Mga Wireless Sensor Network at ang kanilang mga Aplikasyon

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Sa mga nagdaang taon ang isang mahusay na disenyo ng isang Wireless Sensor Network ay naging isang nangungunang lugar ng pagsasaliksik. Ang Sensor ay isang aparato na tumutugon at nakakakita ng ilang uri ng pag-input mula sa kapwa pisikal at pangkapaligiran na kondisyon, tulad ng presyon, init, ilaw, atbp. Ang output ng sensor ay karaniwang isang de-koryenteng signal na ipinapadala sa isang controller para sa karagdagang pagproseso .

Mga Wireless Sensor Network (WSN)

Ang isang wireless sensor network ay maaaring tukuyin bilang isang network ng mga aparato na maaaring makipag-usap sa impormasyong nakalap mula sa isang sinusubaybayang larangan sa pamamagitan ng mga wireless link. Ang data ay ipinapasa sa pamamagitan ng maraming mga node, at may isang gateway, ang data ay konektado sa iba pang mga network tulad ng wireless Ethernet .




Mga Wireless Sensor Network

Mga Wireless Sensor Network

Ang WSN ay isang wireless network na binubuo ng mga base station at bilang ng mga node (mga wireless sensor). Ginagamit ang mga network na ito upang subaybayan ang mga kondisyong pisikal o pangkapaligiran tulad ng tunog, presyon, temperatura, at co-operative na ipasa ang data sa pamamagitan ng network sa pangunahing lokasyon tulad ng ipinakita sa pigura.



Mga Paksa sa WSN Network

Para sa mga network ng komunikasyon sa radyo, ang istraktura ng isang WSN ay may kasamang iba't ibang mga topolohiya tulad ng naibigay sa ibaba.

Topologie ng Wireless Sensor Network

Mga Topology ng Wireless Sensor Network

Mga Star Topology

Ang Star topology ay isang topology ng komunikasyon, kung saan ang bawat node ay kumokonekta nang direkta sa isang gateway. Ang isang solong gateway ay maaaring magpadala o makatanggap ng isang mensahe sa maraming mga remote node. Mga instant na topology, hindi pinapayagan ang mga node na magpadala ng mga mensahe sa bawat isa. Pinapayagan nito ang mga komunikasyon na mababa ang latency sa pagitan ng remote node at ng gateway (base station).

Dahil sa pag-asa nito sa isang solong node upang pamahalaan ang network, ang gateway ay dapat na nasa loob ng saklaw ng paghahatid ng radyo ng lahat ng mga indibidwal na node. Kasama sa kalamangan ang kakayahang panatilihin ang pagkonsumo ng kuryente ng mga remote node sa isang minimum at kontrolado lamang. Ang laki ng network ay nakasalalay sa bilang ng mga koneksyon na ginawa sa hub.


Mga Topology ng Puno

Ang topology ng puno ay tinatawag ding cascaded star topology. Sa mga topology ng puno, ang bawat node ay kumokonekta sa isang node na inilalagay nang mas mataas sa puno, at pagkatapos ay sa gateway. Ang pangunahing bentahe ng topology ng puno ay ang pagpapalawak ng isang network na maaaring madaling posible, at din ang pagtuklas ng error ay nagiging madali. Ang kawalan sa network na ito ay umaasa ito nang malaki sa bus cable kung masira ito, ang lahat ng network ay babagsak.

Mga Topology ng Mesh

Pinapayagan ng mga topology ng Mesh ang paghahatid ng data mula sa isang node patungo sa isa pa, na nasa loob ng saklaw ng paghahatid ng radyo. Kung nais ng isang node na magpadala ng isang mensahe sa isa pang node, na wala sa saklaw ng komunikasyon sa radyo, kailangan nito ng isang intermediate node upang ipasa ang mensahe sa nais na node. Ang bentahe ng mesh topology na ito ay may kasamang madaling paghihiwalay at pagtuklas ng mga pagkakamali sa network. Ang kawalan ay ang network ay malaki at nangangailangan ng malaking pamumuhunan.

Mga uri ng WSN (Wireless Sensor Networks)

Nakasalalay sa kapaligiran, ang mga uri ng network ay napagpasyahan upang ang mga iyon ay maaaring mai-deploy sa ilalim ng tubig, sa ilalim ng lupa, sa lupa, at iba pa. Kabilang sa iba't ibang uri ng WSNs:

  1. Mga terrestrial na WSN
  2. Mga Underground WSN
  3. Mga WSN sa ilalim ng dagat
  4. Mga Multimedia WSN
  5. Mga Mobile WSN

1. Mga terrestrial WSN

Ang terrestrial WSNs ay may kakayahang makipag-usap nang mahusay sa mga istasyon ng base, at binubuo ng daan-daang hanggang libu-libong mga wireless sensor node na na-deploy alinman sa hindi nakaayos (ad hoc) o nakabalangkas (Nauna nang) paraan. Sa isang hindi nakaayos na mode, ang mga sensor node ay random na ipinamamahagi sa loob ng target na lugar na nahulog mula sa isang nakapirming eroplano. Isinasaalang-alang ng nakaayos o nakabalangkas na mode ang pinakamainam na pagkakalagay, pagkakalagay ng grid, at 2D, mga modelo ng paglalagay ng 3D.

Sa WSN na ito, ang lakas ng baterya limitado subalit, ang baterya ay nilagyan ng solar cells bilang pangalawang mapagkukunan ng kuryente. Ang pangangalaga ng Enerhiya ng mga WSN na ito ay nakakamit sa pamamagitan ng paggamit ng mga pagpapatakbo ng cycle ng mababang tungkulin, pagliit ng mga pagkaantala, at pinakamainam na pagruruta, at iba pa.

2. Mga Underground WSN

Ang mga network ng wireless sensor ng ilalim ng lupa ay mas mahal kaysa sa mga terrestrial WSN sa mga tuntunin ng pag-deploy, pagpapanatili, at pagsasaalang-alang sa gastos sa kagamitan at maingat na pagpaplano. Ang mga network ng WSN ay binubuo ng maraming mga sensor node na nakatago sa lupa upang masubaybayan ang mga kondisyon sa ilalim ng lupa. Upang i-relay ang impormasyon mula sa mga node ng sensor sa base station, ang mga karagdagang sink node ay matatagpuan sa itaas ng lupa.

Mga Underground WSN

Mga Underground WSN

Ang mga network ng mga wireless sensor ng ilalim ng lupa na ipinakalat sa lupa ay mahirap na muling magkarga. Ang mga baterya ng sensor ng baterya na nilagyan ng isang limitadong lakas ng baterya ay mahirap na muling magkarga. Bilang karagdagan sa ito, ang kapaligiran sa ilalim ng lupa ay ginagawang isang hamon ang wireless na komunikasyon dahil sa mataas na antas ng pagpapalambing at pagkawala ng signal.

3. Sa ilalim ng Tubig WSNs

Mahigit sa 70% ng mundo ang sinasakop ng tubig. Ang mga network na ito ay binubuo ng maraming mga sensor node at sasakyan na naka-deploy sa ilalim ng tubig. Ginagamit ang mga autonomous na sasakyan sa ilalim ng tubig para sa pagkalap ng data mula sa mga sensor node na ito. Ang isang hamon ng komunikasyon sa ilalim ng dagat ay isang mahabang pagkaantala sa paglaganap, at pagkabigo ng bandwidth at sensor.

Sa ilalim ng Tubig WSNs

Sa ilalim ng Tubig WSNs

Sa ilalim ng dagat, ang WSNs ay nilagyan ng isang limitadong baterya na hindi maaaring muling ma-recharge o mapalitan. Ang isyu ng pagtitipid ng enerhiya para sa mga WSN sa ilalim ng tubig ay nagsasangkot sa pagbuo ng mga diskarteng pang-komunikasyon sa ilalim ng tubig at networking.

4. Mga Multimedia WSN

Ang mga network ng multimedia wireless sensor ay iminungkahi upang paganahin ang pagsubaybay at pagsubaybay ng mga kaganapan sa anyo ng multimedia, tulad ng imaging, video, at audio. Ang mga network na ito ay binubuo ng mga low-cost sensor node na nilagyan ng mga mikropono at camera. Ang mga node na ito ay magkakaugnay sa bawat isa sa isang wireless na koneksyon para sa compression ng data, pagkuha ng data, at ugnayan.

Mga Multimedia WSN

Mga Multimedia WSN

Ang mga hamon sa multimedia WSN ay nagsasama ng mataas na pagkonsumo ng enerhiya, mataas na kinakailangang bandwidth, pagproseso ng data, at mga diskarte sa pag-compress. Bilang karagdagan dito, ang mga nilalaman ng multimedia ay nangangailangan ng mataas na bandwidth para maihatid nang maayos at madali ang mga nilalaman.

5. Mga Mobile WSN

Ang mga network na ito ay binubuo ng isang koleksyon ng mga node ng sensor na maaaring ilipat sa kanilang sarili at maaaring maiugnay sa pisikal na kapaligiran. Ang mga mobile node ay maaaring makalkula ang kahulugan at makipag-usap.

Ang mga mobile wireless sensor network ay higit na maraming nalalaman kaysa sa mga static sensor network. Ang mga kalamangan ng MWSN sa mga static na wireless network ng sensor ay may kasamang mas mahusay at pinabuting saklaw, mas mahusay na kahusayan ng enerhiya, nakahihigit na kapasidad ng channel, at iba pa.

Mga limitasyon ng Mga Wireless Sensor Network

  1. Nagtataglay ng napakaliit na kapasidad sa pag-iimbak - ilang daang kilobytes
  2. Magkaroon ng katamtamang pagpoproseso ng kapangyarihan-8MHz
  3. Gumagana sa maikling hanay ng komunikasyon - kumokonsumo ng maraming lakas
  4. Nangangailangan ng kaunting enerhiya - pinipigilan ang mga protokol
  5. Magkaroon ng mga baterya na may isang may hangganang buhay
  6. Ang mga passive device ay nagbibigay ng kaunting enerhiya

Mga Application ng Wireless Sensor Networks

Mga Application ng Wireless Sensor Networks

Mga Application ng Wireless Sensor Networks

  • Ang mga network na ito ay ginagamit sa mga pagsubaybay sa kapaligiran, tulad ng pagtuklas ng kagubatan, pagsubaybay sa hayop, pagtuklas ng baha, pagtataya at prediksyon sa panahon, at pati na rin sa mga aplikasyon sa komersyo tulad ng hula at pagsubaybay sa aktibidad ng seismic.
  • Mga aplikasyon ng militar , tulad ng pagsubaybay at pagsubaybay sa kapaligiran ng mga aplikasyon ng pagsubaybay na gumagamit ng mga network na ito. Ang mga node ng sensor mula sa mga network ng sensor ay nahulog sa larangan ng interes at malayo ay kinokontrol ng isang gumagamit. Ang pagsubaybay ng kaaway, ang mga pagtuklas ng seguridad ay ginaganap din sa pamamagitan ng paggamit ng mga network na ito.
  • Ang mga aplikasyon sa kalusugan, tulad ng Pagsubaybay at pagsubaybay sa mga pasyente at doktor ay gumagamit ng mga network na ito.
  • Ang mga pinaka-madalas na ginagamit na mga application ng mga wireless sensor network sa larangan ng mga sistema ng Transport tulad ng pagsubaybay sa trapiko, pamamahala ng pabago-bagong pagruruta, at pagsubaybay sa mga paradahan, atbp.
  • Mabilis na tugon sa emergency, pagsubaybay sa proseso ng industriya , awtomatikong pagbuo ng kontrol sa klima, pagsubaybay sa ecosystem at tirahan, pagsubaybay sa kalusugan ng istruktura ng sibil, atbp.

Ito ay tungkol sa mga wireless sensor network at kanilang mga application. Naniniwala kami na ang impormasyon tungkol sa lahat ng magkakaibang uri ng mga network ay makakatulong sa iyo na higit na malaman ang mga ito para sa iyong mga praktikal na kinakailangan. Bukod dito, para sa karagdagang impormasyon tungkol sa wireless SCADA , mga query, at pag-aalinlangan tungkol sa paksang ito o elektrikal at elektronikong mga proyekto , at anumang mga mungkahi, mangyaring magkomento o sumulat sa amin sa seksyon ng komento sa ibaba.

Mga Kredito sa Larawan

  • Mga Wireless Sensor Network ng dolcera
  • Mga Wireless Topology ng Wireless Sensor Network ng ni
  • Mga Underground WSN ni amrita
  • Sa ilalim ng Tubig WSNs ni jurdak
  • Mga Multimedia WSN ni hindi mahahalata