Langattomat anturiverkot ja niiden sovellukset

Langattomat anturiverkot ja niiden sovellukset

Viime vuosina langattoman anturiverkon tehokkaasta suunnittelusta on tullut johtava tutkimusalue. Sensori on laite, joka reagoi ja havaitsee tietyntyyppisen tulon sekä fyysisistä että ympäristöolosuhteista, kuten paineesta, lämmöstä, valosta jne. Anturin lähtö on yleensä sähköinen signaali, joka lähetetään ohjaimelle jatkokäsittelyä varten .



Langattomat anturiverkot (WSN)

Langaton anturiverkko voidaan määritellä laitteiden verkoksi, joka voi välittää valvotulta kentältä kerätyt tiedot langattomien linkkien kautta. Tiedot välitetään useiden solmujen kautta, ja yhdyskäytävän kanssa data on kytketty muihin verkkoihin, kuten langaton Ethernet .


Langattomat anturiverkot

Langattomat anturiverkot





WSN on langaton verkko, joka koostuu tukiasemista ja solmujen lukumäärästä (langattomat anturit). Näitä verkkoja käytetään fyysisten tai ympäristöolosuhteiden, kuten äänen, paineen, lämpötilan, seurantaan ja tietojen välittämiseen verkon kautta verkon kautta pääpaikkaan kuvan osoittamalla tavalla.

WSN-verkon topologiat

Radioviestintäverkoissa WSN: n rakenne sisältää erilaisia ​​topologioita, kuten alla esitetyt.



Langaton anturiverkon topologia

Langattoman anturin verkkotopologiat

Tähtitopologiat

Tähtitopologia on tietoliikennetopologia, jossa kukin solmu muodostaa yhteyden suoraan yhdyskäytävään. Yksi yhdyskäytävä voi lähettää tai vastaanottaa sanoman useille etäisolmuille. Instar-topologioiden perusteella solmut eivät saa lähettää viestejä toisilleen. Tämä mahdollistaa matalan viiveen viestinnän etäsolmun ja yhdyskäytävän (tukiaseman) välillä.

Koska yhdyskäytävä on riippuvainen yhdestä solmusta verkon hallitsemiseksi, sen on oltava kaikkien yksittäisten solmujen radion lähetysalueella. Etuihin kuuluu kyky pitää etäisolmujen virrankulutus minimissä ja yksinkertaisesti hallinnassa. Verkon koko riippuu keskittimeen tehtyjen yhteyksien määrästä.


Puun topologiat

Puun topologiaa kutsutaan myös CSS-tähtitopologiaksi. Puun topologioissa kukin solmu muodostaa yhteyden solmuun, joka on sijoitettu korkeammalle puuhun, ja sitten yhdyskäytävään. Puun topologian tärkein etu on, että verkon laajentaminen voi olla helposti mahdollista ja myös virheiden havaitseminen on helppoa. Tämän verkon haittana on, että se luottaa suuresti väyläkaapeliin, jos se katkeaa, koko verkko romahtaa.

Mesh-topologiat

Mesh-topologiat mahdollistavat datan siirron solmusta toiseen, joka on sen radiolähetysalueella. Jos solmu haluaa lähettää viestin toiselle solmulle, joka on radioviestintäalueen ulkopuolella, se tarvitsee välisolmun välitä viesti edelleen haluttuun solmuun. Tämän verkkotopologian etuna on helppo eristäminen ja vikojen havaitseminen verkossa. Haittana on, että verkko on suuri ja vaatii suuria investointeja.

WSN-verkkotyypit (langattomat anturiverkot)

Ympäristöstä riippuen tietyntyyppiset verkot päätetään niin, että ne voidaan sijoittaa veden alle, maan alle, maalle ja niin edelleen. Erilaisia ​​WSN-verkkotyyppejä ovat:

  1. Maanpäälliset WSN: t
  2. Maanalaiset WSN: t
  3. Vedenalainen WSN
  4. Multimedia-WSN: t
  5. Mobiili WSN

1. Maanpäälliset WSN: t

Maanpäälliset WSN-laitteet pystyvät kommunikoimaan tukiasemien kanssa tehokkaasti, ja ne koostuvat sadoista tuhansiin langattomista anturisolmuista, jotka on otettu käyttöön joko rakenteettomasti (tapauskohtaisesti) tai rakenteellisesti (ennalta suunniteltu). Strukturoimattomassa tilassa anturisolmut jakautuvat satunnaisesti kohdealueelle, joka pudotetaan kiinteältä tasolta. Esisuunniteltu tai strukturoitu tila ottaa huomioon optimaalisen sijoittelun, ruudukon sijoittelun ja 2D, 3D-sijoitusmallit.

Tässä WSN: ssä akkuvirta on kuitenkin rajoitettu, akku on varustettu aurinkokennoilla toissijaisena virtalähteenä. Näiden WSN-laitteiden energiansäästö saavutetaan käyttämällä pienitehoisia toimintoja, minimoimalla viiveet ja optimaalinen reititys jne.

2. Maanalaiset WSN: t

Maanalaiset langattomat anturiverkot ovat kalliimpia kuin maanpäälliset WSN: t käyttöönoton, ylläpidon, laitteiden kustannusten ja huolellisen suunnittelun kannalta. WSN-verkot koostuvat useista anturisolmuista, jotka on piilotettu maahan seuratakseen maanalaisia ​​olosuhteita. Tietojen välittämiseksi anturisolmuista tukiasemaan maanpinnan yläpuolella on muita uppoamissolmuja.

Maanalaiset WSN: t

Maanalaiset WSN: t

Maan alle sijoitettuja maanalaisia ​​langattomia anturiverkkoja on vaikea ladata. Anturin paristosolmuja, joissa on rajoitettu akkuvirta, on vaikea ladata. Tämän lisäksi maanalainen ympäristö tekee langattomasta viestinnästä haasteen korkean vaimennustason ja signaalihäviön vuoksi.

3. Veden alla olevat WSN: t

Yli 70% maapallosta on vedessä. Nämä verkot koostuvat useista anturisolmuista ja veden alla olevista ajoneuvoista. Autonomisia vedenalaisia ​​ajoneuvoja käytetään tietojen keräämiseen näistä anturisolmuista. Vedenalaisen viestinnän haaste on pitkä etenemisviive sekä kaistanleveys- ja anturiviat.

Veden alla WSN

Veden alla WSN

Veden alla WSN-laitteet on varustettu rajoitetulla akulla, jota ei voi ladata tai vaihtaa. Vedenalaisten langattomien verkkojen energiansäästöön liittyy vedenalaisen viestinnän ja verkostointitekniikoiden kehittäminen.

4. Multimedia-WSN: t

Langattomia multimediaanturiverkkoja on ehdotettu tapahtumien seurannan ja seurannan mahdollistamiseksi multimedian muodossa, kuten kuvantaminen, video ja ääni. Nämä verkot koostuvat edullisista anturisolmuista, jotka on varustettu mikrofoneilla ja kameroilla. Nämä solmut ovat yhteydessä toisiinsa langattoman yhteyden kautta tietojen pakkaamista, tietojen hakua ja korrelaatiota varten.

Multimedia-WSN: t

Multimedia-WSN: t

Multimedia WSN: n haasteisiin kuuluvat korkea energiankulutus, korkeat kaistanleveysvaatimukset, tietojenkäsittely ja pakkaustekniikat. Tämän lisäksi multimediasisältö vaatii suurta kaistanleveyttä, jotta sisältö toimitetaan oikein ja helposti.

5. Matkapuhelinverkot

Nämä verkot koostuvat joukosta anturisolmuja, joita voidaan siirtää yksin ja olla vuorovaikutuksessa fyysisen ympäristön kanssa. Mobiilisolmut voivat laskea järkeä ja kommunikoida.

Langattomat mobiilianturiverkot ovat paljon monipuolisempia kuin staattiset anturiverkot. MWSN: n etuihin verrattuna staattisiin langattomiin anturiverkkoihin kuuluvat parempi ja parempi peitto, parempi energiatehokkuus, erinomainen kanavakapasiteetti ja niin edelleen.

Langattomien anturiverkkojen rajoitukset

  1. Tallennuskapasiteetti on hyvin pieni - muutama sata kilotavua
  2. Hallussaan vaatimaton käsittelyteho - 8 MHz
  3. Toimii lyhyellä tiedonsiirtoalueella - kuluttaa paljon virtaa
  4. Vaatii vähän energiaa - rajoittaa protokollia
  5. Käytä paristoja, joiden käyttöikä on rajallinen
  6. Passiiviset laitteet tarjoavat vähän energiaa

Langattomat anturiverkkosovellukset

Langattomat anturiverkkosovellukset

Langattomat anturiverkkosovellukset

  • Näitä verkkoja käytetään ympäristön seurantaan, kuten metsän havaitsemiseen, eläinten seurantaan, tulvien havaitsemiseen, ennustamiseen ja sääennusteisiin, ja myös kaupallisissa sovelluksissa, kuten seismisen toiminnan ennustamisessa ja seurannassa.
  • Sotilaalliset sovellukset , kuten seuranta ja ympäristön seurantavalvontasovellukset käyttävät näitä verkkoja. Anturiverkkojen anturisolmut pudotetaan mielenkiintoalueelle, ja käyttäjä ohjaa niitä etänä. Vihollisten seuranta, turvatunnistukset suoritetaan myös näiden verkkojen avulla.
  • Terveyssovellukset, kuten potilaiden ja lääkäreiden seuranta ja seuranta, käyttävät näitä verkkoja.
  • Liikennejärjestelmien yleisimmin käytetyt langattomat anturiverkkosovellukset, kuten liikenteen seuranta, dynaaminen reitityksen hallinta ja pysäköintialueiden valvonta, käyttävät näitä verkkoja.
  • Nopea hätäapu teollisen prosessin seuranta , automaattinen rakennusten ilmastonsäätö, ekosysteemien ja elinympäristöjen seuranta, siviilien rakenteellinen terveystarkkailu jne., käyttävät näitä verkkoja.

Tämä koskee langattomia anturiverkkoja ja niiden sovelluksia. Uskomme, että tiedot kaikista erityyppisistä verkoista auttavat sinua tuntemaan ne paremmin käytännön vaatimuksiasi varten. Tämän lisäksi lisätietoja langaton SCADA , kyselyitä ja epäilyjä tästä aiheesta tai sähköiset ja elektroniset projektit ja mahdolliset ehdotukset, kommentoi tai kirjoita meille alla olevaan kommenttiosioon.

Valokuvahyvitykset

  • Langattomat anturiverkot dolcera
  • Langattoman anturin verkon topologiat ni
  • Maanalaiset WSN: t amrita
  • Veden alla WSN: t jurdak
  • Multimedia WSN: t aineeton