Paylanmış sensor şəbəkələri. Çətin sənaye mühitlərində simsiz sensor şəbəkələrini necə yerləşdirmək olar. Müasir simsiz texnologiyaların icmalı

Tarix və əhatə dairəsi

Sensor şəbəkəsinin ilk prototiplərindən biri sualtı qayıqları aşkar etmək və müəyyən etmək üçün nəzərdə tutulmuş SOSUS sistemi hesab edilə bilər. Simsiz sensor şəbəkələrinin texnologiyaları nisbətən yaxınlarda - 1990-cı illərin ortalarında fəal şəkildə inkişaf etməyə başladı. Bununla belə, yalnız 21-ci əsrin əvvəllərində mikroelektronikanın inkişafı bu cür cihazlar üçün kifayət qədər ucuz element bazası istehsal etməyə imkan verdi. Müasir simsiz şəbəkələr əsasən ZigBee standartına əsaslanır. Əhəmiyyətli sayda sənaye və bazar seqmentləri (istehsal, müxtəlif növlər nəqliyyat, həyat təminatı, təhlükəsizlik) sensor şəbəkələrinin tətbiqinə hazırdır və bu say daim artır. Trend artan mürəkkəblikdən irəli gəlir texnoloji proseslər, istehsalın inkişafı, təhlükəsizlik, resurs nəzarəti və inventardan istifadə seqmentlərində fərdlərin genişlənən ehtiyacları. Yarımkeçirici texnologiyaların inkişafı ilə sənayedə, mənzil-kommunal təsərrüfatda və məişətdə sensor şəbəkələrinin tətbiqi ilə bağlı yeni praktiki vəzifələr və nəzəri problemlər ortaya çıxır. Aşağı qiymətli simsiz sensor idarəetmə cihazlarının istifadəsi telemetriya və idarəetmə sistemlərinin tətbiqi üçün yeni sahələr açır, məsələn:

• Ötürücü mexanizmlərin mümkün nasazlıqlarının vaxtında aşkar edilməsi, vibrasiya, temperatur, təzyiq və s. kimi parametrlərə nəzarət etmək;
• Real vaxt rejimində girişə nəzarət uzaq sistemlər monitorinq obyekti;
• Sənaye aktivlərinin yoxlanılması və texniki xidmətinin avtomatlaşdırılması;
• Kommersiya aktivlərinin idarə edilməsi;
• Enerji və resurs qənaət texnologiyalarında komponentlər kimi tətbiqi;
• Ətraf mühitin ekoloji parametrlərinə nəzarət.

Qeyd etmək lazımdır ki, sensor şəbəkələrinin uzun tarixə malik olmasına baxmayaraq, sensor şəbəkəsinin qurulması konsepsiyası nəhayət formalaşmayıb və müəyyən proqram-texniki (platforma) həllərində ifadə olunmayıb. Hazırkı mərhələdə sensor şəbəkələrinin tətbiqi sənaye tapşırığının xüsusi tələblərindən çox asılıdır. Arxitektura, proqram təminatı və aparat təminatının tətbiqi intensiv texnologiyanın formalaşması mərhələsindədir ki, bu da gələcək istehsalçılar üçün texnoloji niş axtarmaq üçün tərtibatçıların diqqətini çəkir.

Texnologiya

Simsiz sensor şəbəkələri (WSN) miniatür hesablama qurğularından - sensorlarla (temperatur, təzyiq, işıq, vibrasiya səviyyəsi, yerləşmə və s. üçün sensorlar) və verilmiş radio diapazonunda işləyən siqnal ötürücüləri ilə təchiz olunmuş motlardan ibarətdir. Çevik arxitektura, aşağı quraşdırma xərcləri smart sensorların simsiz şəbəkələrini digər simsiz və simsiz şəbəkələrdən fərqləndirir simli interfeyslər məlumat ötürülməsi, xüsusən də danışırıqçoxlu sayda bir-birinə bağlı cihazlar haqqında, sensor şəbəkəsi 65.000-ə qədər cihazı birləşdirməyə imkan verir. Simsiz həllərin qiymətinin daimi azalması, onların əməliyyat parametrlərinin artması telemetriya məlumatlarının toplanması, məsafədən diaqnostika və məlumat mübadiləsi sistemlərində simli həllərdən tədricən istiqamət dəyişdirməyə imkan verir. "Hiss şəbəkəsi" bu gün yaxşı qurulmuş bir termindir. Sensor şəbəkələri), nəzarətsiz ayrı-ayrı elementlərin paylanmış, özünü təşkil edən, nasazlığa dözümlü şəbəkəsini ifadə edən və xüsusi qurğuların quraşdırılması tələb olunmur. Sensor şəbəkəsinin hər bir qovşağında xarici mühitin monitorinqi üçün müxtəlif sensorlar, mikrokompüter və radio ötürücü ola bilər. Bu, cihaza ölçmə aparmağa, müstəqil olaraq ilkin məlumatların işlənməsini həyata keçirməyə və xarici informasiya sistemi ilə əlaqə saxlamağa imkan verir.

802.15.4/ZigBee relayed qısa mənzilli radio texnologiyası "Sensor Networks" (ing. WSN - Simsiz Sensor Şəbəkəsi), resursların və proseslərin monitorinqi və idarə edilməsi üçün özünü təşkil edən nasazlığa dözümlü paylanmış sistemlərin inkişafının müasir istiqamətlərindən biridir. Bu gün simsiz sensor şəbəkə texnologiyası sensorların işləmə müddəti üçün kritik olan monitorinq və nəzarət vəzifələrini həll edə bilən yeganə simsiz texnologiyadır. Simsiz sensor şəbəkəsinə birləşdirilən sensorlar məlumatın toplanması, işlənməsi və ötürülməsi üçün ərazi üzrə paylanmış özünü təşkil edən sistem təşkil edir. Əsas tətbiq sahəsi fiziki mühitlərin və obyektlərin ölçülmüş parametrlərinə nəzarət və monitorinqdir.

• radio yolu;
• prosessor modulu;
• batareya;
• müxtəlif sensorlar.

Tipik bir node üç növ cihazla təmsil oluna bilər:

• Şəbəkə koordinatoru (FFD - Tam Function Device);
  • qlobal koordinasiyanı, şəbəkə parametrlərinin təşkilini və qurulmasını həyata keçirir;
  • ən çox yaddaş və enerji təchizatı tələb edən üç cihaz növündən ən mürəkkəbi;

• Tam funksiyalar dəsti olan cihaz (FFD - Tam Funksional Cihaz);
  • 802.15.4 üçün dəstək;
  • əlavə yaddaş və enerji istehlakı şəbəkə koordinatoru kimi çıxış etməyə imkan verir;
  • bütün növ topologiyalar üçün dəstək ("nöqtədən nöqtəyə", "ulduz", "ağac", "tor şəbəkə");
  • şəbəkə koordinatoru kimi fəaliyyət göstərmək bacarığı;
  • şəbəkədəki digər cihazlara daxil olmaq imkanı;
• (RFD - Reduced Function Device);
  • 802.15.4 funksiyalarının məhdud dəstini dəstəkləyir;
  • nöqtədən nöqtəyə, ulduz topologiyalarına dəstək;
  • koordinator kimi çıxış etmir;
  • şəbəkə koordinatorunu və marşrutlaşdırıcını çağırır;

Şirkətlər tərtibatçıları

Bazarda müxtəlif növ şirkətlər var:

Qeydlər

Wikimedia Fondu. 2010.

Digər lüğətlərdə "Simsiz Sensor Şəbəkələri"nin nə olduğuna baxın:

- (digər adlar: simsiz ad hoc şəbəkələr, simsiz dinamik şəbəkələr) daimi strukturu olmayan qeyri-mərkəzləşdirilmiş simsiz şəbəkələr. Müştəri cihazları bir şəbəkə meydana gətirərək tez birləşir. Hər bir şəbəkə qovşağı ... ... Vikipediyaya yönləndirməyə çalışır

Bu səhifənin adının Wireless ad hoc şəbəkəsi olaraq dəyişdirilməsi təklif olunur. Səbəblərin izahı və Vikipediya səhifəsində müzakirə: Ad dəyişdiriləcək / 1 dekabr 2012. Ola bilsin ki, indiki adı müasir ... ... Vikipediya standartlarına uyğun gəlmir.

Simsiz ad hoc şəbəkələr daimi strukturu olmayan qeyri-mərkəzləşdirilmiş simsiz şəbəkələrdir. Müştəri cihazları bir şəbəkə meydana gətirərək tez birləşir. Şəbəkədəki hər bir qovşaq digər qovşaqlar üçün nəzərdə tutulan məlumatları ötürməyə çalışır. Eyni zamanda ... ... Vikipediya

Simsiz ad hoc şəbəkələr daimi strukturu olmayan qeyri-mərkəzləşdirilmiş simsiz şəbəkələrdir. Müştəri cihazları bir şəbəkə meydana gətirərək tez birləşir. Şəbəkədəki hər bir qovşaq digər qovşaqlar üçün nəzərdə tutulan məlumatları ötürməyə çalışır. Eyni zamanda ... ... Vikipediya

Tipik simsiz sensor şəbəkəsinin arxitekturası Simsiz sensor şəbəkəsi radio kanalı vasitəsilə bir-birinə bağlı olan çoxlu sensorlar (sensorlar) və aktuatorlardan ibarət paylanmış, özünü təşkil edən şəbəkədir. Region ... ... Vikipediya

Bu məqaləni təkmilləşdirmək istərdinizmi?: Məqalələrin yazılması qaydalarına uyğun olaraq dizaynı yenidən işləyin. Qrammatik və orfoqrafik səhvlər üçün məqaləni yoxlayın. Məqaləni ... Vikipediyaya uyğun olaraq düzəldin

Telemetriya, telemetriya (digər yunanca τῆλε “uzaq” + μέτρεω “ölçü”) operatora və ya istifadəçiyə uzaqdan ölçmə və məlumat toplamaq imkanı verən texnologiyalar toplusu, ayrılmaz hissəsi ... ... Wikipedia

Ultra genişzolaqlı (UWB) siqnallar "əlavə böyük" bant genişliyi olan radio siqnallarıdır (UHF siqnalları). Onlar ultra genişzolaqlı radar və ultra genişzolaqlı radio rabitəsi üçün istifadə olunur. Mündəricat 1 Tərif 2 Əsasnamə ... Vikipediya

İlk Açıq Protokol simsiz şəbəkə binaların avtomatlaşdırılması və paylanmış obyektlərin idarə edilməsi məqsədləri üçün nəzərdə tutulmuş məlumat ötürülməsi. Bir Net bir çox mövcud ötürücülərlə (qəbuledicilər) və ... ... Wikipedia ilə istifadə edilə bilər

Paylanmış sensor şəbəkələri

Simsiz sensor şəbəkələri nədir?

Sensorlar və qəbuledici cihaz

Simsiz sensor şəbəkələri adlanan qovşaqlardan qurulur moty (xırda) - məsələn, 2,4 GHz tezliyində radio rabitəsi olan batareyalar və mikroçiplərlə təchiz edilmiş kiçik avtonom cihazlar. Xüsusi proqram təminatı motelərin özünü təşkil etməsinə imkan verir paylanmış şəbəkələr, məsafəsi adətən 100 metrdən çox olmayan ən yaxın qovşaqlarla bir-biri ilə əlaqə saxlayın, sorğu-sual edin və məlumat mübadiləsi aparın.

İngilis ədəbiyyatında belə bir şəbəkə deyilir simsiz sensor şəbəkəsi(WSN) müxtəlif ərazilərdə fiziki və ya ətraf mühit şəraitini birgə izləmək üçün sensorlardan istifadə edən coğrafi olaraq paylanmış avtonom cihazlardan ibarət simsiz şəbəkədir.

Onlar temperatur, səs, vibrasiya, təzyiq, obyektlərin hərəkəti və ya hava kimi parametrləri ölçə bilərlər. Simsiz sensor şəbəkələrinin inkişafı əvvəlcə döyüş meydanında müşahidə kimi hərbi vəzifələrlə bağlı idi. Hal-hazırda simsiz sensor şəbəkələri sənaye və ətraf mühitin monitorinqi, səhiyyə və obyektlərin hərəkətinə nəzarət də daxil olmaqla mülki həyatın bir çox sahələrində getdikcə daha çox istifadə olunur. Əhatə dairəsi getdikcə genişlənir.

Əsas iş prinsipləri

3 səviyyəli şəbəkə diaqramı. Sensorların və şlüzün 1-ci səviyyəsi. 2-ci server səviyyəsi. 3-cü dərəcəli nazik müştəri

Hər bir şəbəkə qovşağı: mot radio ötürücü və ya digər cihazla təchiz edilmişdir simsiz rabitə, kiçik mikrokontroller və enerji mənbəyi, adətən batareya. Günəş panelləri və ya digər alternativ enerji mənbələri ilə istifadə edilə bilər

Uzaq elementlərdən gələn məlumatlar şəbəkə üzərindən ən yaxın olanlar arasında qovşaqdan düyünə radio kanalı vasitəsilə ötürülür. Nəticədə məlumat paketi ən yaxın nöqtədən şlüzə ötürülür. Şlüz, bir qayda olaraq, USB kabel ilə serverə qoşulur. Serverdə - toplanmış məlumatlar emal olunur, saxlanılır və WEB qabığı vasitəsilə geniş istifadəçilər üçün istifadə edilə bilər.

Sensor şəbəkəsinin ölçüsündən və mürəkkəbliyindən asılı olaraq sensor düyününün qiyməti yüzlərlə dollardan bir neçə sentə qədər dəyişir.

Avadanlıq və standartlar

Şlüz (2 ədəd), USB kabeli ilə noutbuka qoşulmuşdur. Noutbuk UTP vasitəsilə internetə qoşulur və server rolunu oynayır

Radio antenası olan sensor qurğular

Simsiz node avadanlığı və qovşaqlar arasında şəbəkə protokolları enerji təmin etmək üçün optimallaşdırılmışdır uzun müddətli sistemin avtonom enerji mənbələri ilə işləməsi. İş rejimindən asılı olaraq, bir düyünün ömrü bir neçə ilə çata bilər.

Hal-hazırda simsiz sensor şəbəkələri üçün bir sıra standartlar ya ratifikasiya olunub, ya da işlənmə mərhələsindədir. ZigBee sənaye nəzarəti, quraşdırılmış algılama, tibbi məlumatların toplanması, bina avtomatlaşdırılması kimi şeylər üçün standartdır. Zigbee-nin inkişafı sənaye şirkətlərinin böyük bir konsorsiumu tərəfindən asanlaşdırılır.

• WirelessHART sənaye avtomatlaşdırılması üçün HART protokolunun genişləndirilməsidir. WirelessHART 2007-ci ilin iyununda HART Rabitə Fondu tərəfindən təsdiq edilmiş HART 7 spesifikasiyasının bir hissəsi kimi ümumi HART protokoluna əlavə edilmişdir.
• 6lowpan şəbəkə qatı üçün elan edilmiş standartdır, lakin hələ qəbul olunmayıb.
• ISA100, WSN texnologiyasına daxil olmaq üçün başqa bir işdir, lakin daxil olmaq üçün daha geniş şəkildə qurulmuşdur rəyöz sahəsində nəzarət. ANSI standartlarına əsaslanan ISA100-ün tətbiqinin 2008-ci ilin sonuna qədər başa çatdırılması gözlənilir.

WirelessHART, ISA100, ZigBee və onların hamısı eyni standarta əsaslanır: IEEE 802.15.4 - 2005.

Simsiz sensor şəbəkə proqramı

Əməliyyat sistemi

Simsiz sensor şəbəkələri üçün əməliyyat sistemləri məhdud resurslara görə ümumi əməliyyat sistemlərindən daha az mürəkkəbdir aparat sensor şəbəkəsi. Buna görə, əməliyyat sistemi istifadəçi interfeysləri üçün dəstəyi daxil etməyə ehtiyac yoxdur.

Simsiz sensor şəbəkə aparatı ənənəvi quraşdırılmış sistemlərdən fərqlənmir və buna görə də sensor şəbəkələri üçün quraşdırılmış əməliyyat sistemi istifadə edilə bilər.

Vizuallaşdırma Tətbiqləri

Ölçmə nəticələrinin vizuallaşdırılması və hesabat proqramı MoteView v1.1

Simsiz sensor şəbəkələrindən alınan məlumatlar adətən mərkəzi baza stansiyasında rəqəmsal məlumat kimi saxlanılır. Çox var standart proqramlar, məsələn, TosGUI MonSense, SOT, bu böyük həcmli məlumatlara baxmağı asanlaşdırır. Bundan əlavə, Açıq Konsorsium (OGC) veb-brauzer vasitəsilə hər kəs tərəfindən simsiz sensor şəbəkəsinin real vaxt rejimində monitorinqini və ya nəzarətini təmin edəcək kodlaşdırma metaməlumatlarının qarşılıqlı fəaliyyətinə və qarşılıqlı fəaliyyətinə dair standartları müəyyən edir.

Simsiz sensor şəbəkəsinin qovşaqlarından gələn məlumatlarla işləmək üçün məlumatların baxılmasını və qiymətləndirilməsini asanlaşdıran proqramlar istifadə olunur. Belə proqramlardan biri MoteView-dir. Bu proqram sizə real vaxt rejimində məlumatlara baxmaq və onları təhlil etmək, hər cür qrafiklər qurmaq, müxtəlif bölmələrdə hesabatlar vermək imkanı verir.

İstifadənin faydaları

• Enerji təchizatı və məlumatların ötürülməsi üçün kabellər çəkməyə ehtiyac yoxdur;
• Komponentlərin aşağı qiyməti, sistemin quraşdırılması, istismara verilməsi və texniki xidməti;
• Sürətli və asan şəbəkə yerləşdirilməsi;
• Ayrı-ayrı qovşaqların və ya komponentlərin nasazlığı halında bütövlükdə bütün sistemin etibarlılığı və nasazlığa dözümlülüyü;
• Obyektlərin özlərinin işləmə prosesinə müdaxilə etmədən hər hansı bir obyektdə şəbəkənin tətbiqi və dəyişdirilməsi imkanı
• Bütün sistemin bütövlükdə tez və lazım olduqda gizli quraşdırılması imkanı.

Hər bir sensor pivə qapağı ölçüsündədir (lakin gələcəkdə yüzlərlə dəfə kiçilə bilər) və prosessor, yaddaş və radio ötürücüdən ibarətdir. Belə örtüklər istənilən əraziyə səpələnə bilər və onlar özləri bir-biri ilə əlaqə quracaq, vahid simsiz şəbəkə təşkil edəcək və məlumatları ən yaxın kompüterə ötürməyə başlayacaqlar.

Simsiz şəbəkədə birləşərək sensorlar ətraf mühitin parametrlərini izləyə bilir: hərəkət, işıq, temperatur, təzyiq, rütubət və s. Monitorinq çox böyük ərazidə həyata keçirilə bilər, çünki sensorlar zəncir boyu məlumatı qonşudan qonşuya ötürür. Texnologiya onlara illərlə (hətta onilliklərlə) batareyaları dəyişmədən işləməyə imkan verir. Sensor şəbəkələri kompüter üçün universal hiss orqanlarıdır və dünyada sensorlarla təchiz olunmuş bütün fiziki obyektlər kompüter tərəfindən tanınır. Gələcəkdə milyardlarla sensorun hər biri bir IP ünvanı alacaq və onlar hətta Qlobal Sensor Şəbəkəsi kimi bir şey yarada bilərlər. Sensor şəbəkələrinin imkanları indiyədək yalnız hərbi və sənaye sahələrini maraqlandırırdı. Sensor şəbəkələri bazarının tədqiqi üzrə mütəxəssis olan ON World-ün son hesabatına görə, bu il bazarda əhəmiyyətli canlanma müşahidə olunur. Bu il daha bir diqqətəlayiq hadisə dünyanın ilk tək çipli ZigBee sisteminin (Ember tərəfindən hazırlanmış) buraxılması oldu. ON World tərəfindən sorğu edilən ABŞ-ın iri sənaye şirkətləri arasında təxminən 29% artıq sensor şəbəkələrdən istifadə edir və daha 40% onları 18 ay ərzində yerləşdirməyi planlaşdırır. Amerikada sensor şəbəkələrinin yaradılması və saxlanması ilə məşğul olan yüzdən çox kommersiya firması meydana çıxdı.

Bu ilin sonuna qədər planetdə sensorların sayı 1 milyonu keçəcək.İndi təkcə şəbəkələrin sayı deyil, həm də onların ölçüsü artır. İlk dəfə olaraq 1000-dən çox qovşaqdan ibarət bir neçə şəbəkə yaradılıb və uğurla fəaliyyət göstərir, o cümlədən biri 25.000 qovşaq üçün.

Mənbə: Web PLANET

Tətbiq sahəsi

WSN tətbiqləri çox və müxtəlifdir. Onlar kommersiya və istifadə olunur sənaye sistemləri simli sensorlar vasitəsilə idarə edilməsi çətin və ya bahalı olan məlumatların monitorinqi üçün. WSN-lər, enerji təchizatını dəyişdirməyə ehtiyac olmadan uzun illər (ətraf mühitin monitorinqi) qala biləcəyi, əldə edilməsi çətin olan ərazilərdə istifadə edilə bilər. Onlar mühafizə olunan obyekti pozanların hərəkətlərinə nəzarət edə bilərlər

WSN həmçinin monitorinq, izləmə və nəzarət üçün istifadə olunur. Budur bəzi tətbiqlər:

• Tüstü monitorinqi və böyük meşələrdən və torf torpaqlarından yanğınların aşkarlanması
• Rusiya Federasiyasının Subyektləri Administrasiyasının Böhran Mərkəzləri üçün əlavə məlumat mənbəyi
• Potensial gərginliyin seysmik aşkarlanması
• Hərbi müşahidələr
• Təhlükəsizlik sistemlərində akustik obyekt hərəkətinin aşkarlanması.
• Kosmosun və ətraf mühitin ekoloji monitorinqi
• Sənaye proseslərinin monitorinqi, FHN sistemlərində istifadə
• Tibbi monitorinq

Bina avtomatlaşdırılması:

	temperaturun, hava axınının, insanların mövcudluğunun monitorinqi və mikroiqlimi saxlamaq üçün avadanlıqlara nəzarət;
	işıqlandırma nəzarəti;
	enerji idarəetməsi;
	qaz, su, işıq və s. üçün mənzil sayğaclarının oxunuşlarının toplanması;
	təhlükəsizlik və yanğın siqnalı;
	bina və tikililərin yükdaşıyan konstruksiyalarının vəziyyətinin monitorinqi.

Sənaye avtomatlaşdırılması:

	sənaye avadanlıqlarının uzaqdan idarə edilməsi və diaqnostikası;
	mövcud vəziyyətə uyğun olaraq avadanlığın saxlanılması (təhlükəsizlik marjasının proqnozlaşdırılması);
	monitorinq istehsal prosesləri;

Əşyaların İnterneti (IoT) texnologiyasının korporativ versiyası bu gün sənayedə fəal şəkildə istifadə olunur. Əşyaların Müəssisə İnterneti (EIoT) müəssisələrə maşın və avadanlıqları idarə etmək üçün yeni üsullar təqdim etmək üçün simsiz sensor şəbəkələri və idarəetmə vasitələrindən istifadə edir. Simli enerji təchizatına qoşulmadan kiçik bir batareya ilə işləyən simsiz sensorlar əvvəlki nəsil idarəetmə vasitələrinin tamamilə əlçatmaz olduğu yerlərdə sənaye mühitlərində yerləşdirilə bilər.

EIoT ən ciddi tətbiq tələblərinə cavab vermək üçün sistem və avadanlıqların etibarlılığını, təhlükəsizliyini və qarşılıqlı fəaliyyət qabiliyyətini təkmilləşdirmişdir. simsiz texnologiyalar bu istiqamət təkcə sənayedə deyil, həm də səhiyyə, maliyyə xidmətləri və s. sahəsində EIoT bu sahələrin ehtiyaclarını nəzərə alır. spesifikasiyalar və bu yeni texnologiyanın dizayn elementləri daha az kritik istehlakçı və ya kommersiya tətbiqləri üçün nəzərdə tutulmuş ənənəvi cihazların oxşar IoT texnologiyalarından xeyli üstündür.

EIoT problemləri

EIoT ilə təchiz edilmiş sensorlar və idarəetmələr sənaye mühitində demək olar ki, hər yerdə işləyə bilər, lakin indiyə qədər bu, daha çox şans məsələsi olub, çünki hər sənaye avadanlığı simsiz istifadə üçün ideal deyil. Bunun səbəbi, IoT yerləşdirməsində bir-biri ilə əlaqəli, lakin bir-birinə zidd görünən iki elementin olmasıdır:

1. Cihazların simsiz şəbəkəsinin özü, aşağı enerji istehlakı ilə qısa məsafəli texnologiya ilə əlaqəli sensorlar və idarəetmə vasitələri ilə quraşdırılır.
2. Artıq daha çox məsafədə olan şəbəkənin digər avadanlıqları, nəzarətçiləri və hissələri ilə qarşılıqlı əlaqədə olan IoT sensorlar şəbəkəsi.

düyü. 1. Təşkilat üçün şəhər mərkəzlərindən və ənənəvi telekommunikasiya xidmətlərindən uzaqda yerləşən tətbiqlər qlobal şəbəkə LoRa kimi enerjiyə qənaət edən rabitə protokolundan istifadə edə bilər

Çox vaxt sənaye mühitində ən əhəmiyyətli maneə uzun məsafələrdə etibarlı rabitənin mümkünsüzlüyüdür. Bu problemin sadə səbəbi var: simli kabel xətləri üzərindən və ya qüllələr vasitəsilə siqnal ötürülməsindən istifadə etməklə həyata keçirilən telekommunikasiya. mobil rabitə, sənaye avadanlıqları yerlərində həmişə mövcud deyil. Bundan əlavə, bir rabitə seansında sensorlardan yalnız bir neçə məlumat paketini çatdırmaq üçün mobil xidmətlərdən istifadənin dəyəri həm iqtisadi baxımdan, həm də sırf texniki baxımdan çox məna kəsb etmir. Bundan əlavə, çox vaxt sensorların və rabitə cihazlarının enerji təchizatı problemi var ki, bu da avadanlıq və ya infrastrukturun birbaşa sənaye şəbəkəsindən qidalanmadığı uzaq yerlərdə təşkil etmək çox çətindir.

Yaşayış məntəqələrində mobil rabitənin geniş əhatəsinə baxmayaraq, bəzi yerlərdə simsiz rabitənin təşkili üçün etibarlı xidmət yoxdur. Bu, kənd yerlərində və sənaye avadanlığının uzaq yerlərində, məsələn, izolyasiya edilmiş neft və qaz avadanlıqları və ya boru kəmərləri nəqliyyatı, su təchizatı və çirkab su sistemləri (Şəkil 1) və s. kimi ümumi problemdir. Belə saytlar da tez-tez ən yaxın texniki xidmətdən uzaqdır. cihazların düzgün işləməsini yoxlayan işçilər. Bəzən bir mühəndisə avadanlığın yanına gəlib onu yoxlamaq üçün bütün gün, hətta bir neçə vaxt lazımdır. Belə ucqar ərazilərdə işləmək istəyən mütəxəssisləri tapmaq çox vaxt çətin və asandır. Məhdud rabitə əhatə dairəsi səbəbindən, EIoT-ni dəstəkləyən sensorlar və idarəetmələr uzaq saytlarda olduqca nadir olduğundan, aşağı güclü geniş ərazi şəbəkələri (LPWAN) burada köməyə gəlir.

BLE və LPWAN

EIoT sistemlərində ən çox istifadə edilən qısa mənzilli simsiz texnologiya Bluetooth Low Energy - BLE (Bluetooth aşağı enerji, həmçinin Bluetooth Smart kimi tanınır). EIoT üçün BLE-nin yüksək populyarlığının əsas səbəbi onun enerji səmərəliliyidir ki, bu da sensorlara və idarəetmə vasitələrinə çox az batareya sərfiyyatı ilə uzun müddət işləməyə imkan verir. BLE yuxu dövrlərini, gözləmə rejimini və aktiv dövrləri idarə edir. BLE həmçinin RF siqnalının gücünə görə geniş istifadə olunur ki, bu da bu texnologiyanın hətta yüksək tezlikli səs-küy səviyyəsinin yüksəldiyi çətin mühitlərdə də effektiv işləməyə imkan verir. rəqəmsal siqnallar kompüter avadanlıqlarından və hətta radio dalğalarının yayılmasına fiziki maneələr olduqda. Ancaq bildiyiniz kimi, bütün bu amillər sənaye mühitinə tanışdır.

EIoT-nin tətbiqi layihələrində qısa mənzilli rabitənin təşkili üçün əsas olan BLE texnologiyasıdır. Bundan əlavə, o, həm artıq istismarda olan, həm də layihələndirilməkdə olan sənaye avadanlıqları komplekslərində istifadə edilə bilər. Bununla belə, BLE-i aktivləşdirən cihazların belə bir şəbəkəsi təlimatları qəbul etmək və məlumatları daha uzun məsafələrə ötürmək üçün bir yola ehtiyac duyur. İki istiqamətli Wi-Fi və ya mobil siqnallara imkan verən ənənəvi telekommunikasiya infrastrukturuna güvənmək bu sensor və idarəetmə şəbəkələrinin tətbiqini məhdudlaşdıran maneə səbəbindən mümkün deyil. BLE-ni LoRa texnologiyasının ultra diapazonu və enerji səmərəliliyi ilə birləşdirərək şirkətlər EIoT-ni telekommunikasiya infrastrukturunun və enerji infrastrukturunun mövcud olmadığı yerlərdə yerləşdirə bilmişlər və bu da öz növbəsində İnternetin tətbiqi coğrafiyasını genişləndirmişdir. Things texnologiyası.

düyü. 2. Sensorlar əvvəlcə LoRa müştərisinə, sonra isə LoRa şlüzü vasitəsilə birləşdirilir

LoRa WAN protokolu tez-tez LPWAN olur, çünki o, batareyanın dəyişdirilməsi olmadan illər boyu uzun məsafələrdə IoT şəbəkələri ilə təhlükəsiz iki istiqamətli məlumat ötürülməsini və əlaqəni təmin edir. LoRa texnologiyasından istifadə edərkən, təxminən 16 km-ə qədər məsafədə siqnal göndərmək və qəbul etmək mümkündür və lazım olduqda təkrarlayıcılar (repeatrlar) bu məsafəni yüzlərlə kilometrə qədər artıra bilər. Əncirdə. Şəkil 2 LoRa-nın necə işlədiyini göstərir. IoT tətbiqləri üçün LoRa, iqtisadi xüsusiyyətlərinə və imkanlarına görə bir çox üstünlüklərə malikdir:

• LoRa, BLE kimi, ultra aşağı güc texnologiyası olduğundan, o, batareya ilə işləyən IoT cihaz şəbəkələrində işləməyi bacarır və tez-tez texniki xidmət tələb etmədən batareyanın uzun ömrünü təmin edə bilir.
• LoRa qovşaqları ucuzdur və şirkətlərə mobil sistemlər üzərindən məlumat ötürülməsi xərclərini azaltmağa, həmçinin fiber optik və ya mis kabellərin quraşdırılmasını aradan qaldırmağa imkan verir. Bu, uzaqdan yerləşən sensorlar və avadanlıqları əlaqələndirmək üçün əsas maliyyə maneəsini aradan qaldırır.
• LoRa texnologiyası ilə yaxşı işləyir şəbəkə cihazları mürəkkəb sənaye mühitləri daxil olmaqla qapalı yerlərdə yerləşdirilir.
• LoRa milyonlarla qovşaqları dəstəkləməklə yüksək miqyaslı və qarşılıqlı işləyə bilir və ictimai və özəl məlumat şəbəkələrinə və iki istiqamətli rabitə sistemlərinə qoşula bilər.

Belə ki, digər LPWAN texnologiyaları uzunmüddətli perspektivdə IoT həllərinin həyata keçirilməsində yalnız rabitə diapazonu problemini həll edə bilsə də, LoRa texnologiyası bunun üçün iki istiqamətli rabitə, tıxacın qarşısını almaq və yüksək məlumat məzmunu təklif edir.

LoRa-nın da əhəmiyyətli çatışmazlığı var - aşağı ötürmə qabiliyyəti. Bu, onu axın məlumatı tələb edən proqramlar üçün yararsız edir. Bununla belə, bu məhdudiyyət onun vaxtaşırı yalnız kiçik məlumat paketlərinin ötürüldüyü geniş çeşiddə IoT tətbiqləri üçün istifadəsinə mane olmur.

Qarşılıqlı əlaqə

düyü. 3. LoRa və Bluetooth simsiz şəbəkə protokolları üçün rabitə imkanlarını özündə birləşdirən Laird-dən RM1xx modulu

LoRa-nın potensialı BLE kimi texnologiya ilə birləşdirildikdə ikiqat artır. Birlikdə onlar EIoT şəbəkələrinin imkanlarını artıran qısa və uzun məsafəli rabitə üçün ultra aşağı güclü simsiz imkanlar dəstini təmin edirlər. Məsələn, şəhər ərazilərinin mərkəzi hissəsi indi ənənəvi telekommunikasiya infrastrukturlarından müstəqil olan BLE sensor şəbəkələri üçün əsas olan bir neçə LoRaWAN şlüzləri ilə əhatə oluna bilər. Beləliklə, LoRa və BLE-nin simbiozu həm meqapolislərdə, həm də Əşyaların İnternetinin geniş tətbiqinə maneələr yaradan kiçik şəhərlərdə IoT-nin genişlənməsi üçün bir sıra maneələri aradan qaldırır. Bununla belə, LoRA və BLE birləşməsindən ən böyük faydalananlar simsiz sensorlar, idarəedicilər və digər avadanlıqlardır ki, onlar indi hər hansı bir məhdudiyyət olmadan hər yerdə quraşdırıla bilər (Şəkil 3). Bu, BLE-nin xüsusi məziyyətidir. BLE həmçinin bu cihazlara, məsələn, smartfon və ya planşetlərdən idarə olunan inteqrasiya olunmuş, qısa mənzilli şəbəkədə birlikdə işləməyə imkan verir ki, bu zaman uzaq simsiz displeylər kimi istifadə olunur. Bu paketdə BLE-nin mobil imkanlarına əsaslanan LoRa texnologiyası uzun məsafələrə məlumat göndərə və qəbul edə bilən bir növ radiorele stansiyası kimi çıxış edir. Üstəlik, bu məsafələr siqnal ötürülməsi üçün sadə şlüzlərlə artırıla bilər.

LoRa və BLE cütləşməsinin EIoT şəbəkələrinə tamamilə fərqli texniki səviyyəyə çatmağa və onların genişlənməsini artırmağa necə imkan verdiyini nümayiş etdirən çoxlu yaxşı nümunələr artıq mövcuddur.

Simsiz sensor şəbəkələri texnologiyalarının üstünlükləri məlumatların paylanmış toplanması, təhlili və ötürülməsi ilə bağlı müxtəlif tətbiqi problemlərin həlli üçün səmərəli istifadə edilə bilər.

Binaların avtomatlaşdırılması

Bəzi binaların avtomatlaşdırılması tətbiqlərində ənənəvi simli rabitə sistemlərinin istifadəsi iqtisadi səbəblərə görə mümkün deyil.

Məsələn, fəaliyyət göstərən binada yeni sistemin tətbiqi və ya mövcud sistemin genişləndirilməsi tələb olunur. Bu halda simsiz həllərin istifadəsi ən məqbul variantdır, çünki. əlavə yoxdur quraşdırma işləri binaların daxili bəzəyinin pozulması ilə, binanın işçiləri və ya sakinləri üçün praktiki olaraq heç bir narahatlıq yaratmır və s. Nəticədə sistemin tətbiqi xərcləri əhəmiyyətli dərəcədə azalır.

Başqa bir nümunə, dizayn və tikinti mərhələsində sensorların dəqiq yerlərini müəyyən etmək mümkün olmayan açıq planlı ofis binaları ola bilər. Eyni zamanda, ofislərin yerləşdirilməsi binanın istismarı zamanı dəfələrlə dəyişə bilər, buna görə də sistemin yenidən qurulmasına sərf olunan vaxt və xərclər minimal olmalıdır, buna simsiz həllərdən istifadə etməklə nail olmaq olar.

Bundan əlavə, simsiz sensor şəbəkələrinə əsaslanan sistemlərə aşağıdakı nümunələr verilə bilər:

• mikroiqlimi saxlamaq üçün temperaturun, hava axınının, insanların mövcudluğunun monitorinqi və istilik, havalandırma və kondisioner avadanlıqlarına nəzarət;
• işıqlandırma nəzarəti;
• enerji idarəetməsi;
• qaz, su, işıq və s. üçün mənzillərin sayğaclarından oxunuşların toplanması;
• bina və tikililərin yükdaşıyan konstruksiyalarının vəziyyətinin monitorinqi.

sənaye avtomatlaşdırılması

İndiyədək sənayenin avtomatlaşdırılması sahəsində simsiz rabitənin geniş yayılması sərt sənaye mühitlərində simli bağlantılarla müqayisədə radio əlaqələrinin zəif etibarlılığı ilə məhdudlaşırdı, lakin simsiz sensor şəbəkələri vəziyyəti kəskin şəkildə dəyişir, çünki. müxtəlif növ pozuntulara (məsələn, düyünün fiziki zədələnməsi, müdaxilənin görünüşü, dəyişən maneələr və s.) Üstəlik, bəzi şərtlərdə simsiz sensor şəbəkəsi simli rabitə sistemindən daha çox etibarlılıq təmin edə bilər.

Simsiz sensor şəbəkələrinə əsaslanan həllər sənayenin tələblərinə tam cavab verir:

• səhvlərə dözümlülük;
• miqyaslılıq;
• iş şəraitinə uyğunlaşma;
• enerji səmərəliliyi;
• tətbiq olunan tapşırığın xüsusiyyətlərinin nəzərə alınması;
• iqtisadi gəlirlilik.

Simsiz sensor şəbəkə texnologiyaları aşağıdakı sənaye avtomatlaşdırma işlərində istifadə edilə bilər:

• sənaye avadanlıqlarının uzaqdan idarə edilməsi və diaqnostikası;
• mövcud vəziyyətə uyğun olaraq avadanlığın saxlanılması (təhlükəsizlik marjasının proqnozlaşdırılması);
• istehsal proseslərinin monitorinqi;
• tədqiqat və sınaq üçün telemetriya.

Digər proqramlar

Simsiz sensor şəbəkələrinin ənənəvi simli şəbəkələrdən unikal xüsusiyyətləri və fərqləri simsiz sistemlər məlumatların ötürülməsi onların tətbiqini müxtəlif sahələrdə effektiv edir. Misal üçün:

• təhlükəsizlik və müdafiə:
  • insanların və avadanlıqların hərəkətinə nəzarət;
  • operativ rabitə və kəşfiyyat vasitələri;
  • perimetrə nəzarət və uzaqdan monitorinq;
  • xilasetmə əməliyyatlarında yardım;
  • əmlakın və qiymətlilərin monitorinqi;
  • təhlükəsizlik və yanğın siqnalı;
• ətraf mühitin monitorinqi:
  • çirklənmə monitorinqi;
  • Kənd təsərrüfatı;
• səhiyyə:
  • xəstələrin fizioloji vəziyyətinin monitorinqi;
  • yerə nəzarət və tibb işçilərinə bildiriş.