Under de senaste åren har en effektiv design av ett trådlöst sensornätverk blivit ett ledande forskningsområde. En sensor är en anordning som reagerar och detekterar någon typ av ingång från både de fysiska eller miljömässiga förhållandena, såsom tryck, värme, ljus etc. Utgången från sensorn är i allmänhet en elektrisk signal som överförs till en styrenhet för vidare bearbetning .

Trådlösa sensornätverk (WSN)

Ett trådlöst sensornätverk kan definieras som ett nätverk av enheter som kan kommunicera den information som samlats in från ett övervakat fält via trådlösa länkar. Data vidarebefordras genom flera noder, och med en gateway är data ansluten till andra nätverk som trådlöst Ethernet .

Trådlösa sensornätverk

WSN är ett trådlöst nätverk som består av basstationer och antal noder (trådlösa sensorer). Dessa nätverk används för att övervaka fysiska eller miljömässiga förhållanden som ljud, tryck, temperatur och samordna data genom nätverket till huvudplatsen som visas i figuren.

WSN-nätverkstopologier

För radiokommunikationsnät innehåller WSN: s struktur olika topologier som de som anges nedan.

Topologier för trådlösa sensornätverk

Star Topologies

Stjärntopologi är en kommunikationstopologi där varje nod ansluts direkt till en gateway. En enda gateway kan skicka eller ta emot ett meddelande till flera avlägsna noder. Instar topologier, noder får inte skicka meddelanden till varandra. Detta möjliggör kommunikation med låg latens mellan fjärrnoden och gatewayen (basstationen).

På grund av dess beroende av en enda nod för att hantera nätverket måste gatewayen ligga inom radiosändningsområdet för alla enskilda noder. Fördelen inkluderar möjligheten att hålla fjärrnodernas energiförbrukning till ett minimum och helt enkelt under kontroll. Nätverkets storlek beror på antalet anslutningar som görs till navet.

Trädtopologier

Trädtopologi kallas också som en kaskadstjärntopologi. I trädtopologier ansluter varje nod till en nod som placeras högre i trädet och sedan till gatewayen. Den största fördelen med trädtopologin är att expansionen av ett nätverk lätt kan vara möjlig, och även felavkänning blir lätt. Nackdelen med detta nätverk är att det är starkt beroende av busskabeln om det går sönder, hela nätverket kommer att kollapsa.

“4 -kanals fjärrkontroll kretsschema ”

Mesh Topologier

Mesh-topologierna tillåter överföring av data från en nod till en annan, vilket ligger inom dess radiosändningsområde. Om en nod vill skicka ett meddelande till en annan nod, som ligger utanför radiokommunikationsområdet, behöver den en mellanliggande nod till vidarebefordra meddelandet till önskad nod. Fördelen med denna mesh-topologi inkluderar enkel isolering och detektering av fel i nätverket. Nackdelen är att nätverket är stort och kräver enorma investeringar.

Typer av WSN: er (trådlösa sensornätverk)

Beroende på miljön, typer av nätverk beslutas så att de kan distribueras under vattnet, under jorden, på land och så vidare. Olika typer av WSN: er inkluderar:

Terrestriska WSN
Underjordiska WSN
Undervattensnätverk
Multimedia WSN: er
Mobila WSN

1. Markbundna WSN

Markbundna WSN kan kommunicera basstationer effektivt och består av hundratals till tusentals trådlösa sensornoder som antingen är strukturerade (ad hoc) eller strukturerade (förplanerade). I ett ostrukturerat läge är sensornoderna slumpmässigt fördelade inom målområdet som släpps från ett fast plan. Det förplanerade eller strukturerade läget tar hänsyn till optimal placering, rutnätsplacering och 2D, 3D-placeringsmodeller.

I denna WSN, den batterikraft är dock begränsat är batteriet utrustat med solceller som en sekundär strömkälla. Energibesparingen för dessa WSN: er uppnås genom att använda lågtidscykeloperationer, minimera förseningar och optimal dirigering, och så vidare.

2. Underjordiska WSN

Underjordiska trådlösa sensornätverk är dyrare än de markbundna WSN: erna när det gäller distribution, underhåll och utrustningskostnadsöverväganden och noggrann planering. WSN-nätverken består av flera sensornoder som är dolda i marken för att övervaka underjordiska förhållanden. För att vidarebefordra information från sensornoderna till basstationen finns ytterligare sinknoder ovanför marken.

Underjordiska WSN

De underjordiska trådlösa sensornätverken som är utplacerade i marken är svåra att ladda. Det är svårt att ladda sensorbatterinoder med begränsad batteriström. Utöver detta gör den underjordiska miljön trådlös kommunikation till en utmaning på grund av den höga dämpningsnivån och signalförlusten.

3. Under vatten-WSN

Mer än 70% av jorden är upptagen med vatten. Dessa nätverk består av flera sensornoder och fordon som används under vattnet. Autonoma undervattensfordon används för att samla in data från dessa sensornoder. En utmaning med kommunikation under vattnet är en lång fortplantningsfördröjning och bandbredd och sensorfel.

Under vatten WSN

Under vatten är WSN-enheter utrustade med ett begränsat batteri som inte kan laddas eller bytas ut. Frågan om energibesparing för WSN under vatten involverar utvecklingen av undervattenskommunikation och nätverksteknik.

4. Multimedia WSN: er

Trådlösa multimedia-sensornätverk har föreslagits för att möjliggöra spårning och övervakning av händelser i form av multimedia, såsom bildbehandling, video och ljud. Dessa nätverk består av billiga sensornoder utrustade med mikrofoner och kameror. Dessa noder är sammankopplade med varandra via en trådlös anslutning för datakomprimering, datahämtning och korrelation.

Multimedia WSN: er

Utmaningarna med multimedia WSN inkluderar hög energiförbrukning, höga bandbreddskrav, databehandling och komprimeringstekniker. Utöver detta kräver multimediainnehåll hög bandbredd för att innehållet ska kunna levereras ordentligt och enkelt.

5. Mobila WSN

Dessa nätverk består av en samling sensornoder som kan flyttas på egen hand och kan interageras med den fysiska miljön. Mobilnoderna kan beräkna sinnet och kommunicera.

De mobila trådlösa sensornätverken är mycket mer mångsidiga än de statiska sensornätverken. Fördelarna med MWSN jämfört med statiska trådlösa sensornätverk inkluderar bättre och förbättrad täckning, bättre energieffektivitet, överlägsen kanalkapacitet och så vidare.

Begränsningar av trådlösa sensornätverk

Har mycket liten lagringskapacitet - några hundra kilobyte
Har en blygsam processorkraft - 8 MHz
Fungerar inom kort kommunikationsområde - förbrukar mycket ström
Kräver minimal energi - begränsar protokoll
Ha batterier med en begränsad livslängd
Passiva enheter ger lite energi

Trådlösa sensornätverk

“vad är jag i en krets ”

Dessa nätverk används i miljöspårning, såsom skogsdetektering, djurspårning, upptäckt av översvämningar, prognoser och väderprognoser, och även i kommersiella applikationer som seismisk aktivitetsprognos och övervakning.
Militära applikationer , såsom spårning och miljöövervakningstillämpningar använder dessa nätverk. Sensornoder från sensornätverk tappas till intresseområdet och fjärrstyrs av en användare. Fiendespårning, säkerhetsdetekteringar utförs också med hjälp av dessa nätverk.
Hälsoapplikationer, såsom spårning och övervakning av patienter och läkare använder dessa nätverk.
De vanligaste trådlösa sensornätverksapplikationerna inom transportsystem som övervakning av trafik, dynamisk routningshantering och övervakning av parkeringsplatser etc. använder dessa nätverk.
Snabb nödåtgärd, industriell processövervakning , automatiserad byggnadsklimatkontroll, övervakning av ekosystem och livsmiljöer, civil strukturell hälsoövervakning etc., använder dessa nätverk

Det här handlar om trådlösa sensornätverk och deras applikationer. Vi tror att informationen om alla olika typer av nätverk hjälper dig att lära känna dem bättre för dina praktiska krav. Bortsett från detta, för ytterligare information om trådlös SCADA , frågor och tvivel angående detta ämne eller elektriska och elektroniska projekt , och eventuella förslag, vänligen kommentera eller skriv till oss i kommentarsektionen nedan.

Fotokrediter