Последњих година ефикасан дизајн бежичне сензорске мреже постао је водеће подручје истраживања. Сензор је уређај који реагује и детектује неку врсту улаза и из физичких или из околинских услова, као што су притисак, топлота, светлост итд. Излаз сензора је обично електрични сигнал који се преноси на контролер ради даље обраде .

Бежичне сензорске мреже (ВСН)

Бежична сензорска мрежа може се дефинисати као мрежа уређаја који путем бежичних веза могу преносити информације прикупљене из надзираног поља. Подаци се прослеђују кроз више чворова, а мрежним пролазом подаци су повезани са другим мрежама попут бежични Етхернет .

Бежичне сензорске мреже

ВСН је бежична мрежа која се састоји од базних станица и броја чворова (бежични сензори). Ове мреже се користе за надгледање физичких или еколошких услова као што су звук, притисак, температура и кооперативни пренос података кроз мрежу до главне локације као што је приказано на слици.

Топологије ВСН мреже

За радио комуникационе мреже, структура ВСН-а укључује различите топологије попут оних датих у наставку.

Топологије бежичне сензорске мреже

Топологије звезда

Топологија звезда је комуникациона топологија, где се сваки чвор директно повезује на мрежни пролаз. Један приступник може да пошаље или прими поруку на неколико удаљених чворова. Унутар топологија, чворовима није дозвољено међусобно слање порука. Ово омогућава комуникацију са малим кашњењем између удаљеног чвора и мрежног пролаза (базне станице).

Због зависности од једног чвора за управљање мрежом, мрежни пролаз мора бити у домету радио преноса свих појединачних чворова. Предност укључује могућност да се потрошња енергије удаљених чворова сведе на минимум и једноставно под контролом. Величина мреже зависи од броја веза до чворишта.

Топологије дрвећа

Топологија стабла се назива и каскадна топологија звезде. У топологијама стабла, сваки чвор се повезује са чвором који је постављен више у стаблу, а затим на мрежни пролаз. Главна предност топологије стабла је у томе што проширење мреже може бити лако могуће, а такође откривање грешака постаје лако. Недостатак ове мреже је што се у великој мери ослања на кабл магистрале ако се поквари, сва мрежа ће се срушити.

Мрежасте топологије

Месх топологије омогућавају пренос података са једног чвора на други, што је унутар његовог домета радио преноса. Ако чвор жели да пошаље поруку другом чвору, који је изван домета радио комуникације, потребан му је средњи чвор за проследи поруку до жељеног чвора. Предност ове мрежасте топологије укључује лаку изолацију и откривање кварова у мрежи. Мана је што је мрежа велика и захтева огромна улагања.

Типови ВСН-ова (бежичне сензорске мреже)

У зависности од окружења, врсте мрежа се одлучују тако да се они могу распоредити под водом, под земљом, на копну итд. Различити типови ВСН-ова укључују:

Земаљски ВСН
Подземни ВСН-ови
Подводни ВСН-ови
Мултимедијски ВСН-ови
ВСН за мобилне уређаје

1. Земаљски ВСН

Земаљски ВСН-ови способни су да ефикасно комуницирају са базним станицама и састоје се од стотина до хиљада бежичних чворова сензора распоређених било на неструктурирани (ад хоц) или структурирани (унапред планирани) начин. У неструктурираном режиму чворови сензора се насумично распоређују унутар циљне области која је испуштена из фиксне равни. Унапред планирани или структурирани режим узима у обзир оптимално постављање, постављање мреже и 2Д, 3Д моделе постављања.

У овом ВСН-у, батерија је ограничено, међутим, батерија је опремљена соларним ћелијама као секундарним извором напајања. Уштеда енергије ових ВСН-а постиже се коришћењем операција са малим радним циклусом, смањењем кашњења и оптималним усмјеравањем итд.

2. Подземни ВСН-ови

Подземне бежичне сензорске мреже скупље су од земаљских ВСН-а у погледу примене, одржавања и разматрања трошкова опреме и пажљивог планирања. Мреже ВСН састоје се од неколико чворова сензора који су скривени у земљи за надгледање подземних услова. Да би се информације од чворова сензора пренеле до базне станице, додатни чворови судопера налазе се изнад земље.

Подземни ВСН-ови

“8 -битни сабирач за пренос таласа ”

Тешко је напунити подземне бежичне сензорске мреже постављене у земљу. Тешко је напунити чворове сензорских батерија опремљених ограниченом снагом батерије. Поред тога, подземно окружење чини бежичну комуникацију изазовом због високог нивоа слабљења и губитка сигнала.

3. ВСН под водом

Више од 70% земље заузето је водом. Ове мреже се састоје од неколико чворова сензора и возила постављених под водом. За прикупљање података са ових чворова сензора користе се аутономна подводна возила. Изазов подводне комуникације је дуго кашњење ширења, пропусни опсег и кварови сензора.

ВСН под водом

Под водом, ВСН-ови су опремљени ограниченом батеријом која се не може напунити или заменити. Питање очувања енергије за подводне бежичне мреже укључује развој техника подводне комуникације и умрежавања.

4. Мултимедијски ВСН-ови

Предложене су мултимедијалне бежичне сензорске мреже које омогућавају праћење и надгледање догађаја у облику мултимедије, као што су слике, видео и аудио. Ове мреже састоје се од јефтиних чворова сензора опремљених микрофонима и камерама. Ови чворови су међусобно повезани бежичном везом за компресију података, преузимање података и корелацију.

Мултимедијски ВСН-ови

Изазови мултимедијалног ВСН-а укључују велику потрошњу енергије, велике захтеве за пропусним опсегом, обраду података и технике компримовања. Поред тога, мултимедијални садржаји захтевају велику пропусност да би се садржаји могли правилно и лако испоручити.

5. Мобилни ВСН-ови

Ове мреже се састоје од колекције чворова сензора који се могу самостално премештати и у интеракцији са физичким окружењем. Мобилни чворови могу израчунати смисао и комуницирати.

Мобилне бежичне сензорске мреже су много свестраније од статичких сензорских мрежа. Предности МВСН-а у односу на статичке бежичне сензорске мреже укључују бољу и побољшану покривеност, бољу енергетску ефикасност, врхунски капацитет канала итд.

Ограничења бежичних сензорских мрежа

Поседују врло мали капацитет за складиштење - неколико стотина килобајта
Поседују скромну процесорску снагу - 8МХз
Ради у кратком домету комуникације - троши пуно енергије
Захтева минималне протоколе који ограничавају енергију
Имајте батерије са крајњим веком трајања
Пасивни уређаји дају мало енергије

Апликације бежичних сензорских мрежа

Ове мреже се користе у еколошким праћењима, као што су откривање шума, праћење животиња, откривање поплава, предвиђање и предвиђање времена, а такође иу комерцијалним апликацијама попут предвиђања и праћења сеизмичких активности.
Војне примене , као што су апликације за надзор надгледања и праћења животне средине користе ове мреже. Чворови сензора из сензорских мрежа спуштају се у поље интереса и корисник их даљински контролише. Праћење непријатеља, сигурносна откривања се такође врше коришћењем ових мрежа.
Здравствене апликације, попут праћења и праћења пацијената и доктора користе ове мреже.
Ове мреже користе најчешће коришћене бежичне сензорске мреже у области транспортних система, као што су надгледање саобраћаја, управљање динамичким усмеравањем и надгледање паркиралишта итд.
Брзи хитни одговор, праћење индустријског процеса , аутоматизована контрола климе у зградама, надгледање екосистема и станишта, праћење здравственог стања цивилних структура итд., користе ове мреже.

Ово је све о мрежама бежичних сензора и њиховим апликацијама. Верујемо да ће вам информације о свим различитим врстама мрежа помоћи да их боље познајете у складу са својим практичним захтевима. Поред овога, за додатне информације о бежични СЦАДА , упити и недоумице у вези са овом темом или електрични и електронски пројекти , и било какве сугестије, молимо вас да нам дате коментар или нам пишете у одељку за коментаре испод.

Пхото Цредитс