สถาปัตยกรรมเครือข่ายเซนเซอร์ไร้สายและการใช้งาน

ปัจจุบัน WSN (เครือข่ายเซนเซอร์ไร้สาย) เป็นบริการมาตรฐานส่วนใหญ่ที่ใช้ในแอพพลิเคชั่นเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมเนื่องจากการพัฒนาทางเทคนิคในโปรเซสเซอร์การสื่อสารและการใช้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์แบบฝังตัวที่ใช้พลังงานต่ำ สถาปัตยกรรมเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายสร้างขึ้นด้วยโหนดที่ใช้เพื่อสังเกตสภาพแวดล้อมเช่นอุณหภูมิความชื้นความดันตำแหน่งการสั่นสะเทือนเสียง ฯลฯ โหนดเหล่านี้สามารถใช้ในแอปพลิเคชันแบบเรียลไทม์ต่างๆเพื่อทำงานต่างๆเช่นการตรวจจับอัจฉริยะ การค้นหาโหนดเพื่อนบ้านการประมวลผลและการจัดเก็บข้อมูลการรวบรวมข้อมูลการติดตามเป้าหมายตรวจสอบและควบคุมการซิงโครไนซ์การแปลโหนดและการกำหนดเส้นทางที่มีประสิทธิภาพระหว่างสถานีฐานและโหนด ปัจจุบัน WSN กำลังเริ่มถูกจัดระเบียบในขั้นตอนที่ปรับปรุงแล้ว ไม่ใช่เรื่องน่าอึดอัดที่จะคาดหวังว่าใน 10 ถึง 15 ปีนี้โลกจะได้รับการปกป้องด้วย WSN ด้วยการเข้าถึงพวกเขาผ่านทางอินเทอร์เน็ต สิ่งนี้สามารถวัดได้เมื่ออินเทอร์เน็ตกลายเป็น n / w ทางกายภาพ เทคโนโลยีนี้น่าตื่นเต้นด้วยศักยภาพที่ไม่มีที่สิ้นสุดสำหรับการใช้งานหลายด้านเช่นการแพทย์สิ่งแวดล้อมการขนส่งการทหารความบันเทิงการป้องกันบ้านเกิดการจัดการวิกฤตและพื้นที่อัจฉริยะ

Wireless Sensor Network คืออะไร?

ไร้สาย Sensor Network เป็นเครือข่ายไร้สายชนิดหนึ่ง ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์หมุนเวียนจำนวนมากที่หมุนเวียนกำกับเองนาทีและใช้พลังงานต่ำที่มีชื่อโหนดเซ็นเซอร์ที่เรียกว่า motes เครือข่ายเหล่านี้ครอบคลุมอุปกรณ์ฝังตัวขนาดเล็กที่ใช้แบตเตอรี่จำนวนมากซึ่งเชื่อมต่อกับเครือข่ายเพื่อรวบรวมประมวลผลและถ่ายโอนข้อมูลไปยังผู้ปฏิบัติงานอย่างเอาใจใส่และได้ควบคุมความสามารถของการคำนวณและการประมวลผล โหนดคือคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กซึ่งทำงานร่วมกันเพื่อสร้างเครือข่าย

เครือข่ายเซนเซอร์ไร้สาย

โหนดเซ็นเซอร์เป็นอุปกรณ์ไร้สายที่ใช้งานได้หลากหลายและประหยัดพลังงาน การใช้งานของ motes ในอุตสาหกรรมเป็นที่แพร่หลาย คอลเลกชันของโหนดเซ็นเซอร์จะรวบรวมข้อมูลจากสิ่งรอบข้างเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์เฉพาะของแอปพลิเคชัน การสื่อสารระหว่าง motes สามารถทำได้โดยใช้ตัวรับส่งสัญญาณ ในเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายจำนวนฝุ่นละอองอาจอยู่ในลำดับที่หลายร้อยหรือหลายพัน ตรงกันข้ามกับเซ็นเซอร์ n / ws เครือข่าย Ad Hoc จะมีโหนดน้อยลงโดยไม่มีโครงสร้างใด ๆ

สถาปัตยกรรมเครือข่ายเซนเซอร์ไร้สาย

สถาปัตยกรรมเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายที่พบมากที่สุดเป็นไปตามโมเดลสถาปัตยกรรม OSI สถาปัตยกรรมของ WSN ประกอบด้วยห้าชั้นและสามชั้นข้าม ส่วนใหญ่ในเซ็นเซอร์ n / w เราต้องการห้าชั้น ได้แก่ แอปพลิเคชันการขนส่ง n / w ลิงค์ข้อมูลและชั้นทางกายภาพ เครื่องบินข้ามสามแบบ ได้แก่ การจัดการพลังงานการจัดการการเคลื่อนที่และการจัดการงาน ชั้นเหล่านี้ของ WSN ใช้เพื่อทำให้ n / w สำเร็จและทำให้เซ็นเซอร์ทำงานร่วมกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพที่สมบูรณ์ของเครือข่าย โปรดไปที่ลิงค์ด้านล่างสำหรับ ประเภทของเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายและโทโพโลยี WSN

ประเภทของสถาปัตยกรรม WSN

สถาปัตยกรรมที่ใช้ใน WSN คือสถาปัตยกรรมเครือข่ายเซ็นเซอร์ สถาปัตยกรรมประเภทนี้สามารถใช้ได้ในสถานที่ต่างๆเช่นโรงพยาบาลโรงเรียนถนนอาคารและใช้ในแอปพลิเคชั่นต่างๆเช่นการจัดการความปลอดภัยการจัดการภัยพิบัติและการจัดการวิกฤตเป็นต้นมีสถาปัตยกรรมสองประเภทที่ใช้ในเซ็นเซอร์ไร้สาย เครือข่ายซึ่งรวมถึงสิ่งต่อไปนี้ สถาปัตยกรรมเซนเซอร์ไร้สายมี 2 ประเภท ได้แก่ Layered Network Architecture และ Clustered Architecture มีคำอธิบายดังต่อไปนี้ด้านล่าง

• สถาปัตยกรรมเครือข่ายแบบเลเยอร์
• สถาปัตยกรรมเครือข่ายคลัสเตอร์

สถาปัตยกรรมเครือข่ายแบบเลเยอร์

เครือข่ายประเภทนี้ใช้โหนดเซ็นเซอร์นับร้อยรวมทั้งสถานีฐาน ที่นี่การจัดเรียงโหนดเครือข่ายสามารถทำได้เป็นชั้นศูนย์กลาง ประกอบด้วยห้าชั้นและ 3 ชั้นข้ามซึ่งรวมถึงสิ่งต่อไปนี้

ห้าชั้นในสถาปัตยกรรม ได้แก่ :

• Application Layer
• เลเยอร์การขนส่ง
• เลเยอร์เครือข่าย
• Data Link Layer
• ชั้นทางกายภาพ

ข้ามสามชั้นมีดังต่อไปนี้:

• เครื่องบินการจัดการพลังงาน
• เครื่องบินบริหารการเคลื่อนไหว
• เครื่องบินการจัดการงาน

ครอสเลเยอร์ทั้งสามนี้ส่วนใหญ่ใช้ในการควบคุมเครือข่ายรวมทั้งทำให้เซ็นเซอร์ทำงานเป็นหนึ่งเดียวเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเครือข่ายโดยรวม WSN ห้าชั้นดังกล่าวข้างต้นมีการกล่าวถึงด้านล่าง

สถาปัตยกรรมเครือข่ายเซนเซอร์ไร้สาย

Application Layer

ชั้นแอปพลิเคชันมีหน้าที่ในการจัดการการรับส่งข้อมูลและมีซอฟต์แวร์สำหรับแอปพลิเคชันจำนวนมากที่แปลงข้อมูลในรูปแบบที่ชัดเจนเพื่อค้นหาข้อมูลเชิงบวก เครือข่ายเซ็นเซอร์จัดเรียงในแอพพลิเคชั่นมากมายในสาขาต่างๆเช่นเกษตรกรรมการทหารสิ่งแวดล้อมการแพทย์ ฯลฯ

เลเยอร์การขนส่ง

หน้าที่ของชั้นการขนส่งคือการหลีกเลี่ยงความแออัดและความน่าเชื่อถือโดยที่โปรโตคอลจำนวนมากที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อนำเสนอฟังก์ชันนี้สามารถใช้งานได้จริงบนต้นน้ำ โปรโตคอลเหล่านี้ใช้กลไกที่แตกต่างกันสำหรับการรับรู้การสูญเสียและการกู้คืนการสูญเสีย จำเป็นต้องใช้เลเยอร์การขนส่งเมื่อมีการวางแผนระบบเพื่อติดต่อกับเครือข่ายอื่น

การให้การกู้คืนการสูญเสียที่เชื่อถือได้นั้นประหยัดพลังงานมากกว่าและนั่นคือหนึ่งในสาเหตุหลักที่ทำให้ TCP ไม่เหมาะสำหรับ WSN โดยทั่วไปแล้วเลเยอร์การขนส่งสามารถแยกออกเป็น Packet driven, Event-driven มีโปรโตคอลยอดนิยมบางอย่างในเลเยอร์การขนส่ง ได้แก่ STCP (Sensor Transmission Control Protocol), PORT (Price-Oriented Trust Transport Protocol และ PSFQ (pump slow fetch quick)

เลเยอร์เครือข่าย

หน้าที่หลักของเลเยอร์เครือข่ายคือการกำหนดเส้นทางมีงานมากมายตามแอปพลิเคชัน แต่จริงๆแล้วงานหลักอยู่ในการประหยัดพลังงานหน่วยความจำบางส่วนบัฟเฟอร์และเซ็นเซอร์ไม่มีรหัสสากลและต้อง จัดเอง

แนวคิดง่ายๆของโปรโตคอลการกำหนดเส้นทางคือการอธิบายเลนที่เชื่อถือได้และเลนซ้ำซ้อนตามมาตราส่วนที่น่าเชื่อถือเรียกว่าเมตริกซึ่งแตกต่างกันไปในแต่ละโปรโตคอล มีโปรโตคอลที่มีอยู่จำนวนมากสำหรับเลเยอร์เครือข่ายนี้สามารถแยกออกเป็นการกำหนดเส้นทางแบบแบนและการกำหนดเส้นทางลำดับชั้นหรือสามารถแยกออกเป็นตามเวลาขับเคลื่อนด้วยแบบสอบถามและขับเคลื่อนด้วยเหตุการณ์

Data Link Layer

เลเยอร์ลิงค์ข้อมูลมีหน้าที่ในการตรวจจับเฟรมข้อมูลแบบมัลติสตรีมข้อมูล MAC และการควบคุมข้อผิดพลาดยืนยันความน่าเชื่อถือของจุด - จุด (หรือ) จุด - หลายจุด

ชั้นทางกายภาพ

ชั้นฟิสิคัลมีขอบสำหรับการถ่ายโอนกระแสของบิตเหนือตัวกลางทางกายภาพ เลเยอร์นี้มีหน้าที่ในการเลือกความถี่การสร้างความถี่ของผู้ให้บริการการตรวจจับสัญญาณการมอดูเลตและการเข้ารหัสข้อมูล แนะนำให้ใช้ IEEE 802.15.4 ตามปกติสำหรับพื้นที่เฉพาะที่มีอัตราต่ำและเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายที่มีต้นทุนต่ำการใช้พลังงานความหนาแน่นช่วงของการสื่อสารเพื่อปรับปรุงอายุการใช้งานแบตเตอรี่ CSMA / CA ใช้เพื่อรองรับโทโพโลยีแบบดาวและเพียร์ทูเพียร์ IEEE 802.15.4.V. มีหลายเวอร์ชัน

ประโยชน์หลักของการใช้สถาปัตยกรรมประเภทนี้ใน WSN คือทุกโหนดเกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณไปยังโหนดใกล้เคียงในระยะทางที่น้อยและใช้พลังงานต่ำเนื่องจากการใช้พลังงานต่ำเมื่อเทียบกับสถาปัตยกรรมเครือข่ายเซ็นเซอร์ประเภทอื่น ๆ เครือข่ายประเภทนี้สามารถปรับขนาดได้และรวมถึงความทนทานต่อความผิดพลาดสูง

สถาปัตยกรรมเครือข่ายคลัสเตอร์

ในสถาปัตยกรรมประเภทนี้โหนดเซ็นเซอร์แยกกันจะรวมกันเป็นกลุ่มที่เรียกว่าคลัสเตอร์ซึ่งขึ้นอยู่กับ“ Leach Protocol” เนื่องจากใช้คลัสเตอร์ คำว่า 'Leach Protocol' ย่อมาจาก 'Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy' คุณสมบัติหลักของโปรโตคอลนี้ส่วนใหญ่มีดังต่อไปนี้

สถาปัตยกรรมเครือข่ายคลัสเตอร์

• นี่คือสถาปัตยกรรมการทำคลัสเตอร์แบบลำดับชั้นสองชั้น
• อัลกอริทึมแบบกระจายนี้ใช้เพื่อจัดเรียงโหนดเซ็นเซอร์เป็นกลุ่มหรือที่เรียกว่าคลัสเตอร์
• ในทุกคลัสเตอร์ที่สร้างขึ้นแยกกันโหนดหัวของคลัสเตอร์จะสร้างแผน TDMA (Time-division multiple access)
• ใช้แนวคิด Data Fusion เพื่อให้เครือข่ายประหยัดพลังงาน

สถาปัตยกรรมเครือข่ายประเภทนี้ถูกใช้อย่างมากเนื่องจากคุณสมบัติการหลอมรวมข้อมูล ในทุกคลัสเตอร์ทุกโหนดสามารถโต้ตอบผ่านส่วนหัวของคลัสเตอร์เพื่อรับข้อมูล คลัสเตอร์ทั้งหมดจะแบ่งปันข้อมูลที่รวบรวมไปยังสถานีฐาน การก่อตัวของคลัสเตอร์เช่นเดียวกับการเลือกส่วนหัวในแต่ละคลัสเตอร์เป็นวิธีการกระจายอิสระและเป็นอิสระ

ปัญหาการออกแบบสถาปัตยกรรมเครือข่ายเซนเซอร์ไร้สาย

ปัญหาการออกแบบสถาปัตยกรรมเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายส่วนใหญ่มีดังต่อไปนี้

• การใช้พลังงาน
• การแปล
• ความครอบคลุม
• นาฬิกา
• การคำนวณ
• ต้นทุนการผลิต
• การออกแบบฮาร์ดแวร์
• คุณภาพของการบริการ

การใช้พลังงาน

ใน WSN การใช้พลังงานเป็นหนึ่งในปัญหาหลัก ในฐานะแหล่งพลังงานแบตเตอรี่จะถูกใช้โดยการติดตั้งโหนดเซ็นเซอร์ เครือข่ายเซ็นเซอร์ถูกจัดให้อยู่ในสถานการณ์ที่อันตรายดังนั้นจึงมีความซับซ้อนในการเปลี่ยนแบตเตอรี่ใหม่ การใช้พลังงานส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการทำงานของโหนดเซ็นเซอร์เช่นการสื่อสารการตรวจจับและการประมวลผลข้อมูล ตลอดการสื่อสารการใช้พลังงานสูงมาก ดังนั้นจึงสามารถหลีกเลี่ยงการใช้พลังงานได้ในทุกชั้นโดยใช้โปรโตคอลการกำหนดเส้นทางที่มีประสิทธิภาพ

การแปล

สำหรับการทำงานของเครือข่ายปัญหาพื้นฐานและปัญหาร้ายแรงคือการแปลเซ็นเซอร์ ดังนั้นโหนดเซ็นเซอร์จึงถูกจัดเรียงแบบเฉพาะกิจดังนั้นพวกเขาจึงไม่ทราบตำแหน่งที่ตั้ง ความยากลำบากในการระบุตำแหน่งทางกายภาพของเซ็นเซอร์เมื่อจัดเรียงแล้วเรียกว่าการแปลเป็นภาษาท้องถิ่น ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้ผ่านทาง GPS โหนดสัญญาณการแปลตามความใกล้เคียง

ความครอบคลุม

โหนดเซ็นเซอร์ในเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายใช้อัลกอริธึมการครอบคลุมในการตรวจจับข้อมูลและส่งให้จมผ่านอัลกอริทึมการกำหนดเส้นทาง เพื่อให้ครอบคลุมเครือข่ายทั้งหมดควรเลือกโหนดเซ็นเซอร์ แนะนำให้ใช้วิธีการที่มีประสิทธิภาพเช่นอัลกอริธึมเส้นทางการเปิดรับแสงน้อยที่สุดและสูงสุดตลอดจนโปรโตคอลการออกแบบความครอบคลุม

นาฬิกา

ใน WSN การซิงโครไนซ์นาฬิกาเป็นบริการที่ร้ายแรง หน้าที่หลักของการซิงโครไนซ์นี้คือการนำเสนอช่วงเวลาปกติสำหรับโหนดของนาฬิกาท้องถิ่นภายในเครือข่ายเซ็นเซอร์ นาฬิกาเหล่านี้ต้องซิงโครไนซ์ภายในแอปพลิเคชันบางอย่างเช่นการตรวจสอบและการติดตาม

การคำนวณ

การคำนวณสามารถกำหนดเป็นผลรวมของข้อมูลที่ดำเนินต่อไปผ่านแต่ละโหนด ประเด็นหลักในการคำนวณคือต้องลดการใช้ทรัพยากร หากช่วงชีวิตของสถานีฐานมีอันตรายมากขึ้นการประมวลผลข้อมูลจะเสร็จสิ้นในแต่ละโหนดก่อนที่ข้อมูลจะส่งไปยังสถานีฐาน ในทุกโหนดหากเรามีทรัพยากรบางอย่างควรทำการคำนวณทั้งหมดที่ซิงก์

ต้นทุนการผลิต

ใน WSN จะมีการจัดเรียงโหนดเซ็นเซอร์จำนวนมาก ดังนั้นหากราคาโหนดเดียวสูงมากราคาเครือข่ายโดยรวมก็จะสูงเช่นกัน ในที่สุดราคาของแต่ละโหนดเซ็นเซอร์จะต้องถูกเก็บไว้ให้น้อยลง ดังนั้นราคาของโหนดเซ็นเซอร์ทุกตัวภายในเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายจึงเป็นปัญหาที่เรียกร้อง

การออกแบบฮาร์ดแวร์

เมื่อออกแบบฮาร์ดแวร์ของเครือข่ายเซ็นเซอร์เช่นการควบคุมพลังงานไมโครคอนโทรลเลอร์และหน่วยสื่อสารจะต้องประหยัดพลังงาน การออกแบบสามารถทำได้ในลักษณะที่ใช้พลังงานต่ำ

คุณภาพของการบริการ

คุณภาพของบริการหรือ QoS ไม่มีอะไรนอกจากต้องกระจายข้อมูลให้ทันเวลา เนื่องจากแอปพลิเคชันที่ใช้เซ็นเซอร์แบบเรียลไทม์บางส่วนขึ้นอยู่กับเวลาเป็นหลัก ดังนั้นหากข้อมูลไม่กระจายตรงเวลาไปยังผู้รับข้อมูลก็จะไร้ประโยชน์ ใน WSN มีปัญหา QoS ประเภทต่างๆเช่นโทโพโลยีเครือข่ายที่อาจแก้ไขบ่อยครั้งเช่นเดียวกับสถานะที่สามารถเข้าถึงได้ของข้อมูลที่ใช้สำหรับการกำหนดเส้นทางอาจไม่ชัดเจน

โครงสร้างของเครือข่ายเซนเซอร์ไร้สาย

โครงสร้างของ WSN ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโทโพโลยีต่างๆที่ใช้สำหรับเครือข่ายการสื่อสารทางวิทยุเช่นดาวตาข่ายและดาวลูกผสม โทโพโลยีเหล่านี้จะกล่าวถึงโดยสังเขปด้านล่าง

เครือข่ายสตาร์

โทโพโลยีการสื่อสารเช่นเครือข่ายแบบดาวถูกใช้ทุกที่ที่มีเพียงสถานีฐานเท่านั้นที่สามารถส่งหรือรับข้อความไปยังโหนดระยะไกลได้ มีโหนดจำนวนมากที่ไม่อนุญาตให้ส่งข้อความถึงกัน ประโยชน์ของเครือข่ายนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยความเรียบง่ายสามารถรักษาการใช้พลังงานของโหนดระยะไกลให้เหลือน้อยที่สุด

นอกจากนี้ยังช่วยให้การสื่อสารมีเวลาแฝงน้อยลงระหว่างสถานีฐานและโหนดระยะไกล ข้อเสียเปรียบหลักของเครือข่ายนี้คือสถานีฐานควรอยู่ในช่วงของวิทยุสำหรับโหนดที่แยกจากกันทั้งหมด ไม่แข็งแรงเหมือนเครือข่ายอื่น ๆ เนื่องจากต้องอาศัยโหนดเดียวในการจัดการเครือข่าย

เครือข่ายตาข่าย

เครือข่ายประเภทนี้อนุญาตให้มีการส่งข้อมูลจากโหนดหนึ่งไปยังอีกโหนดหนึ่งภายในเครือข่ายที่อยู่ในช่วงการส่งสัญญาณวิทยุ หากโหนดต้องการส่งข้อความไปยังโหนดอื่นและอยู่นอกช่วงการสื่อสารทางวิทยุก็สามารถใช้โหนดเช่นตัวกลางเพื่อส่งข้อความไปยังโหนดที่ต้องการได้

ประโยชน์หลักของเครือข่ายตาข่ายคือความสามารถในการปรับขนาดและความซ้ำซ้อน เมื่อแต่ละโหนดหยุดทำงานโหนดระยะไกลสามารถสนทนากับโหนดประเภทอื่น ๆ ภายในช่วงจากนั้นส่งต่อข้อความไปยังตำแหน่งที่ต้องการ นอกจากนี้ช่วงเครือข่ายไม่ได้ถูก จำกัด โดยอัตโนมัติผ่านช่วงระหว่างโหนดเดียวที่สามารถขยายได้โดยการเพิ่มจำนวนโหนดในระบบ

ข้อเสียเปรียบหลักของเครือข่ายประเภทนี้คือการใช้พลังงานสำหรับโหนดเครือข่ายที่ดำเนินการสื่อสารเช่นมัลติฮอปมักจะสูงกว่าโหนดอื่น ๆ ที่ไม่มีความสามารถในการ จำกัด อายุการใช้งานของแบตเตอรี่บ่อยครั้ง ยิ่งไปกว่านั้นเมื่อจำนวนการสื่อสารเพิ่มขึ้นไปยังปลายทางเวลาที่ใช้ในการส่งข้อความก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากกระบวนการที่ใช้พลังงานต่ำของโหนดเป็นสิ่งจำเป็น

Hybrid Star - เครือข่ายตาข่าย

ลูกผสมระหว่างสองเครือข่ายเช่น star และ mesh ให้เครือข่ายการสื่อสารที่แข็งแกร่งและยืดหยุ่นในขณะที่ยังคงใช้พลังงานของโหนดเซ็นเซอร์ไร้สายให้เหลือน้อยที่สุด ในโครงสร้างเครือข่ายประเภทนี้โหนดเซ็นเซอร์ที่มีพลังงานน้อยจะไม่ได้รับอนุญาตให้ส่งข้อความ
สิ่งนี้ช่วยให้การบำรุงรักษาใช้พลังงานน้อยที่สุด

แต่โหนดเครือข่ายอื่น ๆ ได้รับอนุญาตด้วยความสามารถของ multi-hop โดยอนุญาตให้ส่งข้อความจากโหนดหนึ่งไปยังอีกโหนดหนึ่งบนเครือข่าย โดยปกติแล้วโหนดที่มีความจุแบบหลายฮ็อปจะมีกำลังไฟสูงและมักจะเสียบเข้ากับสายไฟหลัก นี่คือโทโพโลยีที่นำมาใช้ผ่านเครือข่ายตาข่ายมาตรฐานที่กำลังจะมาถึงที่เรียกว่า ZigBee

โครงสร้างของโหนดเซ็นเซอร์ไร้สาย

ส่วนประกอบที่ใช้ในการสร้างโหนดเซ็นเซอร์ไร้สายเป็นหน่วยต่างๆเช่นการตรวจจับการประมวลผลตัวรับส่งสัญญาณและพลังงาน นอกจากนี้ยังมีส่วนประกอบเพิ่มเติมที่ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันเช่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าระบบค้นหาตำแหน่งและอุปกรณ์เคลื่อนที่ โดยทั่วไปหน่วยตรวจจับจะประกอบด้วยสองหน่วยย่อย ได้แก่ ADCs และเซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์จะสร้างสัญญาณแอนะล็อกซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นสัญญาณดิจิทัลได้ด้วยความช่วยเหลือของ ADC หลังจากนั้นจะส่งไปยังหน่วยประมวลผล

โดยทั่วไปหน่วยนี้สามารถเชื่อมโยงผ่านหน่วยเก็บข้อมูลขนาดเล็กเพื่อจัดการการดำเนินการเพื่อให้โหนดเซ็นเซอร์ทำงานร่วมกับโหนดอื่น ๆ เพื่อให้บรรลุภารกิจการตรวจจับที่จัดสรร โหนดเซ็นเซอร์สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายได้ด้วยความช่วยเหลือของหน่วยรับส่งสัญญาณ ในโหนดเซ็นเซอร์หนึ่งในองค์ประกอบที่จำเป็นคือโหนดเซ็นเซอร์ หน่วยพลังงานได้รับการสนับสนุนผ่านหน่วยกำจัดพลังงานเช่นเซลล์แสงอาทิตย์ในขณะที่หน่วยย่อยอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชัน

แผนภาพบล็อกการทำงานของโหนดตรวจจับไร้สายแสดงไว้ด้านบน โมดูลเหล่านี้เป็นแพลตฟอร์มที่หลากหลายเพื่อจัดการกับความต้องการของการใช้งานที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่นขึ้นอยู่กับเซ็นเซอร์ที่จะจัดเรียงการเปลี่ยนบล็อกการปรับสภาพสัญญาณสามารถทำได้ อนุญาตให้ใช้เซ็นเซอร์ที่แตกต่างกันร่วมกับโหนดตรวจจับไร้สาย ในทำนองเดียวกันลิงก์วิทยุสามารถแลกเปลี่ยนกับแอปพลิเคชันที่ระบุได้

ลักษณะของเครือข่ายเซนเซอร์ไร้สาย

คุณลักษณะของ WSN มีดังต่อไปนี้

• การ จำกัด การใช้พลังงานสำหรับโหนดที่มีแบตเตอรี่
• ความสามารถในการจัดการความล้มเหลวของโหนด
• ความคล่องตัวของโหนดและความแตกต่างของโหนด
• ความสามารถในการปรับขยายเพื่อการกระจายขนาดใหญ่
• ความสามารถในการตรวจสอบสภาพแวดล้อมที่เข้มงวด
• ใช้งานง่าย
• การออกแบบข้ามชั้น

ข้อดีของเครือข่ายเซนเซอร์ไร้สาย

ข้อดีของ WSN มีดังต่อไปนี้

• การจัดเตรียมเครือข่ายสามารถทำได้โดยไม่ต้องมีโครงสร้างพื้นฐานที่เคลื่อนย้ายไม่ได้
• เหมาะสำหรับสถานที่ที่ไม่สามารถเข้าถึงได้เช่นภูเขาเหนือทะเลพื้นที่ชนบทและป่าลึก
• มีความยืดหยุ่นหากมีสถานการณ์ไม่เป็นทางการเมื่อต้องใช้เวิร์กสเตชันเพิ่มเติม
• ราคาการดำเนินการมีราคาไม่แพง
• หลีกเลี่ยงการเดินสายไฟจำนวนมาก
• อาจมีที่พักสำหรับอุปกรณ์ใหม่ได้ตลอดเวลา
• สามารถเปิดได้โดยใช้การตรวจสอบจากส่วนกลาง

แอพพลิเคชั่นเครือข่ายเซนเซอร์ไร้สาย

เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายอาจประกอบไปด้วยเซ็นเซอร์หลายประเภทเช่นอัตราการสุ่มตัวอย่างต่ำแผ่นดินไหวแม่เหล็กความร้อนภาพอินฟราเรดเรดาร์และอะคูสติกซึ่งฉลาดในการตรวจสอบสถานการณ์แวดล้อมที่หลากหลาย โหนดเซ็นเซอร์ใช้สำหรับการตรวจจับคงที่ ID เหตุการณ์การตรวจจับเหตุการณ์และการควบคุมแอคชูเอเตอร์ในพื้นที่ การใช้งานเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายส่วนใหญ่ ได้แก่ ด้านสุขภาพการทหารสิ่งแวดล้อมบ้านและพื้นที่เชิงพาณิชย์อื่น ๆ

แอปพลิเคชัน WSN

• การใช้งานทางทหาร
• แอปพลิเคชั่นด้านสุขภาพ
• การใช้งานด้านสิ่งแวดล้อม
• การใช้งานที่บ้าน
• การใช้งานเชิงพาณิชย์
• การตรวจสอบพื้นที่
• การตรวจสอบการดูแลสุขภาพ
• ความรู้สึกด้านสิ่งแวดล้อม / โลก
• การตรวจสอบมลพิษทางอากาศ
• การตรวจจับไฟป่า
• การตรวจจับดินถล่ม
• การตรวจสอบคุณภาพน้ำ
• การตรวจสอบอุตสาหกรรม

ดังนั้นนี่คือข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับไฟล์ เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย สถาปัตยกรรมเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายคุณลักษณะและการใช้งาน เราหวังว่าคุณจะมีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับแนวคิดนี้ นอกจากนี้ข้อสงสัยหรือข้อควรรู้ แนวคิดโครงการเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย โปรดให้ข้อเสนอแนะที่มีค่าของคุณโดยการแสดงความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง นี่คือคำถามสำหรับคุณ เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายประเภทต่างๆมีอะไรบ้าง?