Redes distribuidas de sensores. Cómo implementar redes de sensores inalámbricos en entornos industriales complejos. Descripción general de las tecnologías inalámbricas modernas

Historia y ámbito de uso.

Uno de los primeros prototipos de red de sensores puede considerarse el sistema SOSUS, diseñado para detectar e identificar submarinos. Las tecnologías de redes de sensores inalámbricos comenzaron a desarrollarse activamente hace relativamente poco tiempo, a mediados de los años 90. Sin embargo, sólo a principios del siglo XXI el desarrollo de la microelectrónica permitió producir una base elemental bastante barata para tales dispositivos. Las redes inalámbricas modernas se basan principalmente en el estándar ZigBee. Un número considerable de industrias y segmentos de mercado (manufactura, diferentes tipos transporte, soporte vital, seguridad), listos para la implementación de redes de sensores, y este número aumenta continuamente. La tendencia está impulsada por una creciente complejidad. procesos tecnológicos, el desarrollo de la producción, las crecientes necesidades de los individuos en los segmentos de seguridad, control de recursos y uso de inventario. Con el desarrollo de las tecnologías de semiconductores, surgen nuevas tareas prácticas y problemas teóricos relacionados con las aplicaciones de las redes de sensores en la industria, la vivienda y los servicios comunales y los hogares. El uso de dispositivos inalámbricos económicos de monitoreo de parámetros basados ​​en sensores abre nuevas áreas para el uso de sistemas de telemetría y control, tales como:

• Identificación oportuna de posibles fallas de los actuadores mediante el monitoreo de parámetros como vibración, temperatura, presión, etc.;
• Control de acceso en tiempo real a sistemas remotos objeto de seguimiento;
• Automatización de la inspección y mantenimiento de activos industriales;
• Gestión de activos comerciales;
• Aplicación como componentes en tecnologías de ahorro de energía y recursos;
• Seguimiento de parámetros ecoambientales.

Cabe señalar que a pesar de la larga historia de las redes de sensores, el concepto de construir una red de sensores finalmente no ha tomado forma y no se ha expresado en soluciones específicas de software y hardware (plataforma). La implementación de redes de sensores en la etapa actual depende en gran medida de los requisitos específicos de la tarea industrial. La arquitectura, implementación de software y hardware se encuentra en una etapa de formación tecnológica intensiva, lo que llama la atención de los desarrolladores con el fin de encontrar un nicho tecnológico para los futuros fabricantes.

Tecnologías

Las redes de sensores inalámbricos (WSN) consisten en dispositivos informáticos en miniatura: motas equipadas con sensores (temperatura, presión, luz, nivel de vibración, sensores de ubicación, etc.) y transceptores de señales que operan en un rango de radio determinado. La arquitectura flexible y los costos de instalación reducidos distinguen a las redes inalámbricas de sensores inteligentes de otras redes inalámbricas y interfaces cableadas transferencia de datos, especialmente cuando estamos hablando acerca de Sobre una gran cantidad de dispositivos interconectados, una red de sensores permite conectar hasta 65.000 dispositivos. La constante reducción del costo de las soluciones inalámbricas y el aumento de sus parámetros operativos permiten reorientar gradualmente las soluciones cableadas hacia los sistemas de recopilación de datos telemétricos, diagnóstico remoto e intercambio de información. "Red de sensores" es un término muy utilizado hoy en día. Redes de sensores), que denota una red distribuida, autoorganizada y resistente a fallas de elementos individuales de dispositivos libres de mantenimiento que no requieren instalación especial. Cada nodo de la red de sensores puede contener varios sensores para monitorear el entorno externo, una microcomputadora y un transceptor de radio. Esto permite que el dispositivo realice mediciones, realice de forma independiente el procesamiento inicial de datos y mantenga la comunicación con un sistema de información externo.

802.15.4/ZigBee retransmite tecnología de radio de corto alcance conocida como redes de sensores. WSN - Red de sensores inalámbricos), es una de las tendencias modernas en el desarrollo de sistemas distribuidos autoorganizados y tolerantes a fallas para monitorear y administrar recursos y procesos. Hoy en día, la tecnología de redes de sensores inalámbricos es la única tecnología inalámbrica que se puede utilizar para resolver tareas de monitoreo y control que son críticas para el tiempo de funcionamiento de los sensores. Los sensores integrados en una red de sensores inalámbrica forman un sistema autoorganizado distribuido geográficamente para recopilar, procesar y transmitir información. El principal área de aplicación es el control y seguimiento de los parámetros medidos de entornos y objetos físicos.

• ruta de radio;
• módulo procesador;
• batería;
• varios sensores.

Un nodo típico puede estar representado por tres tipos de dispositivos:

• Coordinador de red (FFD - Dispositivo con todas las funciones);
  • lleva a cabo la coordinación, organización e instalación global de parámetros de red;
  • el más complejo de los tres tipos de dispositivos, que requiere la mayor cantidad de memoria y fuente de alimentación;

• Dispositivo con un conjunto completo de funciones (FFD - Dispositivo de funciones completas);
  • soporte 802.15.4;
  • la memoria adicional y el consumo de energía le permiten actuar como coordinador de red;
  • soporte para todo tipo de topologías (“punto a punto”, “estrella”, “árbol”, “red en malla”);
  • capacidad para actuar como coordinador de la red;
  • la capacidad de acceder a otros dispositivos en la red;
• (RFD - Dispositivo de Función Reducida);
  • admite funciones limitadas de 802.15.4;
  • soporte para topologías punto a punto y en estrella;
  • no actúa como coordinador;
  • se pone en contacto con el coordinador de red y el enrutador;

Empresas desarrolladoras

Existen varios tipos de empresas en el mercado:

Notas

Fundación Wikimedia. 2010.

Vea qué son las “Redes de sensores inalámbricos” en otros diccionarios:

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Se propone cambiar el nombre de esta página a Red inalámbrica autoorganizada. Explicación de los motivos y discusión en la página de Wikipedia: Cambio de nombre / 1 de diciembre de 2012. Quizás su nombre actual no se corresponda con los estándares de la moderna ... ... Wikipedia

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Redes de sensores distribuidos

¿Qué son las redes de sensores inalámbricos?

Sensores y dispositivo receptor.

Las redes de sensores inalámbricos se construyen a partir de nodos llamados derrochadores (mota) - pequeños dispositivos autónomos alimentados por baterías y microchips con comunicación por radio a una frecuencia, por ejemplo, 2,4 GHz. Especial software permite a los derrochadores organizarse en redes distribuidas, comunicarse entre sí, sondear e intercambiar datos con nodos cercanos, cuya distancia no suele superar los 100 metros.

En la literatura en lengua inglesa, esta red se llama red de sensores inalámbricos(WSN) es una red inalámbrica formada por dispositivos autónomos distribuidos geográficamente que utilizan sensores para monitorear conjuntamente las condiciones físicas o ambientales en diferentes áreas.

Pueden medir parámetros como temperatura, sonido, vibración, presión, movimiento de objetos o aire. El desarrollo de redes de sensores inalámbricos estuvo motivado inicialmente por aplicaciones militares como la vigilancia del campo de batalla. Actualmente, las redes de sensores inalámbricos se utilizan cada vez más en muchas áreas de la vida civil, incluida la vigilancia industrial y medioambiental, la atención sanitaria y el control del tráfico. El ámbito de aplicación es cada vez más amplio.

Principios operativos básicos

Diagrama de red de 3 niveles. 1er Nivel de sensores y gateway. Servidor de 2do nivel. Cliente ligero nivel 3

Cada nodo de la red: derrochador equipado con un transceptor de radio u otro dispositivo Comunicación inalámbrica, un pequeño microcontrolador y una fuente de energía, generalmente una batería. Posible uso de baterías de iluminación solar u otras fuentes de energía alternativas.

Los datos de elementos distantes se transmiten a través de la red entre los cercanos, de nodo a nodo, a través de un canal de radio. Como resultado, se transmite un paquete de datos desde la mota más cercana a la puerta de enlace. La puerta de enlace suele estar conectada al servidor mediante un cable USB. En el servidor, los datos recopilados se procesan, almacenan y pueden acceder a ellos a través de un shell WEB para un gran número de usuarios.

El costo de un nodo de sensores varía desde cientos de dólares hasta unos pocos centavos, según el tamaño de la red de sensores y su complejidad.

Hardware y estándares

Gateway (2 piezas), conectado a una computadora portátil con un cable USB. El portátil está conectado a Internet mediante UTP y actúa como servidor.

Dispositivos táctiles con antena de radio.

El hardware del nodo inalámbrico y los protocolos de comunicación de red entre nodos están optimizados para el consumo de energía para garantizar a largo plazo funcionamiento del sistema con fuentes de energía autónomas. Dependiendo del modo de funcionamiento, la vida útil de un nodo puede alcanzar varios años.

Actualmente se encuentran ratificados o en desarrollo varios estándares para redes de sensores inalámbricos. ZigBee es un estándar diseñado para su uso en aspectos como control industrial, detección integrada, recopilación de datos médicos y automatización de edificios. El desarrollo de Zigbee se ve facilitado por un gran consorcio de empresas industriales.

• WirelessHART es una continuación del protocolo HART para la automatización industrial. WirelessHART se agregó al protocolo HART general como parte de la especificación HART 7, que fue aprobada por la HART Communications Foundation en junio de 2007.
• 6lowpan es un estándar declarado para la capa de red, pero aún no se ha adoptado.
• ISA100 es otro trabajo en un intento de ingresar a la tecnología WSN, pero está diseñado para incluir más ampliamente comentario control en su zona. Está previsto que la implementación de ISA100 basada en los estándares ANSI concluya a finales del año 2008.

WirelessHART, ISA100, ZigBee y todos se basan en el mismo estándar: IEEE 802.15.4 - 2005.

Software de red de sensores inalámbricos

Sistema operativo

Los sistemas operativos para redes de sensores inalámbricos son menos complejos que los sistemas operativos de propósito general debido a los recursos limitados en hardware Red de sensores. Debido a esto, Sistema operativo no es necesario habilitar la compatibilidad con la interfaz de usuario.

El hardware de las redes de sensores inalámbricos no es diferente de los sistemas integrados tradicionales y, por lo tanto, se puede utilizar un sistema operativo integrado para las redes de sensores.

Aplicaciones de visualización

Programa para visualizar resultados de mediciones y generar informes MoteView v1.1

Los datos de las redes de sensores inalámbricos normalmente se almacenan como datos digitales en una estación base central. Hay muchos programas estándar, como TosGUI MonSense, GNS, lo que facilita la visualización de estas grandes cantidades de datos. Además, el Open Consortium (OGC) especifica estándares para la interoperabilidad y la interoperabilidad de los metadatos de codificación que permitirán la vigilancia o el control en tiempo real de una red de sensores inalámbricos por parte de cualquier persona a través de un navegador web.

Para trabajar con datos provenientes de nodos de la red de sensores inalámbricos, se utilizan programas que facilitan la visualización y evaluación de los datos. Uno de esos programas es MoteView. Este programa permite visualizar datos en tiempo real y analizarlos, construir todo tipo de gráficos y emitir informes en varios apartados.

Beneficios de uso

• No es necesario tender cables para el suministro de energía y la transmisión de datos;
• Bajo costo de componentes, instalación, puesta en servicio y mantenimiento del sistema;
• Velocidad y simplicidad de implementación de la red;
• Fiabilidad y tolerancia a fallos de todo el sistema en su conjunto en caso de fallo de unidades o componentes individuales;
• Posibilidad de implementar y modificar la red en cualquier instalación sin interferir en el funcionamiento de la propia instalación
• Posibilidad de instalación rápida y, si es necesario, discreta de todo el sistema en su conjunto.

Cada sensor tiene el tamaño de una tapa de cerveza (pero en el futuro su tamaño podrá reducirse cientos de veces) y contiene un procesador, una memoria y un transmisor de radio. Estas cubiertas pueden estar esparcidas por cualquier territorio y establecerán comunicación entre sí, formarán una única red inalámbrica y comenzarán a transmitir datos a la computadora más cercana.

Integrados en una red inalámbrica, los sensores pueden monitorear parámetros ambientales: movimiento, luz, temperatura, presión, humedad, etc. El monitoreo puede realizarse en un área muy grande porque los sensores transmiten información a lo largo de una cadena de vecino a vecino. La tecnología les permite funcionar durante años (incluso décadas) sin cambiar las baterías. Las redes de sensores son los sentidos universales de la computadora, y la computadora puede reconocer todos los objetos físicos del mundo equipados con sensores. En el futuro, cada uno de los miles de millones de sensores recibirá una dirección IP e incluso podrían formar algo así como una Red Global de Sensores. Hasta ahora, sólo los militares y la industria se han interesado en las capacidades de las redes de sensores. Según el último informe de ON World, especializado en estudios de mercado de redes de sensores, el mercado está experimentando un importante repunte este año. Otro evento notable de este año fue el lanzamiento del primer sistema ZigBee del mundo en un solo chip (fabricado por Ember). Entre las grandes empresas industriales estadounidenses encuestadas por ON World, alrededor del 29% ya está utilizando redes de sensores y otro 40% planea implementarlas dentro de 18 meses. En Estados Unidos han aparecido más de un centenar de empresas comerciales que se dedican a la creación y mantenimiento de redes de sensores.

A finales de este año el número de sensores en el planeta superará el millón y ahora no sólo está creciendo el número de redes, sino también su tamaño. Por primera vez se han creado y están funcionando con éxito varias redes de más de 1.000 nodos, incluida una de 25.000 nodos.

Fuente: Web PLANETA

Aplicaciones

Las aplicaciones de WSN son muchas y variadas. Se utilizan en el ámbito comercial y sistemas industriales para monitorear datos que son difíciles o costosos de monitorear usando sensores cableados. Las WSN se pueden utilizar en zonas de difícil acceso donde pueden permanecer muchos años (vigilancia ambiental ecológica) sin necesidad de sustituir las fuentes de alimentación. Pueden controlar las acciones de los infractores de una instalación protegida.

WSN también se utiliza para seguimiento, seguimiento y control. A continuación se muestran algunas aplicaciones:

• Monitorización de humo y detección de incendios en grandes bosques y turberas
• Fuente de información adicional para los centros de crisis de la administración de las entidades constitutivas de la Federación de Rusia
• Detección de tensión potencial sísmica
• Observaciones militares
• Detección acústica de movimiento de objetos en sistemas de seguridad.
• Vigilancia ecológica del espacio y el medio ambiente.
• Monitorización de procesos industriales, uso en sistemas MES.
• Seguimiento médico

Automatización de edificios:

	monitoreo de temperatura, flujo de aire, presencia de personas y control de equipos para mantener el microclima;
	control de iluminación;
	gestión de energía;
	recogida de lecturas de contadores residenciales de gas, agua, electricidad, etc.;
	sistema de seguridad y alarma contra incendios;
	Monitorear el estado de las estructuras portantes de edificios y estructuras.

Automatización industrial:

	control remoto y diagnóstico de equipos industriales;
	mantenimiento de equipos en función del estado actual (previsión del margen de seguridad);
	supervisión procesos de producción;

La versión corporativa de la tecnología Internet de las cosas (IoT) se utiliza activamente en la industria actual. El Internet empresarial de las cosas (EIoT) utiliza redes de sensores inalámbricos y herramientas de gestión, lo que abre nuevas posibilidades para que las empresas gestionen máquinas y equipos. Los sensores inalámbricos, alimentados por una pequeña batería sin estar conectados a una fuente de alimentación por cable, se pueden encontrar en entornos industriales en lugares completamente inaccesibles a las generaciones anteriores de controles.

EIoT mejora la confiabilidad, la seguridad y la interoperabilidad de extremo a extremo de sistemas y equipos para cumplir con los requisitos de implementación más estrictos. tecnologías inalámbricas esta área no solo en la industria, sino también en la atención médica, servicios financieros, etc. EIoT tiene en cuenta las necesidades de estas áreas debido al hecho de que especificaciones y los elementos de diseño de dispositivos de esta nueva tendencia tecnológica son muy superiores a tecnologías IoT similares de dispositivos tradicionales destinados a aplicaciones comerciales o de consumo menos críticas.

Desafíos de la EIoT

Los sensores y controles habilitados para EIoT pueden funcionar prácticamente en cualquier lugar de un entorno industrial, pero hasta ahora esto ha sido en gran medida una cuestión de suerte, ya que no todos los equipos industriales son ideales para su uso en redes inalámbricas. Esto se debe a que existen dos elementos interrelacionados pero aparentemente contradictorios en una implementación de IoT:

1. La propia red inalámbrica de dispositivos, que se instala mediante sensores y controles asociados a tecnología de corto alcance y bajo consumo.
2. Una red de sensores de IoT que interactúa con otros equipos, controladores y partes de la red a mayor distancia.

Arroz. 1. Aplicaciones ubicadas alejadas de los centros urbanos y servicios tradicionales de telecomunicaciones para organizar red global puede aprovechar un protocolo de comunicación energéticamente eficiente como LoRa

La imposibilidad de una comunicación fiable a largas distancias suele ser el obstáculo más importante en un entorno industrial. Este problema tiene una razón simple: las telecomunicaciones, que se realizan a través de líneas de cable alámbrica o mediante el uso de transmisión de señales a través de torres. comunicaciones celulares, no siempre está disponible en las ubicaciones de equipos industriales. Además, el coste de utilizar servicios móviles sólo para entregar varios paquetes de datos desde sensores en una sesión de comunicación no tiene mucho sentido, tanto desde un punto de vista económico como desde consideraciones puramente técnicas. Además, con bastante frecuencia surge el problema del suministro de energía a sensores y dispositivos de comunicación, lo cual es muy difícil de organizar en ubicaciones remotas donde los equipos o infraestructuras no se alimentan directamente de la red industrial.

A pesar de la amplia cobertura de las comunicaciones celulares en zonas pobladas, en algunos lugares no existe un servicio confiable para organizar comunicaciones inalámbricas. Este es un problema común en áreas rurales y ubicaciones remotas de equipos industriales, como equipos aislados de petróleo y gas o tuberías, sistemas de agua y aguas residuales (Figura 1), etc. Estos sitios también suelen estar ubicados lejos del personal de soporte técnico más cercano. quién controla el correcto funcionamiento de los dispositivos. A veces, un ingeniero necesita un día de trabajo completo, o incluso varios, para llegar al equipo e inspeccionarlo. A menudo resulta difícil y fácil encontrar especialistas dispuestos a trabajar en zonas tan remotas. Dado que, debido a la cobertura de comunicación limitada, los sensores y controles habilitados para EIoT son bastante raros en sitios remotos, las redes de área amplia (LPWAN) de baja potencia vienen al rescate.

BLE y LPWAN

La tecnología inalámbrica de corto alcance más utilizada en los sistemas EIoT es Bluetooth Low Energy (BLE), también conocida como Bluetooth Smart. La razón principal de la gran popularidad de BLE para EIoT es su eficiencia energética, que permite que los sensores y controles funcionen durante mucho tiempo con muy poco consumo de energía de la batería. BLE gestiona los ciclos de sueño, el modo de sueño y los ciclos activos. BLE también se usa ampliamente debido a la intensidad de su señal de RF, lo que permite que esta tecnología funcione de manera efectiva incluso en entornos desafiantes con mayores niveles de ruido de alta frecuencia proveniente de señales digitales desde equipos informáticos e incluso en presencia de obstáculos físicos a la propagación de ondas de radio. Pero, como saben, todos estos factores son comunes en el entorno industrial.

En los proyectos EIoT, la tecnología BLE es la base para organizar las comunicaciones de corto alcance. Además, se puede utilizar tanto en complejos de equipos industriales que ya están en funcionamiento como en aquellos que aún se están diseñando. Sin embargo, una red de este tipo de dispositivos habilitados para BLE necesita una forma de recibir instrucciones y transmitir datos a distancias más largas. Depender de la infraestructura de telecomunicaciones tradicional, que permite comunicaciones Wi-Fi bidireccionales o señales celulares, no es posible debido a la barrera que limita las aplicaciones de estas redes de sensores y control. Al combinar BLE con el ultra alcance y la eficiencia energética de la tecnología LoRa, las empresas han podido implementar EIoT en lugares donde las telecomunicaciones y la infraestructura eléctrica no están disponibles, y esto, a su vez, ha ampliado la geografía de implementación de la tecnología de Internet de las cosas. .

Arroz. 2. Los sensores se conectan primero al cliente LoRa y luego a través de la puerta de enlace LoRa.

El protocolo de red de área amplia LoRa suele ser LPWAN porque permite la transmisión de datos bidireccional segura y la comunicación con redes de IoT a largas distancias durante muchos años sin reemplazar las baterías. Cuando se utiliza la tecnología LoRa, es posible enviar y recibir señales a una distancia de hasta aproximadamente 16 km, y los repetidores (repetidores) instalados, si es necesario, pueden aumentar esta distancia a cientos de kilómetros. En la Fig. La Figura 2 muestra el diagrama de funcionamiento de LoRa. Para aplicaciones IoT, LoRa tiene muchas ventajas precisamente por sus características económicas y capacidades:

• Debido a que LoRa, al igual que BLE, es una tecnología de consumo de energía ultrabaja, es capaz de funcionar en redes de dispositivos IoT alimentados por baterías y puede proporcionar una batería de larga duración sin requerir mantenimiento frecuente.
• Los nodos basados ​​en tecnología LoRa son económicos y permiten a las empresas reducir el costo de transmisión de datos a través de sistemas celulares, así como eliminar la instalación de cables de fibra óptica o cobre. Esto elimina una barrera financiera importante para la comunicación de sensores y equipos ubicados remotamente.
• La tecnología LoRa también funciona bien con dispositivos de red ubicados en interiores, incluso en entornos industriales complejos.
• LoRa es altamente escalable e interoperable, admite millones de nodos y puede conectarse a redes de datos públicas y privadas y sistemas de comunicaciones bidireccionales.

Así, mientras que otras tecnologías LPWAN solo podrán resolver el problema del alcance de la comunicación en la implementación de soluciones de Internet de las cosas a largo plazo, la tecnología LoRa ofrece comunicación bidireccional, protección contra interferencias y un alto contenido de información para este propósito.

LoRa también tiene un inconveniente importante: bajo rendimiento. Esto lo hace inadecuado para aplicaciones que requieren transmisión de datos. Sin embargo, esta limitación no impide que se utilice para una amplia gama de aplicaciones de IoT donde de vez en cuando solo se transmiten pequeños paquetes de datos.

Interacción

Arroz. 3. Módulo RM1xx de Laird, que incluye capacidades de comunicación para los protocolos de red inalámbrica LoRa y Bluetooth.

El potencial de LoRa se duplica cuando se combina con tecnología como BLE. Trabajando juntos, proporcionan un conjunto de capacidades inalámbricas de potencia ultrabaja para comunicaciones de corto y largo alcance, mejorando las capacidades de las redes EIoT. Por ejemplo, los núcleos urbanos se pueden cubrir con solo unas pocas puertas de enlace LoRaWAN, lo que proporciona la base para redes de sensores habilitados para BLE que ahora son independientes de las infraestructuras de telecomunicaciones tradicionales. Por lo tanto, la simbiosis de LoRa y BLE elimina una serie de obstáculos para la expansión de IoT tanto en megaciudades como en ciudades pequeñas que obstaculizan la implementación generalizada de Internet de las cosas. Sin embargo, el mayor beneficio de combinar LoRA y BLE son los sensores, controles y otros equipos inalámbricos, que ahora se pueden instalar literalmente en cualquier lugar sin restricciones (Figura 3). Este es un mérito especial de BLE. BLE también permite que estos dispositivos trabajen juntos en una red integrada de corto alcance, controlada, por ejemplo, desde teléfonos inteligentes o tabletas, que en este caso se utilizan como pantallas inalámbricas remotas. En este sentido, la tecnología LoRa, basada en las capacidades móviles de BLE, actúa como una especie de estación de retransmisión de radio que puede enviar y recibir datos a largas distancias. Además, estas distancias pueden aumentarse mediante simples pasarelas para la transmisión de señales.

Ya existen muchos ejemplos claros que demuestran cómo la combinación de LoRa y BLE permite que las redes EIoT alcancen un nivel técnico completamente diferente y aumenten su expansión.

Las ventajas de las tecnologías de redes de sensores inalámbricos se pueden utilizar de forma eficaz para resolver diversos problemas aplicados relacionados con la recopilación, el análisis y la transmisión distribuida de información.

Automatización de edificios

En algunas aplicaciones de automatización de edificios, el uso de sistemas tradicionales de transmisión de datos por cable no es práctico por razones económicas.

Por ejemplo, necesita implementar un sistema nuevo o ampliar uno existente en un edificio existente. En este caso, el uso de soluciones inalámbricas es la opción más aceptable, porque no se requiere trabajo adicional trabajo de instalación en caso de alteración de la decoración interior del local, prácticamente no se causan molestias a los empleados ni a los residentes del edificio, etc. Como resultado, el coste de implementación del sistema se reduce significativamente.

Otro ejemplo serían los edificios de oficinas de planta abierta donde no es posible especificar la ubicación exacta de los sensores durante la fase de diseño y construcción. Al mismo tiempo, la distribución de las oficinas puede cambiar muchas veces durante el funcionamiento del edificio, por lo que el tiempo y el dinero invertidos en reconfigurar el sistema deben ser mínimos, lo que se puede lograr mediante el uso de soluciones inalámbricas.

Además, se pueden dar los siguientes ejemplos de sistemas basados ​​en redes de sensores inalámbricos:

• monitorear la temperatura, el flujo de aire, la ocupación y el control de los equipos de calefacción, ventilación y aire acondicionado para mantener el microclima;
• control de iluminación;
• gestión de energía;
• recogida de lecturas de contadores residenciales de gas, agua, electricidad, etc.;
• Monitorear el estado de las estructuras portantes de edificios y estructuras.

Automatización industrial

Hasta ahora, el uso generalizado de las comunicaciones inalámbricas en el campo de la automatización industrial se ha visto obstaculizado por la baja fiabilidad de los canales de radio en comparación con las conexiones por cable en entornos industriales hostiles, pero las redes de sensores inalámbricos están cambiando radicalmente la situación actual, porque por su naturaleza, resistentes a diversos tipos de perturbaciones (por ejemplo, daños físicos al nodo, aparición de interferencias, cambios en obstáculos, etc.). Además, en algunas condiciones, una red de sensores inalámbricos puede proporcionar una confiabilidad incluso mayor que un sistema de comunicación por cable.

Las soluciones basadas en redes de sensores inalámbricos cumplen plenamente con los requisitos de la industria:

• Tolerancia a fallos;
• escalabilidad;
• adaptabilidad a las condiciones de operación;
• eficiencia energética;
• teniendo en cuenta las características específicas de la tarea aplicada;
• rentabilidad económica.

Las tecnologías de redes de sensores inalámbricos pueden encontrar aplicación en las siguientes tareas de automatización industrial:

• control remoto y diagnóstico de equipos industriales;
• mantenimiento de equipos en función del estado actual (previsión del margen de seguridad);
• seguimiento de los procesos productivos;
• Telemetría para investigación y pruebas.

Otras aplicaciones

Características únicas y diferencias entre las redes de sensores inalámbricos y las tradicionales cableadas y sistemas inalámbricos las transferencias de datos hacen efectiva su aplicación en una amplia variedad de ámbitos. Por ejemplo:

• seguridad y defensa:
  • control sobre el movimiento de personas y equipos;
  • medios de comunicaciones operativas y reconocimiento;
  • control perimetral y vigilancia remota;
  • asistencia en operaciones de rescate;
  • vigilancia de bienes y valores;
  • sistema de seguridad y alarma contra incendios;
• monitoreo ambiental:
  • vigilancia de la contaminación;
  • Agricultura;
• cuidado de la salud:
  • monitorear el estado fisiológico de los pacientes;
  • control de ubicación y notificación al personal médico.