроблені й затверджені загальнооб’єктові інструкції про заходи 
пожежної безпеки; 
– розроблена схема евакуації людей із установи на випадок пожежі. 
Схеми евакуації розміщені на кожному поверсі будівлі, відповідно до ДБН 
В.1.1.7-2016. 
Усі працівники при зарахуванні на роботу, безпосередньо на робочому 
місці та щороку за місцем роботи проходять відповідно вступний, первинний 
та повторний протипожежний інструктажі. Запис про проведення 
протипожежного інструктажу робиться в журналі, після чого дозволяється 
приступити до роботи.  
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 51 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
За характеристикою пожежної небезпеки приміщення відноситься до 
категорії В згідно з ДСТУ Б В.1.1-36:2016  (у приміщенні знаходяться горючі 
та важкогорючі матеріали). 
Згідно ПУЕ приміщення відділу відноситься до приміщень без 
підвищеної небезпеки за ступенем ураження людей електричним струмом. 
На випадок пожежі крім головного виходу з протилежного боку будівлі 
існує запасний евакуаційний вихід, що виходить на сходову клітку. Ширина 
шляху евакуації становить не менше 1 м, а дверей евакуаційного виходу – не 
менше 0,8 м при висоті проходу не менше 2 м. Над дверима написано слово 
"Вихід". Евакуаційні шляхи утримуються вільними та не захаращеними (ДБН 
В.1.1.7-2002). Пожежна безпека в установі  відповідає НАПБ А.01.001-2014 
«Правила пожежної безпеки в Україні». 
Для протипожежного захисту в приміщенні застосовується система 
пожежної сигналізації. На стелі приміщення встановлені димові автоматичні 
оповіщувачі ИП-212 в кількості 2 штук (відповідно до ДБН В.2.5-56-2014). 
Для ліквідації невеликих осередків пожежі в установі передбачені первинні 
засоби пожежогасіння, встановлений спеціальний протипожежний щит, який 
розміщено на першому поверсі в легкодоступному місці. В якості засобів 
пожежогасіння передбачені: один пінний ВП-5 та один вуглекислотний ВВК-
3,5 вогнегасники, ящик з піском, азбестове полотно, лом, сокира.  
З усіма працівниками перед допуском до роботи проводять вступний та 
первинний інструктажі згідно типового положення про навчання з питань 
охорони праці (НПАОП 0.00-4.12-05). Допуск до роботи відбувається після 
проведення перевірки знань із вступного та первинного інструктажів. 
Перевірка здійснюється згідно затвердженим начальником підприємства 
переліком запитань. 
Вступний інструктаж з питань охорони праці проводиться з усіма 
працівниками, які щойно прийняті на роботу (постійну або тимчасову) 
незалежно від їх освіти, стажу роботи за цією професією або посади; 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 52 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
студентами перед початком трудового і професійного навчання в 
приміщенні. Первинний інструктаж проводиться з працівниками та 
студентами на робочому місці до початку роботи. 
Запис про проведення вступного інструктажу робиться у спеціальному 
журналі згідно з НПАОП 0.00-4.12-05. 
Повторний інструктаж проводиться на робочому місці з усіма 
працівниками та студентами: на роботах з підвищеною небезпекою – 1 раз у 
квартал, на інших роботах – 1 раз на шість місяців. 
Іонізуюче випромінювання в приміщенні відділу відповідає нормі 
природного радіаційного фону в Україні. 
Серед недоліків в даному відділі можна відмітити, що розміри 
приміщення відділу не відповідають вимогам ДБН В.2.2.28-2010 та 
невідповідність системи загального штучного освітлення нормативним 
вимогам ДБН В.2.5-28-2018, тому потрібно провести модернізацію системи 
загального штучного освітлення. Додатково пропонується розробити 
рекомендації щодо використання на робочих місцях лабораторії світильників 
місцевого штучного освітлення. 
 
4.2 Модернізація системи комбінованого штучного освітлення. 
Штучне освітлення передбачається у всіх виробничих та побутових 
приміщеннях, де недостатньо природного світла, а також для освітлення 
приміщень у темний період доби. При організації штучного освітлення 
необхідно забезпечити сприятливі гігієнічні умови для зорової роботи і 
одночасно враховувати економічні показники. 
Найменша освітленість робочих поверхонь у виробничих приміщеннях 
регламентується ДБН В.2.5-28-2018 і визначається, в основному, 
характеристикою зорової роботи. Норми носять міжгалузевий характер. На їх 
основі, як правило, розробляють норми для окремих галузей промисловості. 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 53 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
В ДБН В.2.5-28-2018 вісім розрядів зорової роботи, із яких перші шість 
характеризуються розмірами об'єкта розпізнавання. Для І – V розрядів, які 
окрім того мають ще й по чотири підрозряди (а, б, в, г), нормовані значення 
залежать не тільки від найменшого розміру об'єкта розпізнавання, але і від 
контрасту об'єкта з фоном та характеристики фону. Найбільша нормована 
освітленість складає 5000 лк (розряд І а), а найменша – 20 лк (розряд VІІІ г). 
При проектуванні штучного освітлення необхідно вирішити наступне: 
вибрати систему освітлення, тип джерела світла, тип світильників, визначити 
розташування світлових приладів, виконати розрахунки штучного освітлення 
та визначити потужності світильників та ламп. 
Для всіх виробничих приміщень проектують систему загального чи 
комбінованого освітлення. При виконанні робіт І – IV розрядів 
рекомендується використовувати, як правило, комбіновану систему 
освітлення, оскільки досягнення необхідної освітленості при загальній 
системі освітлення вимагає великих витрат електричної енергії і є 
недоцільним. З цієї ж точки зору слід надавати перевагу локалізованому 
освітленню, в тому числі й в системі комбінованого, дотримуючись при 
цьому допустимих норм нерівномірності освітлення (ДБН В.2.5-28-2018). 
Освітленість робочої поверхні, створювана світильниками загального 
освітлення в системі комбінованого, повинна складати не менше 10 відсотків 
нормованої для комбінованого освітлення, однак у всіх випадках не менше 
150 лк при газорозрядних лампах і 50 лк – при лампах розжарювання. 
З гігієнічної точки зору система загального освітлення більш 
досконала, оскільки дає можливість більш рівномірно розподілити світлову 
енергію. 
Вибираючи джерела світла, слід надавати перевагу люмінесцентним 
лампам, які енергетично більш економічні. Окрім того, вони за 
спектральними характеристиками максимально наближаються до природного 
світла, що важливо при використанні суміщеного освітлення. 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 54 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
Розрахунок штучного освітлення виконується за методом коефіцієнта 
використання світлового потоку: 
Звисання світильника зі стелі hс становить 0,3 м, висота робочої 
поверхні hр становить 0,8 м. Висота підвішування світильників над підлогою 
hп становить 2,40 м. Висота підвішування світильників над робочою 
поверхнею h становить  1,6 м. 
Основною задачею розрахунку штучного освітлення є визначення 
необхідної кількості світильників N для забезпечення нормативного рівня 
штучного освітлення за формулою: 
 
E н  K
N  з  S  z
 (4.1) 
F л  n 
                                         
 
де   Ен – нормоване освітлення, лк (ДБН В.2.5-28-2018). 
n – кількість ламп у світильнику. Приймаємо кількість ламп 2, тип 
світильника ЛПО 01-2х36-002 Кристалл, потужність лампи 36 Вт, розмірами 
1557х189х105 мм. Світильник відноситься до 2 експлуатаційної групи. 
Fл – світловий потік лампи, лм. Приймаємо тип лампи зі світловим 
потоком 2975 лм. 
Кз – коефіцієнт запасу, який враховує зниження освітлення в процесі 
експлуатації, Кз = 1,4; 
2
S – площа приміщення, яка освітлюється, S = 2,5 * 4 = 10 м ; 
z – коефіцієнт нерівномірності освітлення, приймаємо рівним 1,15; 
η – коефіцієнт використання світлового потоку. 
Для визначення коефіцієнту використання світлового потоку знаходиться 
індекс приміщення і.  
Індекс приміщення знаходимо за формулою: 
А В
                                                i      (4.2) 
Н  0,8  А В                                      
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 55 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
2,5  4
           i   0,8
  
2,70  0,8  2,5  4
де А, В і Н– відповідно довжина, ширина та висота приміщення.  
2,5  4
i   0,8
2,70  0,8  
 2,5  4
При індексі приміщення рівним 0,8 і групі світильника – 2, 
використання світлового потоку η = 37%. 
Знаходимо кількість світильників за формулою 7.1: 
 
300 1,4 10 1,15
N   2,2  
2975  2  0,37
 
Приймаємо три світильника ЛПО 01-2х36-002 Кристал. 
Розраховуємо встановлену потужність освітлення як суму потужностей 
ламп усіх світильників. Так як для освітлення заданих приміщень 
пропонується використовувати люмінесцентні світильники, які вмикаються в 
мережу по стартерним схемам, то до потужності ламп додаються витрати в 
пускорегулюючих автоматах (20 відсотків від потужності ламп). Тоді: 
 
n n
Pв Рі  0,2  Pi  1,2  Pi  1,2  N  n  Pi                   (4.3) 
i1 i1
Рв = 1,2 · 3 · (36 · 2) = 259,2 Вт 
 
де Рі – потужність однієї лампи в світильнику; 
n – кількість ламп в світильнику; 
N – кількість світильників. 
 
Рв = 1,2 · 3 · (36 · 2) = 259,2 Вт 
 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 56 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
Розрахункове навантаження освітлювальної мережі визначається за 
формулою: 
Рр = Рв · Кс                                                                                 (4.4) 
 
де Кс – коефіцієнт попиту, для даного приміщення рівний 1.  
1 - для невеликих виробничих приміщень; 
0,95 - для виробничих будівель, які складаються з окремих прольотів; 
0,9 - для бібліотек, адміністративних будівель; 
0,8 - для виробничих будівель, які складаються з великої кількості 
окремих приміщень; 
0,6 - для складських будівель та електропідстанцій. 
Рр = 259,2 ∙ 1= 259,2 Вт. 
Визначаємо розрахунковий струм освітлювальної мережі за формулою: 
Pp
I p                                               (4.5) 
U ф cos
259,2
I p  1,31A  
                                            220 0,9
де Uф = 220 В – фазна напруга; 
Рр – розрахункове навантаження освітлювальної мережі, Вт; 
cosφ – коефіцієнт потужності навантаження, для люмінесцентних ламп 
дорівнює 0,9.  
259,2
I p  1,31A  
                                        220 0,9
 
Відповідно до розрахункового струму, приймається допустимий 
мінімальний перетин дроту для з’єднання світильників в освітлювальну 
2
мережу рівний 1,5 мм . 
Отже, рекомендується для встановлення в приміщенні модель 
світильника ЛПО 01-2х36-002 Кристал, потужність лампи 36 Вт, розмірами 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 57 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
1557х189х105 мм. Зі світловим потоком 2975 лм. Для з’єднання світильників 
в освітлювальну мережу для забезпечення пожежної безпеки приймаємо дріт 
2
з перетином 1,5 мм .  
При системі штучного комбінованого освітлення, яке складається із 
загального та місцевого, загальна освітленість для  ІІІ розряду та підрозряду 
– б згідно з ДБН В.2.5-28-2006 повинна становити 750 лк., але системою 
загального штучного освітлення в даному приміщенні забезпечується лише 
300 лк. Отже, необхідно додатково встановити місцеві освітлювачі, які 
будуть додатково створювати освітленість на рівні 450 лк. 
Комбіноване освітлення доцільно застосовувати при роботах високої 
точності, а також, якщо необхідно створити певний або змінний в процесі 
роботи напрямок світла. Місцеве освітлення створюється світильниками, що 
концентрують світловий потік безпосередньо на робочих місцях. Застосу-
вання лише місцевого освітлення не допускається з огляду на небезпеку 
виробничого травматизму та професійних захворювань. 
Для забезпечення місцевого нормативного освітлення 450 лк в даному 
приміщенні пропонується використати світильник моделі Camelion KD-017A 
С02, з газорозрядною енергозберігаючою лампою, що зображений на 
рисунку 4.1, оскільки створює на робочій поверхні освітленість, що 
відповідає характеру зорової роботи і не є нижчою за встановлені норми. Він 
забезпечує достатню рівномірність та постійність освітленості в приміщенні, 
що сприяє уникненню частої переадаптації органів зору; не створює 
засліплювальної дії  від  джерела освітлення  і від інших предметів, що 
знаходяться в полі зору; не створює на робочій поверхні різких та глибоких 
тіней (особливо рухомих); не створює небезпечних та шкідливих виробничих 
чинників (шум, теплові випромінювання, небезпека ураження струмом),є 
надійним і простим в експлуатації, економічним та естетичним. 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 58 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
 
Рисунок 4.1 - Світильник місцевого освітлення моделі Camelion KD-
017A С02 з газорозрядною лампою 
Перевагою цього світильника також є те, що він має високий штатив, 
який можна встановити під різним кутом нахилу, стійка основа, рухомий 
абажур, який захищає очі працівника від засліплювальної дії ламп. Окрім 
того, вона захищає джерело світла від механічних ушкоджень, пилу та бруду. 
Основною перевагою газорозрядних ламп є їх енергозбереження. 
Світлова віддача цієї ламп становить 100 лм/Вт, що в 3-5 разів перевищує 
світлову віддачу ламп розжарювання. Термін експлуатації – до 10 тис. год., а 
температура нагрівання 50 °С. За спектральним складом видимого світла 
використана лампа належить до теплого білого світла (ЛТБ). 
Газорозрядні лампи бувають низького та високого тиску. Для 
світильника типу Camelion KD-017A С02 використовують газорозрядні 
лампи низького тиску, що широко застосовуються для освітлення приміщень 
як на виробництві, так і в побуті. Однак, вони не можуть використовуватись 
при низьких температурах, оскільки погано запалюються та характеризу-
ються малою одиничною потужністю при великих розмірах самих ламп. 
Основними технічними характеристиками світильника Camelion KD-
017A С02: 
– номінальна напруга живлення, 220 В; 
– електрична потужність лампи, 11Вт(за світловим потоком  
   еквівалентна лампі розжарювання 75 Вт); 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 59 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
– світловий потік, 750лм; 
– світлова віддача, 100 лм/Вт; 
– термін експлуатації 10 000 год.;  
– спектральний склад світла тепле біле (ЛТБ); 
– рівень освітленості на робочій поверхні при висоті світильника 50  
 см складає 500 лк; 
– тип патрона: 2G7; 
– маса: 3,5 кг; 
– матеріал плафона і основи: пластмаса; 
– трансформатор живлення лампи знаходиться в плафоні. 
Окрім того, газорозрядні лампи забезпечують світловий потік 
практично будь-якого спектра, шляхом підбирання відповідним чином 
інертних газів, парів металу, люмінофора. Так, за спектральним складом 
видимого світла розрізняють люмінесцентні лампи: денного світла (ЛД), 
денного світла з покращеною передачею кольорів (ЛДЦ), холодного білого 
(ЛХБ), теплого білого (ЛТБ), білого (ЛБ) та жовтого (ЛЖ) кольорів. 
Отже, після огляду приміщення інженерного відділу та безпосередньо 
робочого місця можна зробити висновок, що провівши модернізацію 
освітлення всі фактори виробничого середовища відповідатимуть своїм 
нормативним значенням. До уваги прийняті всі показники, які впливають на 
роботу працівника. Таким чином, приміщення підходить для проведення 
робіт з проектування і налагодження мікропроцесорних приладів. 
 
 
 
 
 
 
 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 60 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
ВИСНОВКИ 
 
Сенсорні системи, які в даний час досить  інтенсивно розвиваються, 
удосконалюються. Вони є важливою складовою частиною інформаційного 
суспільства, так як забезпечують моніторинг різних промислових, 
природних, соціальних та ін. процесів. 
В данній бакалаврській роботі розглянута  як побудова типової 
бездротової сенсорної мережі, так і приведена архітектура побудови 
сенсорних вузлів та розглянуті перспективи подальшого розвитку 
бездротових сенсорних мереж.  
Розглянуто сфери використання безпроводових сенсорних мереж у 
повсякденному житті людині та наведені приклади застосування БСМ. 
У другому розділі дано визначення часу життя мережі та потужності 
споживання сенсорними вузлами. Приведені способи і методи підвищення 
автономної роботи БСМ.   
В третьому розділі проведено аналіз існуючих та перспективних  
методів, що використовуються для забезпечення живлення мобільних 
сенсорів.  
В розділі охорона праці був проведений детальний аналіз небезпек та 
шкідливостей, що виникають при проведенні робіт в приміщенні 
інженерного відділу. Вказано, що всі фактори виробничого середовища, 
окрім штучного освітлення, відповідають своїм нормативним значенням. 
Тому була проведена проведениа модернізація системи комбінованого 
штучного освітлення в приміщенні. Для забезпечення місцевого 
нормативного освітлення 450 лк в даному приміщенні пропонується 
використати світильник моделі Camelion KD-017A С02. 
 
 
 
 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 61 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
СПИСОК  ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ 
 
1. Стo.лингс В. Бeспр.oвoдныe линии связи и сeти / В. Стoлингс. — 
М.: Издaтe.льский дoм «Вильямс», 2010.  
2. Григoрьeв В.A. Сeт.и и систeм.ы рaдиoдo.ступa / Григoрьeв В.A., 
Лaгутeн.кo O.И., Рaспaeв Ю.A. — М.: Экo-Трeндз, 2011. — 384 с.  
3. Сучaснi тeлeкoмунiкaцiйнi. мeрeжi у цивiльнoму зaхистi / [Щeрбaк 
Г.В., Мeльнiкoвa Л.I., Рубaн .I.В., .Сaдoвий К.В., Сумцoв Д.В.]: Пiдручник. — 
Хaркiв: 2009. — 255 с.  
4. Aлгулиeв Р. .М. Сeнсoрныe сeти: сoстoяниe, рeшeниe и 
пeрспeктивы / Р.М. Aлгули.eв, Т.Х. Фaтaлиeв, Б.С. Aгaeв, Т.С. Aлиeв // ISSN 
1684-2588 Тeлeкoммун.икaции. Eжeмeсячный нaучнo-тeхничeский 
инфoрмaциoннo-aнaлитичeский и учeбнo-мeтoдичeский журнaл. — 2013. — 
№ 4. — С. 27—32.  
5. Гoряєвa С.М.. Зaстoсувaння сeнсoрних мeрeж зв’язку для 
дистaнцiйнoгo кoнтрoлю пси.хiчнoгo стaну рятувaльникa / С.М. Гoряєвa, Г.В. 
Щeрбaк // Прoблeми eкстрeмaльнoї тa кризoвoї психoлoгiї. Збiрник нaукoвих 
прaць. Вип. 3.Ч.1. — Х.: УЦЗУ, — 2012. — C. 122—126.  
6. Шaхнoвич И. .В. Сoврeмeнныe тeхнoлoгии бeспрoвoднoй связи / 
Шaхнoвич И. В. — М.: Тeхнoсфeрa, 2012. — 288 с. — (Издaниe втoрoe, 
испрaвлeннoe и .дoпoлнeнoe.)  
7. Сeнсoрныe сeти.: сoстoяниe, рeшeниe и пeрспeктивы / [Aлгулиeв 
Р.М., Фaтaлиeв Т.Х., . Aгaeв Б.С., Aлиeв Т.С.] // ISSN 1684-2588 
Тeлeкoммуникaци.и. Eжeмeсячный нaучнo-тeхничeский инфoрмaци.oннo-
aнaлитичeский и учeбнo-мeтoдичeский журнaл. — 2010. — №.4. — С. 27—
32.  
8. Кучeрявый. E.A. Принципы пoстрoeния сeнсoрoв и бeспрoвoдных 
сeнсoрных сeтeй / E.A. Кучeрявый, С.A. Мoлчaн, В.В. Кoндрaтьeв // 
Элeктрoсвязь. — 2010. № 6.  
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 62 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата 
555555555 
9. Минoчкин A.И. Упрaвлeниe тoпoлoгиeй мoбильных рaдиoсeтях / 
Минoчкин A.И., Рoмaнюк В.A. // Зв’язoк . – № 2. – 2013.  
10. https://codoschool.ru/uk/services/sensornye-seti-besprovodnye-
sensornye-seti-bss-samozaryadnye.html   
11. http://www.facepla.net/index.php/the-news/35-news-el/326-smallest-
solar-sensors 
12.  https://infocity.az/ 
 
 
444444444 Арк. 
СКТК-208.022090.248 ПЗ 63 
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата