Son yıllarda Kablosuz Algılayıcı Ağının verimli tasarımı, önde gelen araştırma alanı haline geldi. Sensör, basınç, ısı, ışık vb. Gibi hem fiziksel hem de çevresel koşullardan bazı tür girdileri yanıtlayan ve algılayan bir cihazdır. Sensörün çıkışı, genellikle daha fazla işlem için bir kontrolöre iletilen bir elektrik sinyalidir .

Kablosuz Sensör Ağları (WSN'ler)

Kablosuz sensör ağı, izlenen bir alandan toplanan bilgileri kablosuz bağlantılar aracılığıyla iletebilen bir cihaz ağı olarak tanımlanabilir. Veriler birden çok düğüm aracılığıyla iletilir ve bir ağ geçidi ile veriler diğer ağlara bağlanır. kablosuz Ethernet .

Kablosuz Sensör Ağları

WSN, baz istasyonları ve düğüm sayılarından (kablosuz sensörler) oluşan bir kablosuz ağdır. Bu ağlar, ses, basınç, sıcaklık gibi fiziksel veya çevresel koşulları izlemek için kullanılır ve verileri, şekilde gösterildiği gibi ağ üzerinden ana konuma birlikte çalışır.

WSN Ağ Topolojileri

Radyo iletişim ağları için, bir WSN'nin yapısı aşağıda verilenler gibi çeşitli topolojileri içerir.

Kablosuz Sensör Ağı Topolojileri

Yıldız Topolojileri

Yıldız topolojisi, her düğümün doğrudan bir ağ geçidine bağlandığı bir iletişim topolojisidir. Tek bir ağ geçidi, birkaç uzak düğüme bir mesaj gönderebilir veya alabilir. Instar topolojileri, düğümlerin birbirlerine mesaj göndermesine izin verilmez. Bu, uzak düğüm ve ağ geçidi (baz istasyonu) arasında düşük gecikmeli iletişim sağlar.

Ağı yönetmek için tek bir düğüme bağımlılığı nedeniyle, ağ geçidi tüm bireysel düğümlerin radyo iletim aralığı içinde olmalıdır. Avantaj, uzak düğümlerin güç tüketimini minimumda tutma ve basitçe kontrol altında tutma yeteneğini içerir. Ağın boyutu, hub'a yapılan bağlantıların sayısına bağlıdır.

Ağaç Topolojileri

Ağaç topolojisi, kademeli yıldız topolojisi olarak da adlandırılır. Ağaç topolojilerinde, her düğüm ağacın daha yukarısına yerleştirilen bir düğüme ve ardından ağ geçidine bağlanır. Ağaç topolojisinin temel avantajı, bir ağın genişletilmesinin kolayca mümkün olması ve ayrıca hata tespitinin kolaylaşmasıdır. Bu ağın dezavantajı, büyük ölçüde veri yolu kablosuna dayanmasıdır, eğer koparsa, tüm ağ çöker.

Mesh Topolojileri

Mesh topolojileri, radyo iletim aralığı içinde olan bir düğümden diğerine veri aktarımına izin verir. Bir düğüm, radyo iletişim menzilinin dışındaki başka bir düğüme bir mesaj göndermek isterse, bunun için bir ara düğüme ihtiyacı vardır. mesajı ilet istenen düğüme. Bu örgü topolojisinin avantajı, ağdaki arızaların kolay izolasyonunu ve tespitini içerir. Dezavantajı, ağın büyük olması ve büyük yatırım gerektirmesidir.

WSN Türleri (Kablosuz Sensör Ağları)

Ortama bağlı olarak, ağ türleri bunların su altında, yeraltında, karada vb. konuşlandırılabilmesi için karar verilmiştir. Farklı WSN türleri şunları içerir:

Karasal WSN'ler
Yeraltı WSN'leri
Sualtı WSN'leri
Multimedya WSN'leri
Mobil WSN'ler

1. Karasal WSN'ler

Karasal WSN'ler, baz istasyonlarını verimli bir şekilde iletebilir ve yapılandırılmamış (ad hoc) veya yapılandırılmış (Önceden Planlanmış) şekilde yerleştirilmiş yüz ila binlerce kablosuz sensör düğümünden oluşur. Yapılandırılmamış bir modda, sensör düğümleri, sabit bir düzlemden düşen hedef alan içinde rastgele dağıtılır. Önceden planlanmış veya yapılandırılmış mod, optimum yerleşimi, ızgara yerleşimini ve 2B, 3B yerleştirme modellerini dikkate alır.

Bu WSN'de, pil gücü sınırlıdır ancak pil, ikincil güç kaynağı olarak güneş pilleri ile donatılmıştır. Bu WSN'lerin Enerji tasarrufu, düşük görev döngüsü işlemleri kullanılarak, gecikmeler en aza indirilerek ve optimum yönlendirme vb. İle elde edilir.

2. Yeraltı WSN'ler

Yeraltı kablosuz sensör ağları, dağıtım, bakım ve ekipman maliyeti konuları ve dikkatli planlama açısından karasal WSN'lerden daha pahalıdır. WSNs ağları, yer altı koşullarını izlemek için zemine gizlenmiş birkaç sensör düğümünden oluşur. Sensör düğümlerinden baz istasyonuna bilgi aktarmak için, zeminin üzerinde ek lavabo düğümleri bulunur.

Yeraltı WSN'leri

Yere yerleştirilen yeraltı kablosuz sensör ağlarının yeniden şarj edilmesi zordur. Sınırlı pil gücüne sahip sensör pil düğümlerinin yeniden şarj edilmesi zordur. Buna ek olarak, yer altı ortamı, yüksek düzeyde zayıflama ve sinyal kaybı nedeniyle kablosuz iletişimi zorlaştırır.

3. Su Altında WSN'ler

Dünyanın% 70'inden fazlası su ile dolu. Bu ağlar birkaç sensör düğümünden ve su altında konuşlandırılmış araçlardan oluşur. Bu sensör düğümlerinden veri toplamak için otonom su altı araçları kullanılır. Sualtı iletişiminin bir sorunu, uzun bir yayılma gecikmesi ve bant genişliği ve sensör arızalarıdır.

Su Altında WSN'ler

Sualtı, WSN'ler yeniden şarj edilemeyen veya değiştirilemeyen sınırlı bir pil ile donatılmıştır. Sualtı WSN'ler için enerji tasarrufu konusu, su altı iletişim ve ağ oluşturma tekniklerinin geliştirilmesini içerir.

4. Multimedya WSN'leri

Görüntüleme, video ve ses gibi multimedya biçimindeki olayların izlenmesini ve izlenmesini sağlamak için multimedya kablosuz sensör ağları önerilmiştir. Bu ağlar, mikrofonlar ve kameralarla donatılmış düşük maliyetli sensör düğümlerinden oluşur. Bu düğümler, veri sıkıştırma, veri alma ve korelasyon için kablosuz bir bağlantı üzerinden birbirine bağlıdır.

Multimedya WSN'leri

Multimedya WSN ile ilgili zorluklar arasında yüksek enerji tüketimi, yüksek bant genişliği gereksinimleri, veri işleme ve sıkıştırma teknikleri bulunmaktadır. Buna ek olarak, multimedya içerikleri, içeriklerin doğru ve kolay bir şekilde iletilmesi için yüksek bant genişliği gerektirir.

5. Mobil WSN'ler

Bu ağlar, kendi başlarına hareket ettirilebilen ve fiziksel ortamla etkileşime girebilen bir dizi sensör düğümünden oluşur. Mobil düğümler algılayabilir ve iletişim kurabilir.

Mobil kablosuz sensör ağları, statik sensör ağlarından çok daha çok yönlüdür. MWSN'nin statik kablosuz sensör ağlarına göre avantajları arasında daha iyi ve iyileştirilmiş kapsama, daha iyi enerji verimliliği, üstün kanal kapasitesi ve benzeri yer alır.

Kablosuz Sensör Ağlarının Sınırlamaları

Çok az depolama kapasitesine sahip - birkaç yüz kilobayt
Mütevazı işlem gücü-8MHz'ye sahip
Kısa iletişim aralığında çalışır - çok fazla güç tüketir
Minimum enerji gerektirir - protokolleri kısıtlar
Sınırlı ömre sahip pillere sahip olun
Pasif cihazlar çok az enerji sağlar

Kablosuz Sensör Ağları Uygulamaları

“yüksek geçiş ve düşük geçiş filtresi ”

Bu ağlar, orman tespiti, hayvan takibi, taşkın tespiti, tahmin ve hava tahmini gibi çevresel takiplerde ve ayrıca sismik aktivite tahmini ve izleme gibi ticari uygulamalarda kullanılır.
Askeri uygulamalar izleme ve çevre izleme gibi gözetim uygulamaları bu ağları kullanır. Sensör ağlarından gelen sensör düğümleri ilgi alanına bırakılır ve bir kullanıcı tarafından uzaktan kontrol edilir. Düşman takibi, güvenlik tespitleri de bu ağlar kullanılarak yapılmaktadır.
Hastaların ve doktorların takibi ve takibi gibi sağlık uygulamaları bu ağları kullanır.
Ulaşım sistemleri alanında trafiğin izlenmesi, dinamik yönlendirme yönetimi, otoparkların izlenmesi gibi en sık kullanılan kablosuz sensör ağları uygulamaları bu ağları kullanır.
Hızlı acil müdahale, endüstriyel süreç izleme , otomatik bina iklim kontrolü, ekosistem ve habitat izleme, sivil yapısal sağlık izleme vb. bu ağları kullanır.

Bu tamamen kablosuz sensör ağları ve uygulamaları ile ilgilidir. Tüm farklı ağ türleri hakkındaki bilgilerin, pratik gereksinimleriniz için onları daha iyi tanımanıza yardımcı olacağına inanıyoruz. Bunun dışında hakkında ek bilgi için kablosuz SCADA , bu konuyla ilgili sorular ve şüpheler veya elektrik ve elektronik projeler ve herhangi bir öneri, lütfen aşağıdaki yorum bölümünde bize yorum yapın veya yazın.

Fotoğrafa katkı verenler