Posljednjih godina učinkovit dizajn bežične senzorske mreže postao je vodeće područje istraživanja. Senzor je uređaj koji reagira i detektira neku vrstu ulaza i iz fizičkih i iz okolišnih uvjeta, poput tlaka, topline, svjetlosti itd. Izlaz senzora je općenito električni signal koji se prenosi na regulator za daljnju obradu .

Bežične senzorske mreže (WSN)

Bežična senzorska mreža može se definirati kao mreža uređaja koji putem bežičnih veza mogu komunicirati informacije prikupljene iz nadziranog polja. Podaci se prosljeđuju kroz više čvorova, a pristupnikom su podaci povezani s drugim mrežama poput bežični Ethernet .

Bežične senzorske mreže

WSN je bežična mreža koja se sastoji od baznih stanica i broja čvorova (bežični senzori). Te se mreže koriste za praćenje fizičkih ili okolišnih uvjeta poput zvuka, tlaka, temperature i zajedničkog prolaska podataka kroz mrežu do glavnog mjesta kao što je prikazano na slici.

Topologije WSN mreže

Za radiokomunikacijske mreže, struktura WSN-a uključuje različite topologije poput onih danih u nastavku.

Topologije bežične senzorske mreže

Topologije zvijezda

Topologija zvijezda je komunikacijska topologija, gdje se svaki čvor izravno povezuje s pristupnikom. Jedan pristupnik može poslati ili primiti poruku na nekoliko udaljenih čvorova. U neposrednoj topologiji, čvorovi ne smiju međusobno slati poruke. To omogućuje komunikaciju s malim kašnjenjem između udaljenog čvora i pristupnika (bazne stanice).

Zbog ovisnosti o jednom čvoru za upravljanje mrežom, pristupnik mora biti unutar dometa radio prijenosa svih pojedinačnih čvorova. Prednost uključuje mogućnost da se potrošnja energije udaljenih čvorova svede na minimum i jednostavno pod nadzorom. Veličina mreže ovisi o broju veza do čvorišta.

“za što se koriste MOSFET -ovi ”

Topologije stabla

Topologija stabla naziva se i kaskadnom topologijom zvijezda. U topologijama stabla, svaki čvor se povezuje s čvorom koji je postavljen više u stablu, a zatim s pristupnikom. Glavna prednost topologije stabla je u tome što širenje mreže može biti lako moguće, a otkrivanje pogrešaka postaje lako. Nedostatak ove mreže je što se u velikoj mjeri oslanja na kabel sabirnice ako se slomi, sva će se mreža srušiti.

Mrežaste topologije

Mesh topologije omogućuju prijenos podataka s jednog čvora na drugi, koji je unutar dosega radio prijenosa. Ako čvor želi poslati poruku drugom čvoru, koji je izvan dosega radiokomunikacije, potreban mu je srednji čvor za proslijediti poruku do željenog čvora. Prednost ove mrežaste topologije uključuje laku izolaciju i otkrivanje kvarova u mreži. Mana je što je mreža velika i zahtijeva ogromna ulaganja.

Vrste WSN-ova (bežične senzorske mreže)

Ovisno o okolini, vrste mreža odlučuju se tako da se oni mogu rasporediti pod vodom, pod zemljom, na kopnu, i tako dalje. Različite vrste WSN-ova uključuju:

Zemaljski WSN-ovi
Podzemni WSN-ovi
Podvodni WSN-ovi
Multimedijski WSN-ovi
WSN-ovi za mobilne uređaje

1. Zemaljski WSN-ovi

Zemaljski WSN-ovi sposobni su učinkovito komunicirati s baznim stanicama i sastoje se od stotina do tisuća bežičnih čvorova senzora raspoređenih bilo na nestrukturirani (ad hoc) ili strukturirani (unaprijed planirani) način. U nestrukturiranom načinu čvorovi senzora nasumično su raspoređeni unutar ciljanog područja koje je ispušteno iz fiksne ravnine. Unaprijed planirani ili strukturirani način razmatra optimalno postavljanje, postavljanje mreže i 2D, 3D modele postavljanja.

U ovom WSN-u, baterija je ograničeno, međutim, baterija je opremljena solarnim ćelijama kao sekundarnim izvorom napajanja. Ušteda energije ovih WSN mreža postiže se korištenjem operacija s niskim radnim ciklusom, smanjenjem kašnjenja i optimalnim usmjeravanjem itd.

2. Podzemni WSN-ovi

Podzemne bežične senzorske mreže skuplje su od zemaljskih WSN-a u smislu postavljanja, održavanja i razmatranja troškova opreme i pažljivog planiranja. Mreže WSN sastoje se od nekoliko čvorova senzora koji su skriveni u zemlji za praćenje podzemnih uvjeta. Za prijenos podataka od čvorova senzora do bazne stanice, dodatni čvorovi sudopera nalaze se iznad zemlje.

Podzemni WSN-ovi

Teško je napuniti podzemne bežične senzorske mreže postavljene u zemlju. Čvorove baterija senzora opremljene ograničenom snagom baterije teško je napuniti. Uz to, podzemno okruženje čini bežičnu komunikaciju izazovom zbog visoke razine slabljenja i gubitka signala.

“kako napraviti stroboskopsko svjetlo ”

3. Podvodni WSN-ovi

Više od 70% zemlje zauzeto je vodom. Te se mreže sastoje od nekoliko čvorova senzora i vozila postavljenih pod vodom. Za prikupljanje podataka s ovih čvorova senzora koriste se autonomna podvodna vozila. Izazov podvodne komunikacije je dugo kašnjenje širenja, propusnost i kvarovi senzora.

WSN pod vodom

Pod vodom, WSN-ovi su opremljeni ograničenom baterijom koja se ne može napuniti ili zamijeniti. Pitanje očuvanja energije za podvodne mreže vodoopskrbe uključuje razvoj tehnika podvodne komunikacije i umrežavanja.

4. Multimedijski WSN-ovi

Predložene su multimedijske bežične senzorske mreže kako bi se omogućilo praćenje i praćenje događaja u obliku multimedije, kao što su slike, video i audio. Te se mreže sastoje od jeftinih čvorova senzora opremljenih mikrofonima i kamerama. Ti su čvorovi međusobno povezani bežičnom vezom za kompresiju podataka, pronalaženje podataka i korelaciju.

Multimedijski WSN-ovi

“sustavi otvorene i zatvorene petlje ”

Izazovi s multimedijskim WSN-om uključuju visoku potrošnju energije, velike zahtjeve za propusnošću, obradu podataka i tehnike komprimiranja. Uz to, multimedijski sadržaji zahtijevaju veliku propusnost kako bi se sadržaj mogao pravilno i lako isporučiti.

5. Mobilni WSN-ovi

Te se mreže sastoje od zbirke čvorova senzora koji se mogu samostalno premještati i u interakciji s fizičkim okruženjem. Mobilni čvorovi mogu izračunati osjet i komunicirati.

Mobilne bežične senzorske mreže mnogo su svestranije od statičkih senzorskih mreža. Prednosti MWSN-a u odnosu na statičke bežične senzorske mreže uključuju bolju i poboljšanu pokrivenost, bolju energetsku učinkovitost, vrhunski kapacitet kanala itd.

Ograničenja bežičnih senzorskih mreža

Posjeduju vrlo mali kapacitet za pohranu - nekoliko stotina kilobajta
Posjeduju skromnu procesorsku snagu-8MHz
Djeluje u kratkom dometu komunikacije - troši puno energije
Zahtijeva minimalne protokole koji ograničavaju energiju
Imajte baterije s krajnjim vijekom trajanja
Pasivni uređaji daju malo energije

Aplikacije bežičnih senzorskih mreža

Te se mreže koriste u praćenju okoliša, kao što su otkrivanje šuma, praćenje životinja, otkrivanje poplava, predviđanje i predviđanje vremena, a također i u komercijalnim aplikacijama poput predviđanja i praćenja seizmičkih aktivnosti.
Vojne primjene , poput programa za praćenje i nadzor okoliša, koriste ove mreže. Čvorovi senzora iz senzorskih mreža spuštaju se u polje interesa i korisnik ih daljinski kontrolira. Praćenje neprijatelja, sigurnosna otkrivanja također se izvode pomoću ovih mreža.
Primjene u zdravstvu, poput praćenja i praćenja pacijenata i liječnika, koriste se tim mrežama.
Ove mreže koriste najčešće korištene aplikacije bežičnih senzorskih mreža u području transportnih sustava, kao što su nadzor prometa, upravljanje dinamičkim usmjeravanjem i nadzor parkirališta itd.
Brzi hitni odgovor, praćenje industrijskog procesa , automatizirana kontrola klime u zgradama, nadzor ekosustava i staništa, praćenje zdravstvenog stanja civilnih struktura, itd., koriste ove mreže.

Ovo je sve o mrežama bežičnih senzora i njihovim primjenama. Vjerujemo da će vam informacije o svim različitim vrstama mreža pomoći da ih bolje poznajete u skladu sa svojim praktičnim zahtjevima. Osim toga, za dodatne informacije o bežični SCADA , upiti i sumnje u vezi s ovom temom ili električni i elektronički projekti , i bilo kakve prijedloge, komentirajte ili nam pišite u odjeljku za komentare u nastavku.

Foto bodovi