בשנים האחרונות תכנון יעיל של רשת חיישנים אלחוטית הפך לתחום מחקר מוביל. חיישן הוא מכשיר המגיב ומזהה סוג קלט כלשהו מהתנאים הפיזיים או הסביבתיים, כגון לחץ, חום, אור וכו '. פלט החיישן הוא בדרך כלל אות חשמלי המועבר לבקר להמשך עיבוד. .

רשתות חיישנים אלחוטיות (WSN)

ניתן להגדיר רשת חיישנים אלחוטית כרשת מכשירים שיכולים לתקשר את המידע שנאסף משדה פיקוח באמצעות קישורים אלחוטיים. הנתונים מועברים דרך מספר צמתים, ועם שער, הנתונים מחוברים לרשתות אחרות כמו Ethernet אלחוטי .

רשתות חיישנים אלחוטיות

WSN היא רשת אלחוטית המורכבת מתחנות בסיס ומספרי צמתים (חיישנים אלחוטיים). רשתות אלה משמשות לניטור תנאים פיזיים או סביבתיים כמו קול, לחץ, טמפרטורה והעברת נתונים בשיתוף פעולה דרך הרשת למיקום הראשי כפי שמוצג באיור.

טופולוגיות רשת WSN

עבור רשתות תקשורת רדיו, המבנה של WSN כולל טופולוגיות שונות כמו אלה המפורטות להלן.

טופולוגיות רשת חיישנים אלחוטיים

טופולוגיות כוכבים

טופולוגיית כוכבים היא טופולוגיית תקשורת, כאשר כל צומת מתחבר ישירות לשער. שער יחיד יכול לשלוח או לקבל הודעה למספר צמתים מרוחקים. טופולוגיות אינסטראליות, הצמתים אינם מורשים לשלוח הודעות זה לזה. זה מאפשר תקשורת בהשהיה נמוכה בין הצומת המרוחק לשער (תחנת הבסיס).

בשל תלותו בצומת יחיד לניהול הרשת, על השער להיות בטווח שידור הרדיו של כל הצמתים הבודדים. היתרון כולל את היכולת לשמור על צריכת החשמל של הצמתים המרוחקים למינימום ופשוט בשליטה. גודל הרשת תלוי במספר החיבורים שנוצרו לרכזת.

טופולוגיות עצים

טופולוגיית עצים נקראת גם כטופולוגיית כוכבים מדורגת. בטופולוגיות עצים, כל צומת מתחבר לצומת שממוקם גבוה יותר בעץ, ואז לשער. היתרון העיקרי של טופולוגיית העצים הוא שהרחבת רשת יכולה להיות אפשרית בקלות, וגם זיהוי שגיאות הופך להיות קל. החיסרון ברשת זו הוא שהיא נשענת בכבדות על כבל האוטובוס אם הוא יתקלקל, כל הרשת תקרוס.

טופולוגיות רשת

הטופולוגיות של רשת מאפשרות העברת נתונים מצומת אחד למשנהו, הנמצאת בטווח שידור הרדיו שלה. אם צומת רוצה לשלוח הודעה לצומת אחר, שאינו מתחום תקשורת הרדיו, הוא זקוק לצומת ביניים כדי להעביר את ההודעה לצומת הרצוי. היתרון של טופולוגיית רשת זו כולל בידוד קל ואיתור תקלות ברשת. החיסרון הוא שהרשת גדולה ודורשת השקעה עצומה.

סוגי WSN (רשתות חיישנים אלחוטיות)

תלוי בסביבה, סוגי רשתות מוחלטים כך שניתן יהיה לפרוס אותם מתחת למים, מתחת לאדמה, ביבשה וכו '. סוגים שונים של רשתות WSN כוללות:

WSN יבשתיים
רשתות WSN תת קרקעיות
WSNs מתחת למים
מולטימדיה WSN
WSN ניידים

1. WSN יבשתיים

רשתות WSN ארציות מסוגלות לתקשר עם תחנות בסיס ביעילות, והן מורכבות ממאות עד אלפי צמתים חיישנים אלחוטיים הפרוסים באופן לא מובנה (אד הוק) או מובנה (מתוכנן מראש). במצב לא מובנה, צמתי החיישנים מופצים באופן אקראי בתוך אזור היעד שמוטל ממישור קבוע. המצב המתוכנן מראש או מובנה שוקל מודלים של מיקום אופטימלי, מיקום רשת ומודלים דו-ממדיים דו-ממדיים.

“מה עושה ממיר באק ”

ב- WSN זה, ה- כוח סוללה מוגבלת עם זאת, הסוללה מצוידת בתאים סולאריים כמקור חשמל משני. החיסכון באנרגיה של רשתות WSN אלה מושג על ידי שימוש בפעולות מחזור עבודה נמוך, צמצום עיכובים וניתוב מיטבי וכו '.

2. רשתות WSN תת-קרקעיות

רשתות החיישנים האלחוטיות התת קרקעיות יקרות יותר מאשר רשתות ה- WSN הארציות מבחינת שיקולי פריסה, תחזוקה וציוד ותכנון קפדני. רשתות ה- WSN מורכבות מכמה צמתים חיישניים המסתתרים באדמה כדי לפקח על תנאים תת קרקעיים. כדי להעביר מידע מצומת החיישנים לתחנת הבסיס, צמתים של כיור נוספים נמצאים מעל הקרקע.

“פרויקטים הנדסיים מהנים לסטודנטים ”

רשתות WSN תת קרקעיות

רשתות החיישנים האלחוטיות התת קרקעיות הפרוסות בקרקע קשות לטעינה. קשה לטעון את צמתי סוללות החיישן המצוידים בהספק סוללה מוגבל. בנוסף לכך, הסביבה התת-קרקעית הופכת את התקשורת האלחוטית לאתגר בגלל רמת ההחלשה ואיבוד האות הגבוהים.

3. תחת WSNs מתחת למים

יותר מ 70% מכדור הארץ תפוסים במים. רשתות אלה מורכבות מכמה צמתים חיישניים וכלי רכב הפרוסים מתחת למים. כלי רכב תת-ימיים אוטונומיים משמשים לאיסוף נתונים מצמתי חיישנים אלה. אתגר של תקשורת תת-מימית הוא עיכוב רבייה רב, וכשלים ברוחב הפס ובחיישן.

WSNs מתחת למים

מתחת למים, רשתות WSN מצוידות בסוללה מוגבלת שאינה ניתנת לטעינה או להחלפה. נושא החיסכון באנרגיה עבור רשתות WSN מתחת למים כולל פיתוח טכניקות תקשורת ורשתות מתחת למים.

4. מולטימדיה WSN

רשתות חיישנים אלחוטיות מולטימדיה הוצעו כדי לאפשר מעקב ומעקב אחר אירועים בצורת מולטימדיה, כגון הדמיה, וידאו ואודיו. רשתות אלה מורכבות מצמתים חיישנים בעלות נמוכה המצוידים במיקרופונים ובמצלמות. צמתים אלה קשורים זה בזה באמצעות חיבור אלחוטי לדחיסת נתונים, אחזור נתונים וקורלציה.

מולטימדיה WSN

האתגרים עם מולטימדיה WSN כוללים צריכת אנרגיה גבוהה, דרישות רוחב פס גבוהות, עיבוד נתונים וטכניקות דחיסה. בנוסף לכך, תכני מולטימדיה דורשים רוחב פס גבוה כדי שהתוכן יועבר כראוי ובקלות.

5. WSN ניידים

רשתות אלה מורכבות מאוסף של צמתים חיישניים שניתן להזיז בכוחות עצמם וניתן לקיים אינטראקציה עם הסביבה הפיזית. הצמתים הניידים יכולים לחשב חוש ולתקשר.

רשתות החיישנים האלחוטיות הניידות הן תכליתיות הרבה יותר מרשתות החיישנים הסטטיות. היתרונות של MWSN על רשתות חיישנים אלחוטיות סטטיות כוללות כיסוי טוב ומשופר, יעילות אנרגיה טובה יותר, קיבולת ערוצים מעולה וכן הלאה.

מגבלות של רשתות חיישנים אלחוטיות

יש יכולת אחסון קטנה מאוד - כמה מאות קילובייט
בעל כוח עיבוד צנוע -8 מגה-הרץ
עובד בטווח תקשורת קצר - צורך הרבה כוח
דורש אנרגיה מינימלית - מגביל פרוטוקולים
יש לך סוללות עם חיים מוגבלים
מכשירים פסיביים מספקים מעט אנרגיה

יישומי רשתות חיישנים אלחוטיים

רשתות אלה משמשות במעקב סביבתי, כמו גילוי יערות, מעקב אחר בעלי חיים, גילוי שיטפונות, חיזוי וחיזוי מזג אוויר, וגם ביישומים מסחריים כמו חיזוי וניטור של פעילות סייסמית.
יישומים צבאיים , כגון יישומי מעקב ומעקב אחר סביבה, משתמשים ברשתות אלה. צמתי החיישנים מרשתות החיישנים מועברים לתחום העניין ונשלטים מרחוק על ידי משתמש. מעקב אחר אויבים, זיהוי אבטחה מבוצע גם באמצעות רשתות אלה.
יישומי בריאות, כגון מעקב ומעקב אחר חולים ורופאים משתמשים ברשתות אלה.
היישומים הנפוצים ביותר ברשתות חיישנים אלחוטיות בתחום מערכות התחבורה כגון ניטור תנועה, ניהול ניתוב דינמי וניטור חניונים וכו ', משתמשים ברשתות אלה.
תגובת חירום מהירה, ניטור תהליכים תעשייתיים , בקרת אקלים לבנייה אוטומטית, ניטור מערכות אקולוגיות ובתי גידול, ניטור בריאות אזרחי מבני וכו ', משתמשים ברשתות אלה.

זה הכל על רשתות החיישנים האלחוטיות והיישומים שלהם. אנו מאמינים שהמידע על כל סוגי הרשתות השונים יעזור לך להכיר אותם טוב יותר בהתאם לדרישותיך המעשיות. מלבד זאת, למידע נוסף אודות SCADA אלחוטי , שאילתות וספקות בנוגע לנושא זה או פרויקטים חשמליים ואלקטרוניים , וכל הצעה, אנא הגיבו או כתבו לנו בסעיף ההערות למטה.

נקודות זיכוי