Pēdējos gados bezvadu sensoru tīkla efektīva konstrukcija ir kļuvusi par vadošo pētījumu jomu. Sensors ir ierīce, kas reaģē un nosaka kāda veida ievadi gan no fiziskajiem, gan vides apstākļiem, piemēram, spiediena, siltuma, gaismas utt. Sensora izeja parasti ir elektrisks signāls, kas tiek nosūtīts kontrolierim tālākai apstrādei .

Bezvadu sensoru tīkli (WSN)

Bezvadu sensoru tīklu var definēt kā tādu ierīču tīklu, kas var bezvadu saitēs nodot informāciju, kas iegūta no novērotā lauka. Dati tiek pārsūtīti caur vairākiem mezgliem, un ar vārteju dati tiek savienoti ar citiem tīkliem, piemēram bezvadu Ethernet .

Bezvadu sensoru tīkli

WSN ir bezvadu tīkls, kas sastāv no bāzes stacijām un mezglu skaita (bezvadu sensori). Šie tīkli tiek izmantoti, lai uzraudzītu fiziskos vai vides apstākļus, piemēram, skaņu, spiedienu, temperatūru, un kooperatīvi nodod datus caur tīklu galvenajā atrašanās vietā, kā parādīts attēlā.

WSN tīkla topoloģijas

Radiosakaru tīklos WSN struktūra ietver dažādas topoloģijas, piemēram, zemāk norādītās.

Bezvadu sensoru tīkla topoloģijas

Zvaigžņu topoloģijas

Zvaigžņu topoloģija ir sakaru topoloģija, kur katrs mezgls savienojas tieši ar vārteju. Viena vārteja var nosūtīt vai saņemt ziņojumu uz vairākiem attāliem mezgliem. Instar topoloģijas, mezgliem nav atļauts sūtīt ziņojumus viens otram. Tas ļauj zema latentuma sakarus starp attālo mezglu un vārteju (bāzes staciju).

Tā kā vārtejai ir atkarība no viena mezgla, lai pārvaldītu tīklu, vārtejai jābūt visu atsevišķo mezglu radiopārraides diapazonā. Priekšrocība ietver iespēju minimizēt un vienkārši kontrolēt attālo mezglu enerģijas patēriņu. Tīkla lielums ir atkarīgs no centrmezgla izveidoto savienojumu skaita.

Koku topoloģijas

Koku topoloģiju sauc arī par kaskādes zvaigžņu topoloģiju. Koku topoloģijās katrs mezgls savienojas ar mezglu, kas ir novietots augstāk kokā, un pēc tam ar vārteju. Koka topoloģijas galvenā priekšrocība ir tā, ka tīkla paplašināšana var būt viegli iespējama, un arī kļūdu noteikšana kļūst vienkārša. Šī tīkla trūkums ir tāds, ka, ja tas saplīst, tas lielā mērā paļaujas uz kopnes kabeli, viss tīkls sabruks.

Acs topoloģijas

Acs topoloģijas ļauj datus pārsūtīt no viena mezgla uz otru, kas atrodas tā radio pārraides diapazonā. Ja mezgls vēlas nosūtīt ziņojumu citam mezglam, kas atrodas ārpus radiosakaru diapazona, tam ir nepieciešams starpposma mezgls, pārsūtīt ziņojumu uz vēlamo mezglu. Šīs acs topoloģijas priekšrocība ietver ērtu tīkla izolāciju un bojājumu noteikšanu. Trūkums ir tāds, ka tīkls ir liels un prasa milzīgas investīcijas.

WSN veidi (bezvadu sensoru tīkli)

Atkarībā no vides, tīklu veidi tiek nolemti tā, lai tos varētu izvietot zem ūdens, pazemē, uz sauszemes utt. Dažādi WSN veidi ietver:

Zemes WSN
Pazemes WSN
Zemūdens WSN
Multivides WSN
Mobilie WSN

1. Zemes WSN

Virszemes WSN spēj efektīvi sazināties ar bāzes stacijām, un tie sastāv no simtiem līdz tūkstošiem bezvadu sensoru mezglu, kas izvietoti vai nu nestrukturēti (ad hoc), vai strukturēti (iepriekš plānoti). Nestrukturētā režīmā sensoru mezgli tiek nejauši sadalīti mērķa apgabalā, kas tiek nomests no fiksētas plaknes. Iepriekš plānots vai strukturēts režīms ņem vērā optimālo izvietojumu, režģa izvietojumu un 2D, 3D izvietojuma modeļus.

Šajā WSN akumulatora enerģija ir ierobežots, tomēr akumulators ir aprīkots ar saules baterijām kā sekundāro enerģijas avotu. Šo WSN enerģijas ietaupījums tiek panākts, izmantojot zemas slodzes cikla darbības, samazinot kavēšanos un optimālu maršrutēšanu utt.

“daļēja un pilna saskaitītāja atšķirība ”

2. Pazemes WSN

Pazemes bezvadu sensoru tīkli ir dārgāki nekā zemes WSN attiecībā uz izvietošanu, uzturēšanu, aprīkojuma izmaksām un rūpīgu plānošanu. WSN tīkli sastāv no vairākiem sensoru mezgliem, kas ir paslēpti zemē, lai uzraudzītu pazemes apstākļus. Lai pārsūtītu informāciju no sensoru mezgliem uz bāzes staciju, papildu izlietnes mezgli atrodas virs zemes.

Pazemes WSN

Zemē izvietotos pazemes bezvadu sensoru tīklus ir grūti uzlādēt. Sensora akumulatora mezglus, kas aprīkoti ar ierobežotu akumulatora enerģiju, ir grūti uzlādēt. Papildus tam pazemes vide padara bezvadu sakarus par izaicinājumu augsta vājināšanās un signāla zuduma dēļ.

3. Zem ūdens WSN

Vairāk nekā 70% zemes aizņem ūdens. Šie tīkli sastāv no vairākiem sensoru mezgliem un transportlīdzekļiem, kas izvietoti zem ūdens. Datu vākšanai no šiem sensoru mezgliem tiek izmantoti autonomi zemūdens transportlīdzekļi. Zemūdens sakaru izaicinājums ir ilga izplatīšanās aizture, joslas platuma un sensora kļūmes.

“12v laika aiztures releja shēmas shēma ”

Zem ūdens WSN

Zem ūdens WSN ir aprīkoti ar ierobežotu akumulatoru, kuru nevar uzlādēt vai nomainīt. Jautājums par enerģijas saglabāšanu zemūdens WSN ietver zemūdens sakaru un tīklu veidošanas metožu izstrādi.

4. Multivides WSN

Ir ierosināti multivides bezvadu sensoru tīkli, lai varētu izsekot un uzraudzīt notikumus multivides veidā, piemēram, attēlu, video un audio. Šie tīkli sastāv no zemu izmaksu sensoru mezgliem, kas aprīkoti ar mikrofoniem un kamerām. Šie mezgli ir savstarpēji savienoti, izmantojot bezvadu savienojumu, datu saspiešanai, datu izgūšanai un korelācijai.

Multivides WSN

Multivides WSN izaicinājumi ietver lielu enerģijas patēriņu, lielas joslas platuma prasības, datu apstrādi un saspiešanas paņēmienus. Papildus tam multivides saturam ir nepieciešams liels joslas platums, lai saturs tiktu piegādāts pareizi un ērti.

5. Mobilie WSN

Šie tīkli sastāv no sensoru mezglu kopuma, kurus var pārvietot patstāvīgi un kurus var mijiedarboties ar fizisko vidi. Mobilie mezgli var aprēķināt jēgu un sazināties.

Mobilie bezvadu sensoru tīkli ir daudz universālāki nekā statisko sensoru tīkli. MWSN priekšrocības salīdzinājumā ar statiskajiem bezvadu sensoru tīkliem ietver labāku un uzlabotu pārklājumu, labāku energoefektivitāti, izcilu kanālu jaudu utt.

Bezvadu sensoru tīklu ierobežojumi

Ir ļoti maz krātuves ietilpības - daži simti kilobaitu
Piemīt neliela apstrādes jauda-8MHz
Darbojas īsā sakaru diapazonā - patērē daudz enerģijas
Nepieciešama minimāla enerģija - ierobežo protokolus
Ir akumulatori ar ierobežotu kalpošanas laiku
Pasīvās ierīces nodrošina maz enerģijas

Bezvadu sensoru tīklu lietojumprogrammas

Šie tīkli tiek izmantoti vides izsekošanai, piemēram, mežu noteikšanai, dzīvnieku izsekošanai, plūdu noteikšanai, prognozēšanai un laika apstākļu prognozēšanai, kā arī komerciāliem lietojumiem, piemēram, seismisko aktivitāšu prognozēšanai un uzraudzībai.
Militāri pieteikumi , piemēram, izsekošanas un vides uzraudzības uzraudzības lietojumprogrammas, izmanto šos tīklus. Sensoru mezgli no sensoru tīkliem tiek nomesti uz interešu lauku, un lietotājs tos attālināti kontrolē. Izmantojot šos tīklus, tiek veikta arī ienaidnieku izsekošana, drošības noteikšana.
Veselības lietojumprogrammas, piemēram, pacientu un ārstu izsekošana un uzraudzība, izmanto šos tīklus.
Transporta sistēmu jomā visbiežāk izmantotās bezvadu sensoru tīklu lietojumprogrammas, piemēram, satiksmes uzraudzība, dinamiskā maršruta vadība un autostāvvietu uzraudzība uc, izmanto šos tīklus.
Ātra ārkārtas reaģēšana, rūpniecisko procesu uzraudzība , šo tīklu izmanto automatizēta ēku klimata kontrole, ekosistēmu un biotopu monitorings, civilā strukturālā veselības uzraudzība utt.

Tas viss attiecas uz bezvadu sensoru tīkliem un to lietojumprogrammām. Mēs ticam, ka informācija par visiem dažāda veida tīkliem palīdzēs jums tos labāk iepazīt atbilstoši jūsu praktiskajām vajadzībām. Papildus tam, lai iegūtu papildinformāciju par bezvadu SCADA , vaicājumi un šaubas par šo tēmu vai elektriskie un elektroniskie projekti , un kādi ieteikumi, lūdzu, komentējiet vai rakstiet mums zemāk esošajā komentāru sadaļā.

Fotoattēlu kredīti