I nte rna t io na l J o urna l o f   Adv a nces in Applie d Science s   ( I J AAS)   Vo l.   6 ,   No . 1 Ma r ch   2 0 1 7 ,   p p .   4 1 ~ 4 7   I SS N:  2252 - 8814          41       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I J AAS   Desig n of Wi reles s Accelera tion Se nso r Nodes  Used  i M echa nica l   Equi p m e nt  S tatus M o nitoring       G .   Va m s hiKish o re J .   Su re s h   Dep ar t m en t   o f   E C E J y o th ish m a th i   Co l leg e   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o l o g y ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   9 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   Feb   1 3 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   Feb   2 0 ,   2 0 1 7       W irele ss   S e n so Ne tw o rk   is  a   n e in teg ra ted   tec h n o lo g y ,   w h ich   c o m b in e s   se n so tec h n o lo g y ,   w ir e les c o m m u n ica ti o n   tec h n o l o g y ,   M ic ro - El e c tro - M e c h a n ica S y ste m tec h n o lo g y   a n d   Dig it a e lec tro n ic  tec h n o l o g y .   No w ,   it   h a b e e n   w id e ly   u se d   in   m il it a ry ,   in d u strial  c o n tr o l,   e n v iro n m e n tal  m o n it o rin g ,   tran sp o rtati o n ,   a n d   m e d ica l.   A lo n g   w it h   th e   re s e a rc h   e v o lu ti o n   o n   W irele ss   S e n so Ne tw o rk ,   it a p p li c a ti o n   f ield a re   g ra d u a ll y   e x p a n d in g .   It  is  p e n e tratin g   d e e p   in to   e a c h   a sp e c o f   th e   h u m a n ’s  p ro d u c ti o n   a n d   li f e ,   a n d   w il b e   a   n e w   re v o lu ti o n a ry   tec h n o lo g y .   In   th is  p a p e r,   a   w irele ss   a c c e ler a ti o n   n o d e   b a se d   o n   w irele s sin g le  c h ip   p ro c e ss o CC2 4 3 0 ,   a n   A RM 7 T DMI - S   c o re   b a s e d   m icr o c o n tr o ll e c a ll e d   L P C2 4 7 8   m icr o p r o c e ss o a n d   t h re e - a x is  a c c e lera ti o n   se n so A DX L 3 3 0   is  d e sig n e d   t o   m o n it o t h e   m e c h a n ica s y ste m   o p e ra ti o n   c o n d it io n a n d   f a u lt   d iag n o sis  w it h   h ig h   e ff ici e n c y .   T h e   p e rf o r m a n c e   a n d   c h a ra c teristics   o f   CC2 4 3 0 ,   A D X L 3 3 0   a n d   L P C2 4 7 8   a re   in tro d u c e d   c o m p a c tl y .   T h e   d e si g n a ti o n o f   h a rd w a r e   a w e ll   a s   so f t w a re   o f   w irel e ss   n e tw o rk   n o d e   a re   in tro d u c e d   i n   d e tails.  T h e   n o d e s   p e rf o r m   ste a d il y   a n d   e ff icie n tl y   i n   p ra c ti c a tes t,   a n d   it   c a n   b e   e a s il y   a p p li e d   to   o th e m o n it o rin g   a re a s.   K ey w o r d :   A cc eler atio n   Se n s o r   AR M7   Me ch an ical  E q u ip m e n t   Sen s o r   No d es   W ir eless   Sen s o r   Net w o r k   Z i g B ee   Co p y rig h ©   201 7   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   G.   Va m s h iKi s h o r e   Dep ar t m en t   o f   E C E ,   J y o th i s h m at h i Co lle g o f   E n g i n ee r i n g   an d   T ec h n o lo g y ,   I n d ia.   E m ail:  v a m sh i0 4 6 3 @g m a il . c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   W ir eless   Se n s o r   Net w o r k s   ( W SNs )   is   n et w o r k   co n s is t in g   o f   s p atia ll y   d is tr ib u ted   s el f - o r g an izi n g   d ev ices  w h ich   u s t h eir   s e n s o r s   to   m o n ito r   d ev ice s .   T h eir   s en s o r s   ca n   m o n ito r   en v ir o n m e n tal  co n d itio n s ,   s u c h   as  m ec h an ica s y s te m   o p er atio n   co n d itio n s ,   te m p er atu r e,   s o u n d ,   p r ess u r v ib r atio n .   Af ter   d ata  ac q u is itio n   an d   in f o r m atio n   p r o ce s s in g   d ec i s i o n   is   m ad e.   W SNs   co n s is o f   lar g n u m b er   o f   s en s o r   n o d es  w h ich   h a v t h e   ca p ab ilit y   o f   co m p u ti n g ,   s e n s in g   a n d   co m m u n icat in g .   C o m p ar ed   to   o t h er   e m b ed d ed   s y s te m s   m o s s en s o r   n o d es  ar lo w - co s a n d   r eso u r ce s - co n s tr ai n ed   an d   i ca n   b d ep lo y ed   i n   lar g s ca le  [ 1 ] .   B ec au s m o s o f   t h e   s en s o r   n o d es  ar b atter y   p o w e r ed ,   E n er g y   ef f icie n c y   is   o n o f   th m o s ch al len g i n g   i s s u es .   I n   ad d itio n al,   th e   s o f t w ar i n   d ep lo y ed   W SNs   o f te n   n ee d s   to   b ch a n g ed ,   s u c h   as   u p d atin g   th s y s te m   w i th   n e w   f u n ct io n alit y ,   o r   f ix in g   s o f t w ar b u g s .   Usu a l l y   lar g n u m b er   o f   s en s o r   n o d es  ar s p r ea d   o v er   a   lar g f iel d   w h ic h   is   u s u all y   u n r ea c h ab le  an d   u p d atin g   s o f t w ar m a n u all y   is   i m p o s s ib le.   So   th s en s o r   n o d es  n ee d   r e m o te  r ep r o g r a m m in g   ab ilit y   i n   o r d er   to   ad d   n e w   f u n ct io n alit y   o r   f i x   s o f t w ar b u g s .   I n   v ie w   o f   t h tec h n ic al  ch ar ac ter is t ics  o f   w ir ele s s   s en s o r   n et w o r k s ,   n e w   tec h n ical  s tan d ar d ,   th Z i g B ee   tech n o lo g y   [ 2 ] ,   w a s   p r o p o s ed   in   2 0 0 2 .   I h as   o b tain ed   th w id esp r ea d   s u p p o r af ter   u p d atin g   an d   i m p r o v in g .   I h as  m a n y   d esire d   p r o p er t ies,  s u c h   as  n ea r   d is tan ce ,   lo w   co m p lex i t y ,   t h lo w   p o w er le s s ,   th lo w   d ate  r ate,   th lo w   co s t.  Z ig B ee   tech n o lo g y   a s   o n k i n d   o f   e m er g i n g   w ir eless   n et w o r k   tech n o lo g y   is   m a in l y   u s ed   in   th n ea r   d is ta n w ir eless   co n n ec t io n .   I h as  its   o w n   ag r ee m en s ta n d ar d   to   co m m u n icate   b et w ee n   s e v er al  th o u s an d   s m all   s e n s o r s .   T h es s en s o r s   o n l y   n ee d   v er y   li ttle  en er g y .   T h e y   p ass   th d ata  th r o u g h   t h r ad io   w a v f r o m   s e n s o r   to   an t h er   in   th f o r m   o f   r ela y ,   th er ef o r th e y   co m m u n icate   with   an   e x tr e m b y   h ig h   ef f icie n c y   w ir ele s s   co n n ec tio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S   Vo l.  6 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 1 7 :   42     48   42   W SNs   w er o r i g in al l y   m o ti v ated   b y   m ilit ar y   ap p licatio n s   f o r   i n s ta n ce   b att lef ie ld   s u r v eil lan ce .   T o d ay ,   W SNs   h a s   o b v io u s   as ce n d an c y   o v er   tr ad itio n al  w ir ed   s en s o r s   an d   b ec o m o n o f   th h o ttes r esear c h   d ir ec tio n s   o f   co m p u ter   s cien c in   ad d itio n   ar ea s ,   in c lu d i n g   in d u s tr ial  co n tr o l,  e n v ir o n m e n m o n ito r in g ,   h o m e   au to m at io n ,   an d   tr af f ic  co n t r o l.  W ir eless   Sen s o r   Net w o r k   to   m o n i to r in g   m ec h an ica l   s y s te m   o p er atio n   co n d itio n s   an d   f a u lt  d ia g n o s i s   h a s   b ee n   s i g n i f ica n tl y   ap p lied .   W ca n   m o n ito r   m ec h an i ca e q u ip m e n t s   b y   W ir eless   Se n s o r   Net w o r k .   I w o u ld   h e lp   u s   to   co n v e n ie n tl y   a n d   q u ic k l y   lear n   it s   o p er atin g   co n d itio n s ,   a n d   an al y ze   t h p o ten tia l f a u lt c o r r ec tl y ,   w h ich   w i ll e n h a n ce   th ef f icien c y   o f   eq u ip m e n m ain t en an ce .       2.   SYST E M   DE SI G N   2 . 1 .   Wirele s s   Sens o Net w o r k   St ruct ure   T h s en s o r   n et w o r k   s y s te m   o f te n   in cl u d es  s e n s o r   n o d es,  s i n k   n o d es,  w ir eless   b r id g a n d   m a n a g e m e n t   n o d es,  as  s h o w n   in   Fi g u r 1 .   T h er ar lar g n u m b er   o f   s e n s o r   n o d es r an d o m l y   d ep lo y e d   in   t h s en s o r   f ield .   T h ey   m a y   f o r m   n et w o r k   in   s el f - o r g a n ized   w a y .   Se n s o r   n o d es  lo ca ted   i n   th s en s o r   f ie ld   co llect  m ec h a n ical   eq u ip m en t   s tat u s   at  th s ce n t h r o u g h   ac ce ler atio n   s e n s o r ,   w h ich   ar s e n to   th I n ter n et  a n d   f i n all y   to   t h e   tas k   m a n ag e m en ce n tr a f ter   b ei n g   d ig ital l y   p r o ce s s ed .   C o n v er s el y ,   t h e   tas k   m a n ag e m e n t   ce n tr ca n   also   s e n d   co m m a n d s   to   s en s o r   n o d es  t h r o u g h   th e   w id ar ea   n et w o r k   an d   w ir ele s s   L A N   to   m o n ito r   th m ec h a n ical  eq u ip m e n s tat u s .   C u r r en tl y ,   th er ar s o m tech n o lo g ies  to   ac h iev W SN,  in cl u d in g   Z i g B ee ,   WI - Fi,  B lu eto o th   a n d   o th e r   t ec h n o lo g ies.  O f   t h ab o v th r ee   tech n o lo g ie s ,   w ch o o s w c h o o s Z ig B ee   tech n o lo g y   a s   t h w ir eles s   c o m m u n icatio n   ap p r o ac h   w h i ch   is   t h m o s w id el y   u s ed   an d   h as  th lo w e s d ev elo p in g   co s t s .           Fig u r 1 .   Sen s o r   Net w o r k   A r c h itect u r e         2 . 2   H a rdw a re   Desig n   W ir eless   ac ce ler atio n   s e n s o r   n o d es  u s ed   i n m ec h a n ical  eq u i p m e n s tat u s   m o n ito r i n g   co n s i s ts   o f   t w o   p ar ts s in k   n o d ( co o r d in ato r )   an d   r o u ter   ( o r   R FD) .   C o o r d in ato r   is   m ai n l y   r esp o n s ib le  f o r   b u ild in g   a   w ir ele s s   lo ca ar ea   ac ce ler atio n   s e n s o r   n et w o r k   f o r   p ac k et   r o u ti n g   a n d   i n d ir ec n e w s   f o r w ar d in g   [ 3 ] .   T h task   o f   th R o u ter   an d   R FD  i s   to   r ec eiv ac q u is itio n   d ata  co m m a n d   f r o m   co o r d in ato r   an d   s en d   th e   ac ce ler atio n   v al u o f   th r ee   d ir ec tio n s   to   t h e   co o r d in ato r   p er io d ically .   T h s tr u ct u r o f   w ir e less   ac ce ler a tio n   s e n s o r   n o d es  is   s h o w n   in   Fi g u r 2. T h C PU  u s ed   in   t h co o r d i n ato r   is   NXP   Sem ico n d u cto r s   L P C 2 4 7 8 ,   w h ic h   is   d esig n ed   to   p r o v id e   h an d - h e ld   d ev ices  an d   g e n er al   ap p licatio n s   w i th   lo w - p o w er ,   an d   h ig h - p er f o r m a n ce   m icr o c o n tr o ller   s o lu tio n .   T h L P C 2 4 7 8   m icr o co n tr o ller   h as   5 1 2   k B   o f   o n - c h ip   h i g h - s p ee d   f la s h   m e m o r y ,   w h ich   in cl u d es  a   s p ec ial   128 - b it  w id m e m o r y   in ter f a ce   an d   ac ce ler ato r   ar ch itectu r th at  en ab le s   th C P to   ex ec u te  s eq u e n tial   in s tr u ctio n s   f r o m   f las h   m e m o r y   at  t h m a x i m u m   7 2   MH s y s te m   c lo ck   r ate.   T h L P C 2 4 7 8   ca n   ex ec u te  b o th   32 - b it  A R an d   1 6 - b it  T h u m b   i n s tr u ctio n s .   T h L P C 2 4 7 8   h as  th h ar ac ter is tics   o f   r ea l - ti m d eb u g   in ter f ac e s   t h at   in c lu d b o th   J T A an d   e m b ed d ed   tr ac e.   T h L P C 2 4 7 8   o f f er s   o u t s tan d i n g   f ea tu r es   w it h   a n   L C co n tr o ller ,   1 0 /1 0 0   E t h er n et  Me d ia  A cc e s s   C o n tr o ller   ( MA C ) ,   USB   f u ll - s p ee d   Dev ice/Ho s t/OT C o n tr o ller   w it h   4   k B   o f   e n d p o in R A M,   f o u r   U AR T s ,   t w o   C o n tr o ller   A r ea   Net w o r k   ( C A N )   ch an n els,  a n   SP I   in ter f ac e,   t w o   S y n ch r o n o u s   S er ial  P o r ts   ( SS P ) ,   th r ee   I 2 C   in ter f ac e s ,   an d   an   I 2 i n ter f a ce .   T h ese  f ea tu r es   m ak e   th is   d e v ice  o p ti m a ll y   s u ited   f o r   p o r tab le  elec tr o n ics  an d   P o in t - of - Sa le  ( P OS)   ap p licatio n s   [ 4 ] .   I n   ad d itio n al,   w ir eless   m o d u le  ( Z i g B ee )   is   co n n ec ted   o n   t h L P C 2 4 7 8   p r o ce s s o r   v ia  U AR T .   E th er n et  m o d u le  is   co n n ec ted   o n   th L P C 2 4 7 8   p r o ce s s o r   v ia  SP I ,   w h ich   c an   s en d s   d ata  to   th s er v er   o f   co n tr o ce n ter   b y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ AA S   I SS N:  2252 - 8814       Desig n   o f W i r eles s   A cc elera ti o n   S en s o r   N o d es …   ( G.   V a msh iK is h o r e )   43   I n ter n et.   T h co r co m p o n e n t s   o f   th r o u ter   ( o r   R FD)   ar C C 2 4 3 0   an d   t h r ee - a x is   ac ce le r o m eter   ADX L 3 3 0 .   T h C C 2 4 3 0   in clu d es  a   co n f i g u r ab le  r eso l u tio n   ADC  ( 7   to   1 2   b its )   w it h   e x ter n al   eig h t - ch an n el.   W it h   t h is ,   th er is   n o   n ee d   f o r   an   ad d itio n   o f   A co n v er s io n   d ev ice  in   ex ter n al  s y s te m .   At  VS  3 V,   th e   o u tp u o f   t h A D XL 3 3 0   t y p icall y   v ar ies  0 to   3 V.   B ec au s th A DX L 3 3 0   h as  p r o v is io n s   f o r   b an d   li m iti n g   th XO UT ,   YOUT ,   an d   Z OUT   p in s ,   t h e   ca p ac ito r s   m u s b ad d ed   at  th ese  p i n s   to   i m p le m e n lo w p as s   f ilter i n g   f o r   an tialia s i n g   a n d   n o i s r ed u ctio n .   T h XOUT ,   YOUT ,   an d   Z OUT   p in s   o f   t h A DX L 3 3 0   ar e   co n n ec ted   o n   th e   C C 2 4 3 0   v ia  th r ee   ch a n n els  ADC to   g et  t h th r ee - a x is   ac ce l er atio n .             Fig u r 2 .   B lo ck   Diag r a m   o f   W ir eless   Se n s o r   Net w o tk   No d e       2 . 3   Wi rel es s m odul e           F i g u r e 3 .   W ir eless   Mo d u le C ir cu it       T h s en s o r   n o d es  ar r esp o n s ib le  f o r   co llecti n g   m ec h an ic al  eq u ip m e n t   s tat u s   i n   s e n s o r   f ield   a n d   i m p le m en t   t h ti m el y   tr an s m i s s io n   o f   d ata.   I n   o u r   p r o j ec t,  th C C 2 4 3 0   [ 5 ]   is   c h o o s in g   a s   Z i g B ee   w ir eles s   m o d u le.   T h C C 2 4 3 0   is   tr u r eso lu tio n   to   S y s te m - on - C h ip   ( So C )   an d   h i g h l y   s u ited   f o r   s y s te m s   w h er u ltra   lo w   p o w er   co n s u m p tio n   i s   r eq u ir ed .   T h C C 2 4 3 0   co m b i n es  th e x ce lle n t   p er f o r m an ce   o f   t h lead i n g   C C 2 4 2 0   R tr a n s ce i v er   w i th   a n   h i g h   p er f o r m a n ce   a n d   lo w   p o w er   8 0 5 1   m icr o co n tr o ller   co r e,   3 2 /6 4 /1 2 8   KB   f las h   m e m o r y ,   8   KB   R A an d   m an y   o t h er   p o w er f u f ea t u r es.   Af ter   p o w er   u p ,   C C 2 4 3 0   d o es  b asic  h ar d w ar e   in itial izatio n   a n d   d eter m in e s   w h et h er   to   b co n f ig u r ed   as  a   n et w o r k   co o r d in ato r   o r   ter m i n al  n o d es  ac co r d in g   to   th r ea l sit u a tio n .   Af ter   th at ,   s en s o r   n o d es c an   co llect  a n d   s en d   d ata.   Fig u r 3   s h o w s   cir c u it o f   C C 2 4 3 0 .     2 . 4   Acc eler o m et er s   m o du le   2 . 4 . 1 Acc eler o m et er   m ea s ur e m e nt  princi ple   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S   Vo l.  6 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 1 7 :   42     48   44   W h en   t h s e n s o r   r e m ai n ed   r elativ el y   s tat ic,   d u to   g r av it y ,   t h is   ac ce ler atio n   s e n s o r   o u tp u an   eq u al  an d   o p p o s ite  ac ce ler atio n   ac tin g   a g ai n s t t h ac ce ler atio n   o f   g r av it y .   T h o u tp u t s ig n al  o f   t h r ee - a x is   ac ce ler o m eter   d ep en d s   o n   t h an g le  o f   th t h r ee   s e n s it iv a x es r elativ to   g r a v it y .         F i g u r e 4 .   Usi n g   a T ri - ax is   Acc e ler o m eter   with   T h r ee A x es  f o r   Me asu r in g   T ilt       Fig u r 4   s h o w s   x ,   y   an d   ac ce ler o m e ter   ax es  tilt   r elati v to   g r av it y .   θ,   φ  an d   γ   r ep r esen th an g le s   th at   t h x ,   y   an d   ac ce ler o m et er   m ax e s   m ak e   w it h   t h f i x ed   r e f er en ce   g r av it y .   T h ese  a n g le s   ca n   b e   ca lc u lated   as th f o llo w in g :                                 ( 1 )     W h er v x ,   v y   a n d   v ar t h o u tp u v o lta g s i g n a l f r o m   th x ,   y ,   a n d   ax es o f   ac ce ler o m e ter ; k   is   t h e   s en s iti v it y   o f   th ac ce ler o m et er g   is   th g r av it y   ac ce ler ati o n w h e n   th ac ce ler atio n   is   0 ,   v 0   is   th e   o u tp u t   v o ltag o f   ac ce ler o m eter .   Fin d   th in v er s o f   t h ab o v f u n ct io n s :                                   ( 2 )     Sin ce   v x ,   v y   a n d   v ar k n o wn ,   it  is   i m p o r tan to   k n o w   th o u tp u v o ltag f r o m   x ,   y ,   an d   ax es  o f   th e   ac ce ler o m e ter .   W h e n   w m ea s u r th o u tp u v o ltag e,   w ca n   co m p u te  th a n g le  o f   tilt   ( θ,   φ  an d   γ )   in   f o r m u la  ( 2 ) .   B y   an al y zi n g   th e   s tatic  an d   d y n a m ic  p r o ce s s es,   m ec h a n ical  eq u ip m e n s ta tu s   m o n ito r i n g   ca n   b e   ar r iv ed   at.     2 . 4 . 2 .   Accelero meters  m o dul ha rdw a re d es i g n   T h A D XL 3 3 0   is   s m a ll,  t h i n ,   lo w   p o w er ,   co m p lete   3 - a x i s   ac ce ler atio n   m ea s u r e m e n s y s te m   o n   a   s in g le  m o n o lit h ic  I C .   I ca n   m ea s u r th s ta tic  ac ce ler atio n   o f   g r a v it y   i n   tilt - s e n s in g   ap p licatio n s ,   as   w ell  a s   d y n a m ic  ac ce ler atio n   r es u lti n g   f r o m   m o tio n ,   s h o ck ,   o r   v ib r atio n   w ith   m i n i m u m   f u ll - s ca le   r an g o f   ± 3 g   [ 6 ] .   I co n tain s   p o l y s ilico n   s u r f ac m icr o m ac h i n ed   s e n s o r   an d   s ig n al  co n d it io n i n g   cir cu itr y   to   i m p le m e n a n   o p en - lo o p   ac ce ler atio n   m ea s u r e m en t   ar ch itect u r e.   T h o u tp u s ig n al s   ar e   an alo g   v o ltag e s   t h at  ar e   p r o p o r tio n al  to   ac ce ler atio n .   T h u s er   s elec ts   th b an d w id t h   o f   th e   ac ce ler o m eter   b y   ad d in g   t h ca p ac ito r s   at  th XOUT ,   YOUT ,   an d   Z OUT   p in s ,   w h ic h   i m p r o v es  m e asu r e m en t   r eso l u tio n   an d   h el p s   p r ev en aliasi n g .   B an d w id t h s   ca n   b s elec ted   to   s u it  th ap p licati o n ,   w i th   r a n g e   o f   0 . 5   Hz  to   1 , 6 0 0   Hz  f o r   an d   ax e s ,   an d   r an g o f   0 . 5   Hz  to   5 5 0   Hz  f o r   th Z   a x is . T h e   ac ce ler o m eter   m o d u le  is   s h o w n   in   Fig u r 5.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ AA S   I SS N:  2252 - 8814       Desig n   o f W i r eles s   A cc elera ti o n   S en s o r   N o d es …   ( G.   V a msh iK is h o r e )   45       Fig u r 5 .   A cc ele r o m eter   Mo d u le  C ir c u it       2 . 5 .   So f t wa re   des ig n   2 . 5 . 1 .   So f t w a re   des ig n o f   w ir eless   m o d ule   T h e   s o f t w ar d es ig n   o f   w ir ele s s   m o d u le   is   b ased   o n   R o b er R ee s e s   MSST A T E _ I R W P A p r o to co l   s tack ,   w h o   i s   t h p r o f es s o r   o f   Mis s is s ip p s tate   u n i v er s it y   o f   U n ited   State s .   P r o to co l   s tac k   s u p p o r ts   f o r   co o r d in ato r   n o d e,   r o u ter   n o d es  an d   R ed u ce d   Fu n ctio n   De v ice  ( R FD )   n o d es.  T h tr ee   r o u tin g   al g o r ith m s   w h ic h   ca n   f o r m   s i m p le  n e t wo r k   an d   m o r co m p lex   s tar   tr ee   n et w o r k   is   u s ed   i n   p r o to co l   s tack .     T h s p ec if ic  s o f t w ar f ea tu r es  o f   w ir ele s s   m o d u le  ar e:  C o o r d in ato r   b u ild   w ir ele s s   lo ca ar ea   ac ce ler atio n   s e n s o r   n et w o r k ,   w h ic h   m a in l y   r esp o n s ib le  f o r   p ac k et  r o u tin g   a n d   in d ir ec n e w s   f o r w ar d in g ;   On ce   r o u ter   an d   R FD  r ec eiv e   ac q u is itio n   d ata  co m m a n d   f r o m   co o r d in ato r   af ter   r o u ter   a n d   R FD  j o in in g   th e   co r r esp o n d in g   w ir eles s   ac ce le r atio n   s en s o r   n et w o r k ,   i w ill  s en d   t h ac ce ler atio n   v al u o f   th r ee   d ir ec tio n   to   th co o r d in ato r   p er i o d ically .   I n   o r d er   to   r ed u ce   th p o w er   co n s u m p tio n   o f   th s y s te m ,   co o r d in ato r   n o d is   in   s leep   s tat u s   b ef o r th ti m i n g   ti m ar r iv e s   at.   T h R FD  an d   r o u ter   ar also   in   s leep   s tat u s   b ef o r th d at ac q u is itio n   co m m a n d   ar r iv es  at.   I n   ad d itio n ,   r o u ter   also   p lay s   t h r o le  o f   d ata  r ela y   tr an s m is s io n   i n   t h w h o le   n et w o r k .   Sp ec i f ic  n o d s o f t w a r f lo w   c h ar is   s h o w n   i n   Fi g u r 6.   I n   o r d er   to   en s u r t h at  t h s en d i n g   p ac k et  i s   r ec eiv ed   b y   d esti n atio n   n o d e,   i tak es  th co n f ir m atio n   r esp o n s m ec h a n is m   o f   A P la y er   in   th d esig n   o f   th e   ap p licatio n   o f   th w ir ele s s   m o d u le.   I f   th s e n d er   h as  n o r ec eiv ed   th co n f ir m at io n   r esp o n s w it h i n   th e   p r escr ib ed   tim a f ter   s en d i n g   th d ata  p ac k et,   it  w ill   s e n d   ag ai n .   W h e n   th e   f ai lu r i s   u p   to   f iv ti m es,  t h e   o p er atio n   is   in v a lid .   I n   ad d itio n ,   to   g u ar an tee  th q u a lit y   o f   w ir eles s   s e n s o r   n et w o r k ,   R FD  an d   r o u ter   w ill   r eg u lar l y   s e n d   P in g   co m m a n d   to   p ar en n o d to   d eter m i n if   I   a m   s ti ll  ass o ciat ed .   A cc o r d in g   t o   MSST A T E _ L R W P A p r o to co s tack   an d   p r ac tical  ap p li ca tio n   o f   n o d es  in   m ec h an ic al  eq u ip m en s tatu s   m o n ito r i n g ,   co o r d in ato r ,   r o u ter   an d   R FDf o r m   r elati v el y   co m p lex   tr ee   n e t w o r k .   T h d ir ec m es s ag tr a n s f er   m o d i s   u s ed   b et w ee n   co o r d in ato r   an d   o th er   w ir eles s   s e n s o r   n o d e .           Fig u r 6 .   Flo w   C h ar t W ir eles s   Sen s o r   Net w o r k   No d e’ s   So f t w ar e   2 . 6 .     So f t wa re   des ig n f o L P C2 4 7 8   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S   Vo l.  6 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 1 7 :   42     48   46   2 . 6 . 1 .   μC/O S - II   T h er ar e   m a n y   e m b ed d ed   o p er atin g   s y s te m   ca n   b s el ec ted   f o r   th s o f t w ar ar ch i tectu r o f   L P C 2 4 7 8   m icr o co n tr o ller ,   s u ch   a s   L in u x ,   W in d o w s   C E ,   eCo s   an d   μ C /OS - I I .   Fo r   th f u ll  f u n ct io n al   e m b ed d ed   o p er atin g   s y s te m   ( L i n u x ,   W i n d o w s   C E ) ,   th e   s o f t w ar d es ig n   a n d   d ev elo p m en w ill  b v er y   ea s y ,   b u t h e m b ed d ed   o p er atin g   s y s te m   its el f   w ill   co n s u m a   lo o f   C P a n d   m e m o r y   r eso u r c es.   T h ese  w i ll  lead   to   h i g h   co s t   an d   p o w er   co n s u m p t io n .   So ,   w c h o o s μ C /OS - I I .   μ C /O S - I I ,   T h R ea l - T i m Ker n el,   i s   a   h ig h l y   p o r tab le,   R OM ab le,   v er y   s ca lab le,   p r ee m p tiv r ea l - ti m m u ltit a s k in g   k er n el   R T OS  f o r   m icr o p r o ce s s o r s ,   m icr o co n tr o ller s   an d   DSP s [ 7 ] .   Of f er i n g   u n p r ec ed en ted   ea s e - of - u s e,   μ C /O S - I I   is   d eli v er ed   w it h   co m p lete  1 0 0 ANSI   C   s o u r ce   co d [ 8 ] .   μ C /OS - I I   m an ag e s   u p   to   2 5 0   ap p licatio n   task s   an d   p r o v id e s   th f o llo w i n g   s er v ices:   s e m a p h o r es;  ev e n t   f lag s m u t u al - e x clu s io n   s e m ap h o r es   t h at  el i m i n ate  u n b o u n d ed   p r io r ity   i n v er s io n s m es s ag e   m ailb o x e s   an d   q u eu e s ta s k ,   ti m e   a n d   ti m er   m a n ag e m e n t;  an d   f i x ed   s ized   m e m o r y   b lo c k   m a n ag e m e n t.  μ C /OS - I I   ca n   p r esen v er y   s m al l   f o o tp r in ( b et w ee n   5   Kb y te s   to   2 4   Kb y tes)   f o r   s p ac e - co n s tr ai n ed   e m b ed d ed   d esig n s .   T h e x ec u tio n   ti m f o r   m o s t   s er v ices   p r o v id ed   b y   μ C /OS - I I   is   b o th   co n s ta n t a n d   d eter m i n i s tic,   w h ich   d o   n o t d ep en d   o n   th n u m b er   o f   task s   r u n n i n g   i n   t h ap p licatio n .     2 . 7 .   I m ple m ent a t io n   W p o r ted   μ C /OS - I I   o p er atin g   s y s te m   o n   th e   NXP   Se m ico n d u cto r s   L P C 2 4 7 8   p latf o r m   an d   th e   E m b ed d ed   Op er atin g   S y s te m   ( E OS)   s u p p o r ts   lo o f   k e r n el  f u n ctio n s   to   h a n d les  i n t er r u p t,  ti m er ,   tas k   s ch ed u le  a n d   r eso u r ce s   m an a g e m en o f   h ar d w ar e.   W h e n   th e   p latf o r m   p o w er ed   u p ,   t h e   in i ti aliza tio n   p r o g r a m ,   w h ic h   is   e x ec u tab le  a n d   r esid en i n   th F las h   m e m o r y   w i ll,   r u n   f ir s tl y   an d   i n itial ize  th m ai n   p er ip h er als  o f   th C P U,   an d   th e n   te s t h d e v ice  s ec o n d l y .   Af ter   t h at  s o m task   is   cr ea ted ,   s u c h   as  User   I n ter f ac ( UI )   ta s k ,   d ata  ac q u is it io n   ta s k ,   d ata  tr a n s m i s s io n   tas k ,   d ata  p r o ce s s i n g   tas k   a n d   s o   o n .   F in al l y ,   s t ar th e s tas k s .   T h s tr u ct u r o f   s o f t w ar ca n   b s e en   in   Fig u r   7           Fig u r 7 .   Fir m w ar B ased   o n   µc /Os - I i M u lt i - t a s k in g   Op er at in g   S y s te m       3.   E XP E R I M E NT S AN RE S UL T S   T h w ir eless   s en s o r   n et w o r k   is   b u ilt  w it h   t h w ir eless   ac ce ler atio n   s en s o r   n o d es  in   th l ab o r ato r y .   T h p er f o r m a n ce   f o r   w ir eles s   ac ce ler atio n   s e n s o r   n o d e,   w ir eless   s en s o r   n et w o r k   a n d   th r ee - ax is   ac ce ler o m eter   A D XL 3 3 0   p er f o r m an ce   i s   test ed .   T h w h o le  s y s te m   test   p lat f o r m   is   s h o w n   i n   Fi g u r 8.           Fig u r 8 .   T esti n g   P latf o r m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ AA S   I SS N:  2252 - 8814       Desig n   o f W i r eles s   A cc elera ti o n   S en s o r   N o d es …   ( G.   V a msh iK is h o r e )   47   T o   test   th w ir eles s   s e n s o r   n et w o r k   n o d e,   w ir eles s   s e n s o r   n et w o r k   p lat f o r m   is   b u ild .   T h p latf o r m   in cl u d es  P C ,   t w o   w ir eles s   ac ce ler atio n   s en s o r   n o d es,  an d   th r ee   C C 2 4 3 0   d ev elo p m en b o ar d .   Ser ial   d eb u g g i n g   as s is ta n t i s   u s ed   f o r   s o f t w ar test .   T h p ar t o f   test   d ata  is   s h o w n   in   Fig u r 9.           Fig u r e   9 .   Net w o r k   T o p o lo g y   o f   W ir eless   A cc eler atio n   Se n s o r   Net w o r k ,   ( 2 )   th R f d   ( 0 x 0 0 1 4 )   Data   to   th R o u ter   ( 0 x 0 0 0 2 )       T o   test   th p er f o r m a n ce   o f   th r ee - ax is   ac ce ler atio n   s en s o r   ADXL 3 3 0 ,   an   ex p er i m en w h ic h   is   b ased   o n   th th r ee - a x is   ac ce ler o m ete r   A DX L 3 3 0   in   th s i x   d if f er e n s p ac p o s itio n s   i s   b u ilt.  T h r esu lts   o f   C C 2 4 3 0   A / ch a n n el s   f o r   ac ce ler atio n   d ata  ar p r esen ted   in   tab le  1 .       T ab le  1 .   test   d ata  ( V s 3 v ,   X out 0 g ,   Y out 1 g ,   Z out =0 g )         4.   CO NCLU SI O N   I n   th i s   p ap er ,   th d esig n   o f   t h w ir eless   ac ce ler atio n   s en s o r   n o d es  u s ed   in   m ec h an ical  eq u ip m e n t   s tatu s   m o n ito r i n g   is   p r o p o s ed   b y   p o r tin g   t h M SS T A T E I _ R W P A p r o to co s tack   o n   C C 2 4 3 0 .   T h e   s en s o r   n o d es  d esig n   is   d i v id ed   in to   co o r d in ato r   an d   r o u ter   ( o r   R FD)   p ar t.  C o o r d in ato r   is   m ai n l y   r esp o n s ib le  f o r   f o r m i n g   th e   r o o o f   th e   n et wo r k   tr ee   an d   b r id g i n g   to   o th e r   n et w o r k s .   T h ta s k   o f   t h er o u ter   is   to   ac as  a n   in ter m ed iate  r o u ter ,   p as s i n g   o n   d ata  f r o m   o th er   d e v ices.   T h f u n ctio n ali t y   o f   R FD   i s   j u s to   talk   to   t h p ar en t   n o d e.   T h ese  w ir ele s s   s e n s o r   n o d es  ca n   co n v e n ie n tl y   f o r m   lo w   co s t,  lo w tr a n s m is s io n   r ate,   h ig h   ef f icie n c y   w ir ele s s   n et w o r k ,   w h ic h   ca n   m o n ito r   th e   m ec h a n ical   eq u i p m e n t   s ta tu s   at   s o m te s p o i n t.  T h e x p er i m e n t   r esu lt  s h o w s   t h w ir eless   s e n s o r   n o d es  an d   w ir ele s s   s e n s o r   n et w o r k   p er f o r m a n ce   is   s tab le   an d   h as   lo w   p ac k e t   lo s s   r ate.   I t c an   b w id el y   u s e d   in   o th er   m o n ito r in g   ar ea s .       RE F E R E NC E S   [1 ]   M in g   Zh a n g ,   " A   No v e En e rg y   Ba lan c e d   Dy n a m i c   Ro u ti n g   P r o to c o Ba se d   o n   P ro b a b il it y   in   W irele ss   S e n so Ne tw o k s" ,   J CIT J o u rn a o C o n v e rg e n c e   In fo rm a t io n   T e c h n o l o g y ,   V o l .   6 ,   No .   3 ,   p p .   1 0 - 1 7 ,   2 0 1 1 .   [2 ]   W e L IU,  Yu h u a   YA N,  " A p p li c a ti o n   o f   Zi g Be e   W irele s S e n so Ne tw o rk   in   S m a rt  Ho m e   S y ste m " ,   IJ ACT   :   In ter n a t io n a J o u rn a o A d v a n c e me n ts  in   C o mp u ti n g   T e c h n o l o g y ,   V o l .   3 ,   No .   5 ,   p p .   1 5 4 - 1 6 0 ,   2 0 1 1 .   [3 ]   M e iq ian   Ye ,   T ian d in g   Ch e n ,   Ch a n g h o n g   Yu ,   " Zi g Be e - b a se d   P o sit io n i n g   a n d   Na v ig a ti o n   S y ste m   f o Ro b o t" ,   J CIT J o u rn a o Co n v e rg e n c e   In f o rm a t io n   T e c h n o lo g y ,   V o l .   6 ,   No .   1 ,   p p .   1 3 5 - 1 4 6 ,   2 0 1 1 .     [4 ]   Zh a o b o   L ian g ,   Ya n ru Du ,   Ru n h u a   L iu ,   Bin   X ie,  Jin   He ,   " De sig n   a n d   re a li z a ti o n   o f   L CD   d riv e m o d u le  b a s e d   o n   L P C2 4 7 8 " ,   E lec tric P o we r A u t o m a ti o n   E q u i p me n t ,   Vo l.   3 0 ,   No .   7 ,   p p .   1 3 7 - 1 4 0 ,   2 0 1 0 .     [5 ]   Jia n   HU ,   Ha i x W U,  S h u g u a n g   Y E,   L in g   L I,   Ga n g y a n   L I,   " Re s e a r c h   a n d   Im p le m e n tatio n   o f   T a x C a ll in g - Re sp o n se   M e th o d   b a se d   o n   Zi g Be e " ,   J DCT A:  In ter n a ti o n a J o u r n a o Dig it a Co n te n T e c h n o lo g y   a n d   it Ap p li c a ti o n s ,   Vo l .   5 ,   No .   8 ,   p p .   9 2 - 1 0 0 ,   2 0 1 1 .   [6 ]   A n e Weiss ,   T a li a   H e r m a n ,   M e ir  P lo t n ik ,   M a ri n a   Bro z g o l,   In b a M a id a n ,   Nir   G il a d i,   T a n y a   G u re v ich ,   Je ff re y   M .   Ha u sd o rf f ,   " Ca n   a n   a c c e lero m e te e n h a n c e   t h e   u ti li ty   o f   th e   T im e d   Up   &   G o   T e st  w h e n   e v a lu a ti n g   p a ti e n ts  w it h   P a rk in so n ' s d ise a se ? " ,   M e d ica En g i n e e rin g   a n d   P h y sic s ,   Vo l.   3 2 ,   No .   2 ,   p p .   1 1 9 - 1 2 5 ,   2 0 1 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.