WSN (רשת חיישנים אלחוטיים) הוא חיישן המופץ במרחב, המשמש לניטור התנאים הפיזיים כמו גם תנאי הסביבה כמו קול, טמפרטורה, הלחץ להעביר את המידע שלהם דרך הרשת למקום הראשי. הרשתות הנוכחיות דו כיווניות, ומאפשרות גם שליטה על פעילות החיישנים. הפיתוח של n / w's אלה הוא בהשראת יישומים צבאיים. ה יישומים של רשתות חיישנים אלחוטיות כרוך בעיקר בצרכן ובתעשייה כגון ניטור בריאות של מכונה, בקרה וניטור של התהליך התעשייתי ופרויקטים של רשתות חיישנים אלחוטיות. ה- WSN מיוצר עם מאות ואלפי צמתים, כאשר כל צומת מחובר באמצעות חיישנים בודדים או מרובים. כל צומת כולל חלקים שונים כמו משדר רדיו עם אנטנה, מעגל חשמלי , מיקרו-בקר, ומקור אנרגיה. מאמר זה מפרט את פרויקטים של רשת חיישנים אלחוטיים לסטודנטים להנדסה.
פרויקטים של רשת חיישנים אלחוטיים לסטודנטים להנדסה
עבודת הפרויקט מציעה מספר הזדמנויות לסטודנטים להנדסה ללמוד דברים חשובים ולשפר את הידע המעשי. כל מי ששואף להיות מהנדס מן המניין חייב לדרוש ידע נוסף יחד עם הידע בנושא.
לכן, על סטודנט להנדסה להשיג ידע מעשי רב יותר באמצעות גישה למידה פרגמטית באמצעות עבודות פרוייקט כגון פרויקטים אלקטרוניים . לפיכך, מאמר זה דן בכמה פרויקטים חדשים של רשתות חיישנים אלחוטיות ו פרויקטים לתקשורת לסטודנטים בשנה האחרונה בהנדסה בשנים 2014-2015.
פרויקטים של רשת חיישנים אלחוטיים
רשת חיישנים אלחוטית הפרויקטים כוללים יישומי רשתות חיישנים אלחוטיים כגון SCADA אלחוטי, אוטומציה ביתית של זיגבי, שנאי מערכת ניטור בריאות , וכולי.
SCADA אלחוטי מבוסס רשת אלחוטית
לא ניתן להשיג שליטה ידנית על מספר רב של תהליכים רציפים המתרחשים בענפים. המערכת המוצעת נועדה להשיג ולשלוט בתהליכים המרובים בתעשיות רחבות היקף באמצעות פיקוח. ה- SCADA היא אחת הטכנולוגיות הגדולות בתחום פרויקטים אלקטרוניים בסיסיים המשמש לניטור האזור המרוחק ללא הפרעות אנושיות.
בפרויקט זה, באמצעות ארבעה חיישני טמפרטורה נוצרו כפרויקטים של רשתות חיישנים אלחוטיות, הנמצאים במקומות שונים. אם טמפרטורת החיישן עולה בנקודת ההגדרה של ממשק המשתמש, אז הממסר עשוי להפעיל ולכבות את התנור (עומס מנורה) כדי לשמור על הטמפרטורה שנקבעה. במערכת SCADA, סוגים שונים של חיישנים יכול לשמש למספר מערכות בקרה
SCADA אלחוטי מבוסס רשת אלחוטית
מערכת ניטור מרחוק מבוססת XBEE
זה פשוט פרויקט מיני לתלמידי ECE אשר נועד להגן על השנאי על ידי ניטור הפרמטרים של גנרטור / שנאי כגון זרם, מתח וטמפרטורה דרך מכשירי החישה כמו שנאי זרם, חיישן טמפרטורה ושנאי פוטנציאלי, בהתאמה, ולפקח עליהם ממיקום מרוחק באמצעות תקשורת אלחוטית של זיגבי .
מערכת ניטור מרחוק מבוססת XBEE
שלושה חיישנים קבועים בקצה המשדר ויוצרים פרויקטים של רשת חיישנים אלחוטית עם טווח מסוים של כל פרמטר. אם פרמטרים אלה חורגים מהגבולות הקבועים, אז המשדר שולח אות לקצה המקבל על ידי משדר ה- XBEE. כדי להחליף עומס אזהרה באמצעות ממסר ומתריע בפני המשתמש באמצעות מודול קולי.
ניטור מרחוק מבוסס XBEE של 3 פרמטרים על בריאות שנאי / גנרטור
מערכת זו משמשת להשגת פרמטרים כמו מתח, זרם, טמפרטורת שנאי חלוקה באמצעות מכשירי המדידה או רשת החיישנים כגון חיישן טמפרטורה, שנאי פוטנציאל וזרם להעברת ערכים אלה למיקום מרוחק באמצעות טכנולוגיית זיגבי אלחוטי .
ניטור בריאות שנאי מרחוק מבוסס XBEE
זהו פרויקט רשתות חיישנים אלחוטיות בו רשת החיישנים מקובעת בקצה המשדר עם טווח מסוים של כל פרמטר. אם פרמטרים אלה חורגים מהגבולות הקבועים, אז המשדר שולח אות לקצה המקבל באמצעות משדר ה- XBEE. כדי להחליף את העומס על ידי הממסר ולהציג את ההודעה על גבי LCD.
יישומים רפואיים המבוססים על רשתות חיישנים אלחוטיות
כיום מערכת הבריאות מורכבת ביותר. המערכת המוצעת נועדה לספק פתרונות אולטימטיביים לבריאות באמצעות רשתות חיישנים אלחוטיות. מערכת מוצעת זו משמשת לניטור בריאותו של המטופל באמצעות שימוש אלחוטי טכנולוגיית RF .
זו שיטה מייגעת מאוד. במודול העברת מערכת זה המוצע קורא ברציפות את טמפרטורת גופו של המטופל דרך חיישן טמפרטורה דיגיטלי, מציג אותו על גבי מסך ה- LCD ושולח אותו למיקרו-בקר המעביר את הנתונים הסידוריים המקודדים באוויר באמצעות RF (תדר רדיו) דרך מודול RF. .
יישומים רפואיים המבוססים על רשתות חיישנים אלחוטיות
מערכת מבוססת חיישנים אלחוטיים לצריכת אנרגיה ביתית
מערכת מבוססת-חיישנים אלחוטיים אלחוטית משמשת במכשירים ביתיים הדורשים אנרגיה גבוהה כמו מוצרים לבנים, מכשירי שמע / וידאו, ציוד תקשורת, מערכות מיזוג אוויר, חימום ומערכת קירור, ההופכים את בתנו לאחד האזורים הקריטיים ביותר. להשפעת צריכת האנרגיה בסביבה הטבעית. זיגבי בית אוטומטי הוא פרויקט מיני פשוט לתלמיד ece אשר ניתן ליישם לבקרה אוטומטית של מכשירי חשמל ביתיים
מערכת מבוססת חיישנים אלחוטיים לצריכת אנרגיה ביתית
יישום מבוסס סלולרי ו- WSN ליצירת ניטור שדות חקלאי והגנת צמחים לייצור יבול בר קיימא והפחתת עוני
רשתות חיישנים אלחוטיות (WSN) צמחו מהתקדמות בתחומי טכנולוגיית מערכת מיקרו-אלקטרו-מכנית (MEMS) , תקשורת אלחוטית, ו- אלקטרוניקה דיגיטלית . מכשירי WSN קטנים בגודלם, בעלות נמוכה ודורשים כוח נמוך כדי לעבוד. המבנה הבסיסי של צמתים של חיישני WSN כפי שזוהה מוצג באיור
רשת חיישנים ניידת ואלחוטית
ישנם ארבעה רכיבים עיקריים המרכיבים צומת חיישנים. החלקים הם בעיקר יחידת חישה, יחידת עיבוד, יחידת תמסורת ויחידת כוח. תלוי בסוג היישום, בצומת חיישנים עשויים להיות חלקים נוספים כגון מצב, מציאת מערכת, התגייסות ומחולל חשמל.
יחידת החישה בדרך כלל לוקחת את הנטל של חישה ואיסוף נתוני חיישנים ואז מעבירה נתונים ליחידת העיבוד. יחידת העיבוד מקבלת את הנתונים שנחשפו ומעבדת אותם על פי מאסטר הפרויקטים הללו. יחידת שידור מחברת את החיישן, לא עם רשת. יחידת הכוח מספקת את הכוח הנדרש להפעלת צומת חיישן.
יישומים צבאיים המבוססים על רשתות חיישנים אלחוטיות
רשתות חיישנים אלחוטיות יכולות לשמש את הצבא למספר מטרות כגון מעקב אחר פעילות לוחמת באזורים מרוחקים והגנה על הכוח. היותן מצוידות בחיישנים מתאימים רשתות אלו יכולות לאפשר איתור תנועת האויב, זיהוי כוח האויב וניתוח תנועתם והתקדמותן. המוקד של מאמר זה הוא בדרישות הצבאיות עבור רשתות חיישנים אלחוטיות גמישות.
יישומים צבאיים המבוססים על רשתות חיישנים אלחוטיות
בהתבסס על מאפייני הרשת העיקריים ומקרי השימוש הצבאיים, ניתנת תובנה לדרישות צבאיות ספציפיות על מנת להקל על הבנת הקורא את פעולתן של רשתות אלה בטווח הקרוב לבינוני (בשלוש-שמונה השנים הבאות). המאמר מבנה את התפתחותם של התקני רשת חיישנים צבאיים על ידי שלושה דורות חיישנים המעופפים זהים יחד עם יכולותיהם.
פרויקטים של רשת חיישנים אלחוטיים מעניקים רווח עצום למספר ארגונים מסחריים כמו שיפורי אנרגיה ותהליכים, חסכון בעלויות, חומר ואנרגיה, מאמץ עבודה ומגדילים את התפוקה. חלק מה- רעיונות פרוייקט רשתות חיישנים אלחוטיות לשנת 2015 נדון להלן.
ניטור מבוסס WSN על טמפרטורה ולחות של אדמה באמצעות Arduino
המטרה העיקרית של פרויקט זה היא לעצב מערכת השקיה אוטומטית שגורם לשאיבת מנוע להפעיל ולכבות על ידי חישה של לחות האדמה. חשוב מאוד להשתמש נכון במערכת השקיה בתחום החקלאות. היתרון העיקרי בשימוש בפרויקט זה הוא שאנו יכולים להפחית את המעורבות האנושית
פרויקט WSN זה משתמש בלוח ארדואינו מתוכנן מראש כדי לקבל את אות ה- i / p של שינוי מצב הלחות של האדמה באמצעות סידור חישה. הפרויקט משתמש ב- לוח ארדואינו שמתוכנת לקבל את אות הכניסה של תנאי לחות משתנים של האדמה באמצעות סידור חישה. תהליך זה מתבצע באמצעות מגבר תפעולי שהוא משמש כמשווה . משווה זה מתפקד כממשק בין המיקרו-בקר לבין סידור החישה.
כאשר המיקרו-בקר לוקח את האות, אז הוא מייצר אות o / p כדי להניע ממסר עבור המתג המופעל על משאבת המים. An תצוגת אל סי די משמש להצגת המצב של משאבת המים והקרקע, שמממשקים למיקרו-בקר. סידור החישה של פרויקט זה מתוכנן עם שני מוטות נוקשים מתכתיים והחיבורים של שני מוטות אלה ניתנים ליחידת הבקרה.
יתר על כן, ניתן לפתח פרויקט זה באמצעות ממשק א מודול GSM . כדי שנוכל לשלוח SMS לאדם הנוגע בדבר לגבי מצב משאבת המים ונוכל גם להפעיל / לכבות את משאבת המים באמצעות שליחת SMS.
מערכת השקיה אוטומטית מבוססת WSN ו- GSM
הרעיון העיקרי של מערכת השקיה זו הוא הפעלה / כיבוי של משאבת מנוע באמצעות חישה בקרקע באמצעות WSN בתחום החקלאות. ניתן לדעת את מצב הקרקע על ידי שליחת SMS באמצעות מודול GSM.
בתחום החקלאות השימוש בהשקיה הוא חובה. באמצעות שיטה זו אנו יכולים להפחית את כוח האדם. פרויקט זה תוכנן בתכנות מראש מיקרו-בקר 8051 , שמקבל את האות ממערך החיישן.
מערכת השקיה אוטומטית המבוססת על תוכן לחות בקרקע
הליך זה מושג באמצעות מגבר תפעולי והוא משמש כממשק בין מכשיר החישה למיקרו-בקרים 8051.
כאשר המיקרו-בקר 8051 מקבל את האות הזה, הוא יוצר פלט להניע ממסר להפעלת משאבת המים. באמצעות מודם GSM, הוא גם שולח SMS לאדם המוסמך. תצוגת LCD משמשת להצגת המצב של מצב ON / OFF של משאבת המים והקרקע.
סידור החישה מתוכנן עם שני מוטות מתכתיים נוקשים והחיבורים של מוטות אלה מתממשקים ליחידת הבקרה. יתר על כן, ניתן לפתח פרויקט זה עם Xbee או טכנולוגיית Bluetooth , כך שכאשר משאבת המים נדלקת או מכבה, הנתונים נשלחים לטלפון נייד.
ניטור רמזור מבוסס WSN
באזורים עירוניים, תנועת הרכבים גוברת מיום ליום ולכן היא תגרום לעומסי תנועה רבים יותר ולהשלכות על בריאות האדם, הסביבה והכלכלה. השיטות המסורתיות המשמשות להפחתת התנועה אינן יעילות מבחינת עלות, ביצועים, תמיכה ותחזוקה עקב התנועה המוגברת.
כדי להתגבר על בעיה זו, WSN (רשת חיישנים אלחוטית) היא טכנולוגיה מתפתחת הכוללת פוטנציאל יעיל. לטכנולוגיה זו ערך מוסף עצום ל- ITS (מערכות תחבורה חכמות).
מערכת זיהוי תאונות באמצעות WSN
פרויקט זה משמש ליישום מערכת לגילוי תאונת דרכים להצלת חיי אדם. נכון לעכשיו, חיוני להפחית תאונות דרכים על ידי שליחת הודעה לרשויות ביעילות. פרויקט זה משמש ליישום RTTADS (מערכת איתור תאונות תנועה בזמן אמת) באמצעות טכנולוגיות RFID ו- WSN.
בפרויקט זה, חיישנים מסודרים כך שהוא יזהה את מיקום התאונה של רכב יחד עם מהירות הרכב לפני התאונה והלא. של הנוסע בתוך הרכב. ברגע שהחיישנים מזהים את מיקום הרכב אז הם שולחים אות לתחנת ניטור כך שהוא יזהה את מיקום הרכב ושולחים התראה לאדם המודאג.
ניטור שטח מבוסס WSN
ניטור שטח הוא אחד היישומים של רשתות חיישנים אלחוטיות. במעקב אחר האזור, מסודרים WSN במקום בו נדרש ניטור. ביישומים צבאיים, חיישנים משמשים בעיקר לגילוי הפרעות האויב.
לאחר שהחיישנים מזהים את החום או הלחץ, הנתונים מועברים לאחת מתחנות הבסיס, כך שניתן יהיה לבצע פעולה מתאימה. כמו כן, רשתות WSN משתמשות בחיישנים שונים כדי להבחין בקיומם של רכבים שנעים בין אופנוע למכוניות.
ניטור זיהום אוויר מבוסס WSN
WSNs ממלאים תפקיד מרכזי במעקב אחר הגזים המסוכנים באוויר. אז אלה משמשים בערים שונות כמו לונדון, שטוקהולם ובריסביין. בהשוואה לקישורים קווית, רשתות אלו יכולות לנצל את היתרונות של קישורים אלחוטיים כמו אד-הוק בכדי להפוך אותן לניידות יותר לבדיקת הקריאות באזורים שונים.
מערכת ניטור מבוססת WSN ו- Zigbee לגוף המטופל
פרויקט זה משמש ליישום מערכת WSN (רשת חיישנים אלחוטיים) המשמשת לניטור מרחוק של המטופל באמצעות רשת זיגבי. ישנם ניטורים שונים של פרמטרים, כגון א.ק.ג., טמפרטורת גוף, פעימות לב באמצעות חיישנים שונים.
הנתונים שנאספים מהחיישנים יכולים להיות מועברים לרופא או לתחנת הניטור המרכזית דרך רשת זיגבי. ניתן להציג את כל הפרמטרים הללו על המחשב בצורה גרפית בקצה המקבל דרך LabVIEW GUI.
בקר אינטליגנטי מבוסס WSN לבארות נפט
פרויקט זה משמש לתכנון מערכת לניטור בריאות לבאר נפט. בפרויקט זה, WSN משמש לניטור כמו גם פיקוח על בקרים בודדים שונים המוצבים בבארות נפט. כל בקרת זיגבי דרך חיישני טמפרטורה, רמה וגז ניתנת לניטור מרחוק מהמיקום המרכזי דרך רשת זיגבי.
זיגבי & WSN מבוסס איתור שריפות יער
פרויקט זה תוכנן עם בקר המבוסס על סולארית לגילוי שריפת היער מרחוק. סידור הבקר על בסיס השמש יכול להיעשות ביער בעזרת רשת זיגבי. בקר זה כולל חיישנים שונים עם מקלט זיגבי כמו טמפרטורה, עשן, גשם ולחץ. ניתן לפקח על פרמטרים אלה במקום המרכזי מרחוק.
ניטור מבני מבוסס WSN
רשתות חיישנים אלחוטיות משמשות לבדיקת התנועה במבנים ומבני תחבורה כמו גשרים, מנהרות, סוללות, מעופפים וכו '. מערכת זו תאפשר למהנדס לפקח על המבנים ללא צורך בביקורים באתר. ניתן לאסוף את הנתונים בדרך כלל מדי שבוע או חודשי על ידי ביקור באתרים. כדי להתגבר על כך, מיושמת מערכת ניטור מבנית מבוססת WSN.
ניטור בריאות של מכונה באמצעות WSN
WSNs יושמו עבור CBM של מכונות. כאן CBM פירושו תחזוקה מבוססת תנאי. מערכת זו מספקת חיסכון משמעותי בעלויות ומאפשרת פונקציות חדשניות. בהשוואה למערכות אלחוטיות, קוויות משתמשות מספיק בחיישנים להתקנה מכיוון שחיישנים מוגבלים לעיתים קרובות באמצעות עלות החיווט. ניתן להגיע כעת לאזורים שלא הושגו כמו אזורים מסוכנים אחרת, נכסים ניידים ומכונות סיבוביות באמצעות חיישנים אלחוטיים.
WSN בחקלאות
רשתות חיישנים אלחוטיות ישימות בתחום החקלאי כדי להפחית את תחזוקת החיווט באווירה קשה. ניתן לבדוק מערכות מים להזנת כוח המשיכה באמצעות מעבירי לחץ כך שניתן לבדוק את מפלסי מיכלי המים ולשלוט על משאבות מים בעזרת מכשירים אלחוטיים. השימוש במים ניתן למדוד ולהעביר בחזרה באופן אלחוטי למרכז שליטה מרכזי לצורך חיוב. אוטומציה של השקיה מאפשרת שימוש במים יעילים יותר ומפחיתה פסולת.
לפיכך, זה הכל בערך רשת חיישנים אלחוטית פרויקטים. אלה הם הפרויקטים המובילים ביותר של רשתות חיישנים אלחוטיות ו פרויקטים בשנה האחרונה עבור ECE סטודנטים בתחומי יישום שונים. אנו מקווים שיש לך הבנה טובה יותר של פרויקטים אלה. יתר על כן, כל ספק בנוגע ליישומי רשתות חיישנים אלחוטיים, אנא הגיב את משובך על ידי תגובה בסעיף ההערות שלהלן. הנה שאלה בשבילך, מה זה זיגבי?
