Internet of things system for environmental map acquisition

Abstract

The paper discusses the importance of contemporary electronic systems with the focus on the development of distributed electronic equipment. In this context the devices, potentially members of an Internet of Things (IoT) network, are part of a complex distributed electronic system organized in an IoT network dedicated to solving a specific problem. The paper proposes a concept of a distributed electronic system, consisting of a sub-components collection of the electronic devices placed on specific Cartesian coordinates. Furthermore, it is presenting a case study of the operation for a distributed electronic system, which is scanning environmental parameters such as temperature, humidity, CO2, noise, brightness, or others. The proposed system consists of a set of electronic devices equipped with sensors for measuring the environmental parameters and communication modules to send the data collected to the IoT type network. The system stands for an analogy of a camera where every pixel collects environmental data at specific coordinates, where the collected pixels construct a 2D image, the uncovered areas are obtained by interpolation from the nearest sensors. As a result, a 2D image is obtained, which represents a map of the specific area in the selected parameter, such as the temperature distribution map, brightness, CO2, motion, noise, or another parameter, depending on the type of sensors available on the scanning devices. Based on this concept, a prototype of a distributed electronic system, interconnected via an IoT network, was developed, following the ZigBee technology. It is capable of collecting 2D images of a predefined area in several parameters such as temperature, brightness, CO2, motion, noise, simulating a "video" camera on these parameters.

Lucrarea analizează sistemele electronice contemporane, cu accent pe dezvoltarea echipamentelor electronice distribuite. Aici dispozitivele, potenţial membre ale unei reţele Internet of Things (IoT), fac parte dintr-un sistem electronic distribuit complex, organizat într-o reţea IoT, dedicat rezolvării unei probleme specifice. Lucrarea propune un concept de sistem electronic distribuit, constând dintr-o colecţie de sub-componente ale dispozitivelor electronice plasate pe anumite coordinate carteziene. Mai mult, prezintă un studiu de caz al funcţionării pentru un sistem electronic distribuit care scanează parametrii de mediu, cum ar fi temperatura, umiditatea, CO2, zgomot, luminozitate sau altele. Sistemul propus constă într-un set de dispozitive electronice echipate cu senzori pentru măsurarea parametrilor de mediu și a modulelor de comunicare pentru a trimite datele colectate în reţeaua de tip IoT. Sistemul reprezintă o analogie a unei camere foto în care fiecare pixel colectează date de mediu la anumite coordonate. Toţi pixelii colectaţi construiesc o imagine 2D. Zonele descoperite se interpolează de la cei mai apropiaţi senzori. Ca urmare, se obţine o imagine 2D, care reprezintă o hartă a zonei specifice din parametrul selectat, cum ar fi harta de distribuţie a temperaturii, luminozitatea, CO2, mișcare, zgomot sau un alt parametru, în funcţie de tipul de senzori disponibili pe dispozitivele de scanare. Pe baza acestui concept, a fost dezvoltat un prototip al unui sistem electronic distribuit, interconectat printr-o reţea IoT, în urma tehnologiei ZigBee. Este capabil să colecteze imagini 2D dintr-o zonă predefinită, în mai mulţi parametri, cum ar fi temperatura, luminozitatea, CO2, mișcare, zgomot, simulând o cameră „video” pe acești parametri.