Sieci czujników dla manekinów

Firma Sun Microsystems ogłosiła projekt, który może przekazać łatwe w zarządzaniu sieci czujników w ręce przeciętnych programistów komputerowych na całym świecie – pomagając zwiększyć popularność czujników sieciowych. Świat pełen czujników to świat, w którym na przykład klimat w budynku jest mikrokontrolowany, pomieszczenia ożywają światłem i muzyką, gdy ludzie do nich wchodzą, a zdrowie starszych członków rodziny jest monitorowane na odległość.

W maju firma rozpocznie sprzedaż własnego sprzętu z czujnikami – gadżetów wielkości małej talii kart, które można skonfigurować do wykrywania temperatury, światła i ruchu – a także systemu operacyjnego wykorzystującego wspólny język komputerowy Java, który już ma bazę programistów liczącą ponad cztery miliony osób. Według firmy ten zestaw do opracowywania czujników, zwany Sun SPOT (Small Programmable Object Technology), może tworzyć innowacyjne aplikacje czujników i przyspieszać rozwiązania niektórych utrzymujących się wyzwań – takich jak opracowywanie i debugowanie programów czujników – które do tej pory utrzymywały technologię od bycia wszechobecnym.

[ Kliknij tutaj, aby zobaczyć zdjęcia czujnika Sun SPOT i jego komponentów.]

Sieci czujników to zbiory węzłów, czasami o długości lub średnicy zaledwie milimetrów, składające się z małych procesorów komputerowych, urządzeń pamięci i radiotelefonów, które przesyłają i odbierają informacje między urządzeniami. Sieci te są bardzo obiecujące w zakresie wykonywania zadań, takich jak monitorowanie i regulowanie trudnych warunków w zakładach przemysłowych, kontrolowanie klimatu w domu i biurze (patrz Gdzie czujniki mają sens ) oraz śledzenie stanu paczek.

W ciągu ostatnich kilku lat przeprowadzono wiele badań w tej dziedzinie (patrz 10 powstających technologii, które zmienią świat), od firm takich jak Sun, Intel i Siemens, po programy akademickie na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley i Los Angeles oraz na Harvardzie. Uniwersytet, żeby wymienić tylko kilka. Oraz startupy, takie jak Człowiek oraz Technologia kuszy , sprzedają technologię do zastosowań od diagnostyki samochodowej po monitorowanie pola bitwy.

Jednak nawet przy tak dużym skupieniu dzisiejsze czujniki są notorycznie trudne do opracowania i debugowania, mówi Roger Meike, starszy dyrektor w Sun Labs. W przeważającej części majstrowanie przy funkcjonalności czujnika pozostaje wyspecjalizowanym zadaniem, pozostawionym ekspertom informatyki.

Programowanie czujników jest tak trudne częściowo dlatego, że wiele z nich korzysta z systemu operacyjnego o nazwie TinyOS. Chociaż jest to podstawa oprogramowania dla tysięcy projektów badań nad czujnikami, wymaga znajomości stosunkowo złożonego języka programowania C. Co gorsza, gdy program TinyOS zostanie utworzony dla sieci czujników, jest mniej lub bardziej trwały, wyjaśnia Mani Śrivastava , inżynier elektryk na UCLA. Jeśli chcesz zmodyfikować niewielką część funkcji sieci, mówi, musisz zacząć od nowa. Dodatkowo każdy szczegół czujnika musi być skrupulatnie uwzględniony podczas programowania, od momentu, w którym należy oszczędzać energię, do liczby obliczeń, które należy wykonać, zanim dane zostaną wysłane przez sieć.

Java – język programowania opracowany w Sun w 1990 roku – ma pewne wyraźne zalety, mówi Roger Meike, starszy dyrektor w Sun Labs. Po pierwsze, jest dobrze znany ogromnej społeczności programistów i odniósł już sukces w aplikacjach na inne małe urządzenia, takie jak telefony komórkowe.

Ale w przeciwieństwie do telefonów komórkowych, czujniki Java dla Sun SPOT, zwane Java 2 Micro Edition, działają bezpośrednio na sprzęcie i działają jako system operacyjny. Oznacza to, że programiści Java mogą pisać program, ładować go na urządzenie, uruchamiać i debugować, korzystając z podstawowej wiedzy programistycznej w języku Java, mówi Meike. Sprzęt i oprogramowanie są zaprojektowane do współpracy, mówi, co pozwala na łatwą rekonfigurację czujników Java do różnych zadań, w przeciwieństwie do TinyOS. Według Meike Java dobrze zarządza również zasobami energii, co jest ważną funkcją, ponieważ niektóre czujniki muszą być włączone przez cały czas. Java kontroluje małą baterię i może bardzo mądrze zdecydować, kiedy uśpić system, mówi.

Java Sun SPOT działa bezpośrednio z pamięci flash, czyli rodzaju pamięci masowej, która nie zużywa tyle energii, co pamięć RAM. Zmniejsza to potrzebę zachowania czujności, jak najlepiej alokować zasoby. Co więcej, platforma Java umożliwia zatrzymanie aplikacji w trakcie działania i przeniesienie ich na inne urządzenie, wyjaśnia Meike. Możesz więc sobie wyobrazić, że jeśli bateria jednego urządzenia rozładowuje się, możesz przenieść swoją aplikację na inne.

Ta funkcja mobilności jest szczególnie ważna w przypadku debugowania sprzętu i oprogramowania czujnika, co jest bardzo koszmarem, mówi Srivastava, która opracowała system operacyjny czujników na UCLA o nazwie SOS . Dodaje, że robaki naprawdę mogą coś zepsuć. Dlatego przydatna jest możliwość przeniesienia nieprawidłowo działającej aplikacji na komputer, gdzie można ją naprawić, co jest w stanie zrobić Sun SPOT.

Ale Srivastava zauważa również, że Java jest ciężkim językiem programowania, co oznacza, że ​​wymaga więcej pamięci niż TinyOS czy SOS. Rzeczywiście, nowe czujniki firmy Sun wymagają 32-bitowej jednostki centralnej, w przeciwieństwie do 8-bitowych procesorów czujników, które mogą obsługiwać TinyOS. Ponadto czujniki Suna mają 512 kilobajtów pamięci RAM, 4 megabajty pamięci flash, radio 2,4 gigaherca i interfejs USB – co czyni je prawdziwymi goliatami w porównaniu z większością czujników.

Ale duże czujniki mogą się przydać, mówi Matt Walijski , profesor informatyki na Harvardzie. Oczywiste jest, że w każdej rzeczywistej aplikacji otrzymasz zróżnicowaną populację urządzeń, mówi. Możesz mieć dużą liczbę czujników bezprzewodowych o bardzo małej mocy, ale potrzebujesz również urządzeń, które mogą zbierać informacje, przetwarzać i agregować dane. Wygląda na to, że urządzenie Sun SPOT może być dobrym kandydatem na to urządzenie bezprzewodowe. Jednak jest mało prawdopodobne, mówi, aby Java zastąpiła TinyOS lub SOS dla najmniejszych sensorów.

Meike z firmy Sun spodziewa się, że procesory, urządzenia pamięci i radia będą się nadal kurczyć, a czujniki Suna nie będą tak duże za kilka lat. Trendy mówią nam, że te urządzenia będą bardziej wydajne, zauważa. W międzyczasie, mówi Meike, sprytne aplikacje, które opracują programiści Java, będą gotowe na przyszłe generacje mniejszych czujników.

Meike wierzy, że zabawa z czujnikami zapewni fascynujące wrażenia dla hobbystów i studentów Java. Oznacza to, że programiści Java mogą mieć urządzenie, które mieści się w dłoni, mówi. Zamiast programować komputery stacjonarne, mogą programować cały świat.

ukryć