Distribuerade sensornätverk. Hur man distribuerar trådlösa sensornätverk i utmanande industriella miljöer. Översikt över modern trådlös teknik

Historia och omfattning

En av de första prototyperna av sensornätverket kan betraktas som SOSUS-systemet, designat för att upptäcka och identifiera ubåtar. Teknik för trådlösa sensornätverk började utvecklas aktivt relativt nyligen - i mitten av 1990-talet. Men först i början av 2000-talet gjorde utvecklingen av mikroelektronik det möjligt att producera en ganska billig elementbas för sådana enheter. Moderna trådlösa nätverk är huvudsakligen baserade på ZigBee-standarden. Ett stort antal industrier och marknadssegment (tillverkning, olika sorter transport, livsuppehållande, säkerhet) redo för implementering av sensornätverk, och detta antal ökar ständigt. Trenden drivs av ökande komplexitet tekniska processer, utvecklingen av produktionen, de växande behoven hos individer inom segmenten säkerhet, resurskontroll och användning av lager. Med utvecklingen av halvledarteknologier uppstår nya praktiska uppgifter och teoretiska problem relaterade till tillämpningarna av sensornätverk inom industri, bostäder och kommunala tjänster och hushåll. Användningen av billiga trådlösa sensorstyrenheter öppnar nya områden för tillämpningen av telemetri och kontrollsystem, såsom:

• Snabb upptäckt av möjliga fel på ställdon, för att kontrollera sådana parametrar som vibrationer, temperatur, tryck, etc.;
• Tillträdeskontroll i realtid till fjärrsystemövervakningsobjekt;
• Automatisering av inspektion och underhåll av industriella tillgångar;
• Förvaltning av kommersiella tillgångar;
• Tillämpning som komponenter i energi- och resurssparande teknologier;
• Kontroll av miljöns ekoparametrar.

Det bör noteras att trots sensornätverkens långa historia har konceptet att bygga ett sensornätverk inte äntligen tagit form och inte uttryckts i vissa mjukvaru- och hårdvarulösningar (plattformar). Implementeringen av sensornätverk i det aktuella skedet beror till stor del på de specifika kraven för den industriella uppgiften. Implementeringen av arkitektur, mjukvara och hårdvara befinner sig i ett skede av intensiv teknikbildning, vilket drar till sig utvecklarnas uppmärksamhet för att söka efter en teknisk nisch för framtida tillverkare.

Teknologier

Trådlösa sensornätverk (WSN) består av datorenheter i miniatyr - motes, utrustade med sensorer (sensorer för temperatur, tryck, ljus, vibrationsnivå, plats, etc.) och signalsändtagare som arbetar inom ett givet radioområde. Flexibel arkitektur, minskade installationskostnader skiljer trådlösa nätverk av smarta sensorer från andra trådlösa och trådbundna gränssnitt dataöverföring, särskilt när vi pratar om ett stort antal sammankopplade enheter låter sensornätverket dig ansluta upp till 65 000 enheter. Den ständiga minskningen av kostnaden för trådlösa lösningar, ökningen av deras driftsparametrar gör det möjligt att gradvis omorientera från trådbundna lösningar i system för insamling av telemetridata, fjärrdiagnostik och informationsutbyte. "Sensoriskt nätverk" är idag ett väletablerat begrepp. Sensornätverk), som betecknar ett distribuerat, självorganiserande, feltolerant nätverk av individuella element från obevakade och som inte kräver någon speciell installation av enheter. Varje nod i sensornätverket kan innehålla olika sensorer för övervakning av den yttre miljön, en mikrodator och en radiosändtagare. Detta gör att enheten kan utföra mätningar, självständigt utföra initial databehandling och upprätthålla kommunikation med ett externt informationssystem.

802.15.4/ZigBee förmedlad kortdistansradioteknik, känd som "Sensor Networks" (eng. WSN - Wireless Sensor Network), är en av de moderna riktningarna i utvecklingen av självorganiserande feltoleranta distribuerade system för övervakning och hantering av resurser och processer. Idag är trådlös sensornätverksteknik den enda trådlösa tekniken som kan lösa de övervaknings- och kontrolluppgifter som är kritiska för sensorernas drifttid. Sensorerna kombinerade till ett trådlöst sensornätverk bildar ett territoriellt distribuerat självorganiserande system för insamling, bearbetning och överföring av information. Det huvudsakliga applikationsområdet är kontroll och övervakning av de uppmätta parametrarna för fysiska medier och objekt.

• radioväg;
• processormodul;
• batteri;
• olika sensorer.

En typisk nod kan representeras av tre typer av enheter:

• Nätverkskoordinator (FFD - Fully Function Device);
  • utför global koordinering, organisation och inställning av nätverksparametrar;
  • den mest komplexa av de tre enhetstyperna, som kräver mest minne och strömförsörjning;

• Enhet med en komplett uppsättning funktioner (FFD - Fully Function Device);
  • stöd för 802.15.4;
  • extra minne och strömförbrukning gör att du kan fungera som nätverkskoordinator;
  • stöd för alla typer av topologier ("punkt-till-punkt", "stjärna", "träd", "nätverk");
  • förmågan att fungera som nätverkskoordinator;
  • möjligheten att komma åt andra enheter i nätverket;
• (RFD - Reduced Function Device);
  • stöder en begränsad uppsättning 802.15.4-funktioner;
  • stöd för punkt-till-punkt, stjärntopologier;
  • fungerar inte som samordnare;
  • ringer nätverkskoordinatorn och routern;

Företag utvecklare

Det finns olika typer av företag på marknaden:

Anteckningar

Wikimedia Foundation. 2010 .

Se vad "Wireless Sensor Networks" är i andra ordböcker:

- (andra namn: trådlösa ad hoc-nätverk, trådlösa dynamiska nätverk) decentraliserade trådlösa nätverk som inte har en permanent struktur. Klientenheter ansluts i farten och bildar ett nätverk. Varje nätverksnod försöker vidarebefordra ... ... Wikipedia

Denna sida föreslås byta namn till trådlöst ad hoc-nätverk. Förklaring av skäl och diskussion på Wikipedia-sidan: Ska döpas om / 1 december 2012. Kanske uppfyller dess nuvarande namn inte standarden för den moderna ... ... Wikipedia

Trådlösa ad hoc-nätverk är decentraliserade trådlösa nätverk som inte har en permanent struktur. Klientenheter ansluts i farten och bildar ett nätverk. Varje nod i nätverket försöker vidarebefordra data som är avsedda för andra noder. Samtidigt ... ... Wikipedia

Trådlösa ad hoc-nätverk är decentraliserade trådlösa nätverk som inte har en permanent struktur. Klientenheter ansluts i farten och bildar ett nätverk. Varje nod i nätverket försöker vidarebefordra data som är avsedda för andra noder. Samtidigt ... ... Wikipedia

Arkitekturen för ett typiskt trådlöst sensornätverk Ett trådlöst sensornätverk är ett distribuerat, självorganiserande nätverk av många sensorer (sensorer) och ställdon, sammankopplade via en radiokanal. Region ... ... Wikipedia

Vill du förbättra den här artikeln?: Omarbeta designen i enlighet med reglerna för att skriva artiklar. Kontrollera artikeln för grammatiska fel och stavfel. Rätta artikeln enligt ... Wikipedia

Telemetri, telemetri (från andra grekiska τῆλε "fjärr" + μέτρεω "mäta") en uppsättning tekniker som tillåter fjärrmätningar och insamling av information som kan tillhandahållas operatören eller användaren, en integrerad del ... ... Wikipedia

Ultra wideband (UWB)-signaler är radiosignaler (UHF-signaler) med "extra stor" bandbredd. De används för ultrabredbandsradar och. Innehåll 1 Definition 2 Reglering ... Wikipedia

Första öppna protokollet trådlöst nätverk dataöverföring, utformad för byggnadsautomatisering och kontroll av distribuerade objekt. One Net kan användas med många befintliga transceivrar (transceivers) och ... ... Wikipedia

Distribuerade sensornätverk

Vad är trådlösa sensornätverk?

Sensorer och mottagningsenhet

Trådlösa sensornätverk är byggda från noder som kallas moty (smolk) - små autonoma enheter som drivs av batterier och mikrochips med radiokommunikation vid en frekvens - till exempel 2,4 GHz. Särskild programvara tillåter motes att självorganisera sig till distribuerade nätverk, kommunicera med varandra, förhöra och utbyta data med de närmaste noderna, vars avstånd vanligtvis inte överstiger 100 meter.

I engelsk litteratur kallas ett sådant nätverk trådlöst sensornätverk(WSN) är ett trådlöst nätverk som består av geografiskt fördelade autonoma enheter som använder sensorer för att gemensamt övervaka de fysiska eller miljömässiga förhållandena i olika områden.

De kan mäta parametrar som temperatur, ljud, vibrationer, tryck, rörelse av föremål eller luft. Utvecklingen av trådlösa sensornätverk motiverades till en början av militära uppgifter som slagfältsövervakning. För närvarande används trådlösa sensornätverk alltmer inom många områden av det civila livet, inklusive industri- och miljöövervakning, hälsovård och kontroll av objektrörelser. Omfattningen blir bredare.

Grundläggande principer för arbetet

3-nivå nätverksdiagram. Första nivån av sensorer och gateway. 2:a servernivån. Tier 3 tunn klient

Varje nätverksnod: mot utrustad med en radiosändtagare eller annan anordning trådlös kommunikation, en liten mikrokontroller och en strömkälla, vanligtvis ett batteri. Kan användas med solpaneler eller andra alternativa energikällor

Data från avlägsna element sänds över nätverket mellan de närmaste från nod till nod, via en radiokanal. Som ett resultat sänds ett datapaket från närmaste mote till gatewayen. Gatewayen ansluts som regel med en USB-kabel till servern. På servern - den insamlade informationen bearbetas, lagras och kan nås via WEB-skalet för ett brett spektrum av användare.

Kostnaden för en sensornod varierar från hundratals dollar till några få cent, beroende på storleken på sensornätverket och dess komplexitet.

Hårdvara och standarder

Gateway (2st), ansluten till en bärbar dator med en USB-kabel. Den bärbara datorn är ansluten till Internet via UTP och fungerar som en server

Sensorenheter med radioantenn

Trådlös nodhårdvara och nätverksprotokoll mellan noder är effektoptimerade för att tillhandahålla långsiktigt drift av systemet med autonoma kraftkällor. Beroende på driftsätt kan livslängden för en nod uppgå till flera år.

Ett antal standarder är för närvarande antingen ratificerade eller under utveckling för trådlösa sensornätverk. ZigBee är en standard för saker som industriell kontroll, inbyggd avkänning, medicinsk datainsamling, byggnadsautomation. Utvecklingen av Zigbee underlättas av ett stort konsortium av industriföretag.

• WirelessHART är en förlängning av HART-protokollet för industriell automation. WirelessHART lades till det generiska HART-protokollet som en del av HART 7-specifikationen, som godkändes av HART Communications Foundation i juni 2007.
• 6lowpan är den deklarerade standarden för nätverkslagret, men den har inte antagits ännu.
• ISA100 är ett annat verk i ett försök att komma in i WSN-tekniken, men är byggt mer brett för att inkludera respons kontroll inom sitt område. Implementeringen av ISA100 baserad på ANSI-standarder förväntas vara slutförd i slutet av år 2008.

WirelessHART, ISA100, ZigBee, och de är alla baserade på samma standard: IEEE 802.15.4 - 2005.

Trådlös sensornätverksprogramvara

operativ system

Operativsystem för trådlösa sensornätverk är mindre komplexa än generiska operativsystem på grund av begränsade resurser hårdvara sensornätverk. På grund av detta, operativ system inget behov av att inkludera stöd för användargränssnitt.

Hårdvara för trådlös sensornätverk skiljer sig inte från traditionella inbyggda system och därför kan ett inbäddat operativsystem användas för sensornätverk

Visualiseringsapplikationer

Mjukvara för visualisering och rapportering av mätresultat MoteView v1.1

Data från trådlösa sensornätverk lagras vanligtvis som digital data i en central basstation. Det är många standardprogram, såsom TosGUI MonSense, SOT, vilket gör det enkelt att se dessa stora mängder data. Dessutom specificerar Open Consortium (OGC) standarder för interoperabilitet och interoperabilitet för kodningsmetadata, vilket kommer att möjliggöra realtidsövervakning eller kontroll av ett trådlöst sensornätverk av vem som helst via en webbläsare.

För att arbeta med data som kommer från noder i det trådlösa sensornätverket används program som underlättar visning och utvärdering av data. Ett sådant program är MoteView. Detta program låter dig se data i realtid och analysera den, bygga alla typer av grafer, utfärda rapporter i olika sektioner.

Fördelar med att använda

• Inget behov av att dra kablar för strömförsörjning och dataöverföring;
• Låg kostnad för komponenter, installation, driftsättning och underhåll av systemet;
• Snabb och enkel nätverksinstallation;
• Tillförlitlighet och feltolerans för hela systemet som helhet i händelse av fel på enskilda noder eller komponenter;
• Möjligheten att implementera och modifiera nätverket vid vilket objekt som helst utan att störa processen för själva objektens funktion
• Möjlighet till snabb och vid behov dold installation av hela systemet som helhet.

Varje sensor är ungefär lika stor som en öllock (men skulle kunna skalas ner hundratals gånger i framtiden) och innehåller en processor, ett minne och en radiosändare. Sådana omslag kan vara utspridda på vilket territorium som helst, och de kommer själva att upprätta kommunikation med varandra, bilda ett enda trådlöst nätverk och börja överföra data till närmaste dator.

Kombinerade i ett trådlöst nätverk kan sensorerna spåra miljöparametrar: rörelse, ljus, temperatur, tryck, fuktighet etc. Övervakning kan utföras över ett mycket stort område, eftersom sensorerna överför information längs kedjan från granne till granne. Tekniken gör att de kan arbeta i åratal (även årtionden) utan att byta batterier. Sensornätverk är de universella sinnesorganen för en dator, och alla fysiska föremål i världen som är utrustade med sensorer kan kännas igen av en dator. I framtiden kommer var och en av de miljarder sensorerna att få en IP-adress, och de kan till och med bilda något som liknar ett globalt sensornätverk. Hittills har bara militären och industrin varit intresserade av sensornätverkens möjligheter. Enligt den senaste rapporten från ON World, specialist på marknadsundersökningar för sensornätverk, upplever marknaden i år en betydande återhämtning. En annan anmärkningsvärd händelse i år var lanseringen av världens första single-chip ZigBee-system (tillverkat av Ember). Bland stora amerikanska industriföretag som undersökts av ON World använder cirka 29 % redan sensornätverk, och ytterligare 40 % planerar att distribuera dem inom 18 månader. I Amerika har mer än hundra kommersiella företag dykt upp som är engagerade i att skapa och underhålla sensornätverk.

I slutet av detta år kommer antalet sensorer på planeten att överstiga 1 miljon. Nu växer inte bara antalet nätverk utan också deras storlek. För första gången har flera nätverk med mer än 1 000 noder skapats och drivits framgångsrikt, inklusive ett för 25 000 noder.

Källa: Web PLANET

Applikationsområde

Tillämpningarna av WSN är många och varierande. De används i kommersiella och industriella system för övervakning av data som är svåra eller dyra att kontrollera med hjälp av trådbundna sensorer. WSN kan användas i områden som är svåra att nå, där de kan ligga kvar i många år (miljöövervakning) utan att behöva byta strömförsörjning. De kan kontrollera agerandet av överträdare av en skyddad anläggning

WSN används också för övervakning, spårning och kontroll. Här är några applikationer:

• Rökövervakning och upptäckt av bränder från stora skogar och torvmarker
• En ytterligare informationskälla för kriscentrumen för administrationen av ämnen i Ryska federationens federation
• Seismisk detektering av potentiell spänning
• Militära observationer
• Akustisk objektrörelsedetektering i säkerhetssystem.
• Ekologisk övervakning av utrymme och miljö
• Övervakning av industriella processer, användning i MES-system
• Medicinsk övervakning

Byggnadsautomation:

	övervakning av temperatur, luftflöde, närvaro av människor och kontroll av utrustning för att upprätthålla mikroklimatet;
	belysningskontroll;
	energihushållning;
	insamling av avläsningar av lägenhetsmätare för gas, vatten, elektricitet, etc.;
	säkerhet och brandlarm;
	övervakning av tillståndet för bärande konstruktioner av byggnader och konstruktioner.

Industriell automation:

	fjärrkontroll och diagnostik av industriell utrustning;
	Underhåll utrustning enligt det aktuella tillståndet (prognoser för tillförlitlighetsmarginaler);
	övervakning produktionsprocess;

Företagsversionen av Internet of Things (IoT)-tekniken används aktivt i industrin idag. Enterprise Internet of Things (EIoT) använder trådlösa sensornätverk och kontroller för att ge företag nya sätt att styra maskiner och utrustning. Trådlösa sensorer, som drivs av ett litet batteri utan att vara anslutna till en trådbunden strömkälla, kan placeras i industriella miljöer på platser som är helt oåtkomliga för tidigare generationers kontroller.

EIoT har förbättrat tillförlitligheten, säkerheten och interoperabiliteten hos system och utrustning för att möta de strängaste implementeringskraven trådlösa tekniker denna riktning inte bara inom industrin utan även inom hälso- och sjukvård, finansiella tjänster etc. EIoT tar hänsyn till dessa områdens behov på grund av att specifikationer och designelementen i denna nya teknik är vida överlägsna liknande IoT-tekniker för traditionella enheter designade för mindre kritiska konsument- eller kommersiella tillämpningar.

EIoT-problem

EIoT-aktiverade sensorer och kontroller kan fungera nästan var som helst i en industriell miljö, men hittills har det varit mer en fråga om tur eftersom inte all industriell utrustning är idealisk för trådlös användning. Detta beror på att det finns två inbördes relaterade men till synes motstridiga element i en IoT-distribution:

1. Själva det trådlösa nätverket av enheter, som installeras med hjälp av sensorer och kontroller förknippade med kortdistansteknik med låg strömförbrukning.
2. Ett nätverk av IoT-sensorer som interagerar med annan utrustning, kontroller och delar av nätverket redan på ett större avstånd.

Ris. 1. Applikationer belägna borta från stadskärnor och traditionella telekommunikationstjänster för organisationen globalt nätverk kan dra nytta av ett energieffektivt kommunikationsprotokoll som LoRa

Det är omöjligheten av tillförlitlig kommunikation över långa avstånd som ofta är det största hindret i en industriell miljö. Detta problem har en enkel orsak: telekommunikation, som utförs över trådbundna kabellinjer eller genom att använda signalöverföring genom torn. cellulär kommunikation, är inte alltid tillgänglig på industriutrustningsplatser. Dessutom är kostnaden för att endast använda mobiltjänster för att leverera flera datapaket från sensorer i en kommunikationssession inte mycket meningsfullt både ur ekonomisk synvinkel och ur rent tekniska överväganden. Dessutom finns det ganska ofta problem med strömförsörjning av sensorer och kommunikationsenheter, vilket är mycket svårt att organisera på avlägsna platser där utrustningen eller infrastrukturen inte drivs direkt från det industriella nätverket.

Trots den breda täckningen av mobilkommunikation i bosättningar finns det på vissa ställen ingen pålitlig tjänst för att organisera trådlös kommunikation. Detta är ett vanligt problem på landsbygden och avlägsna platser för industriell utrustning, såsom isolerad olje- och gasutrustning eller rörledningstransport, vattenförsörjning och avloppssystem (fig. 1), etc. Sådana platser är också ofta långt ifrån närmaste tekniska service personal som kontrollerar att enheterna fungerar korrekt. Ibland tar det en ingenjör en hel dag, eller till och med flera, att komma till utrustningen och inspektera den. Det är ofta svårt och lätt att hitta specialister som är villiga att arbeta i sådana avlägsna områden. Eftersom, på grund av begränsad kommunikationstäckning, EIoT-aktiverade sensorer och kontroller är ganska sällsynta på avlägsna platser, kommer lågeffekts wide area-nätverk (LPWAN) till undsättning här.

BLE och LPWAN

Den mest använda trådlösa kortdistanstekniken i EIoT-system är Bluetooth Low Energy - BLE (Bluetooth low energy, även känd som Bluetooth Smart). Den främsta anledningen till den höga populariteten för BLE för EIoT är dess energieffektivitet, vilket gör att sensorer och kontroller kan fungera under lång tid med mycket låg batteriförbrukning. BLE hanterar sömncykler, standby och aktiva cykler. BLE används också flitigt på grund av styrkan hos dess RF-signal, vilket gör att denna teknik kan fungera effektivt även i svåra miljöer med ökade nivåer av högfrekvent brus som kommer från digitala signaler från datorutrustning och även i närvaro av fysiska hinder för utbredning av radiovågor. Men som ni vet är alla dessa faktorer bekanta för den industriella miljön.

I projekt för implementering av EIoT är det BLE-tekniken som ligger till grund för att organisera kortdistanskommunikation. Dessutom kan den användas både på redan drivna och på industriella utrustningskomplex som fortfarande håller på att designas. Ett sådant nätverk av BLE-aktiverade enheter behöver dock ett sätt att ta emot instruktioner och vidarebefordra data över längre avstånd. Att förlita sig på en traditionell telekommunikationsinfrastruktur som tillåter dubbelriktad Wi-Fi eller cellulära signaler är inte möjligt på grund av barriären som begränsar tillämpningen av dessa sensor- och kontrollnätverk. Genom att kombinera BLE med ultraräckvidden och energieffektiviteten hos LoRa-tekniken har företag kunnat distribuera EIoT på platser där telekommunikationsinfrastruktur och kraftinfrastruktur inte är tillgänglig, och detta har i sin tur utökat geografin för implementeringen av Internet of Things teknologi.

Ris. 2. Sensorer ansluts först till LoRa-klienten och sedan genom LoRa-gatewayen

LoRa WAN-protokollet är ofta LPWAN eftersom det ger säker dubbelriktad dataöverföring och kommunikation med IoT-nätverk över långa avstånd i flera år utan batteribyte. Vid användning av LoRa-teknik är det möjligt att skicka och ta emot signaler på ett avstånd av upp till cirka 16 km, och vid behov kan repeaters (repeaters) öka detta avstånd till hundratals kilometer. På fig. Figur 2 visar hur LoRa fungerar. För IoT-applikationer har LoRa många fördelar just på grund av dess ekonomiska egenskaper och möjligheter:

• Eftersom LoRa, liksom BLE, är en teknologi med ultralåg ström, kan den fungera på batteridrivna IoT-enhetsnätverk och kan ge lång batteritid utan att kräva frekvent underhåll.
• LoRa-noder är billiga och tillåter företag att minska kostnaderna för dataöverföring över cellulära system, samt eliminera installationen av fiberoptiska eller kopparkablar. Detta tar bort ett stort ekonomiskt hinder för att länka fjärranslutna sensorer och utrustning.
• LoRa-tekniken fungerar också bra med nätverksenheter inomhus, inklusive i komplexa industriella miljöer.
• LoRa är mycket skalbar och interoperabel genom att stödja miljontals noder och kan anslutas till offentliga och privata datanätverk och dubbelriktade kommunikationssystem.

Så medan andra LPWAN-teknologier bara kan lösa problemet med kommunikationsräckvidd vid implementering av IoT-lösningar på lång sikt, erbjuder LoRa-teknologin dubbelriktad kommunikation, anti-jamming och högt informationsinnehåll för detta.

LoRa har också en betydande nackdel - låg genomströmning. Detta gör den olämplig för applikationer som kräver strömmande data. Denna begränsning hindrar dock inte att den används för ett brett utbud av IoT-applikationer där endast små datapaket sänds då och då.

Samspel

Ris. 3. RM1xx-modul från Laird, som inkluderar kommunikationsmöjligheter för LoRa och Bluetooth trådlösa nätverksprotokoll

Potentialen för LoRa fördubblas när den kombineras med teknik som BLE. Tillsammans tillhandahåller de en uppsättning trådlösa funktioner med ultralåg ström för kort- och långdistanskommunikation som förbättrar kapaciteten hos EIoT-nätverk. Till exempel kan den centrala delen av stadsområden täckas med bara några LoRaWAN-gateways, som är grunden för BLE-sensornätverk, som nu är oberoende av traditionell telekommunikationsinfrastruktur. Således tar symbiosen av LoRa och BLE bort ett antal hinder för utbyggnaden av IoT både i megastäder och i små städer som har hinder för den utbredda implementeringen av Internet of Things. Men de största fördelarna med kombinationen av LoRA och BLE är trådlösa sensorer, kontroller och annan utrustning, som nu kan installeras utan några begränsningar bokstavligen var som helst (Fig. 3). Detta är en speciell förtjänst av BLE. BLE låter även dessa enheter arbeta tillsammans i ett integrerat nätverk med kort räckvidd som styrs till exempel från smartphones eller surfplattor, som i det här fallet används som trådlösa fjärrskärmar. I detta paket fungerar LoRa-teknologin, baserad på BLE:s mobila kapacitet, som en slags radiorelästation som kan skicka och ta emot data över långa avstånd. Dessutom kan dessa avstånd ökas med enkla gateways för signalöverföring.

Det finns redan många bra exempel som visar hur LoRa- och BLE-parning gör att EIoT-nätverk kan nå en helt annan teknisk nivå och öka sin expansion.

Fördelarna med trådlösa sensornätverksteknologier kan effektivt användas för att lösa olika tillämpade problem relaterade till distribuerad insamling, analys och överföring av information.

Byggnadsautomation

I vissa byggnadsautomatiseringstillämpningar är det inte möjligt att använda traditionella trådbundna kommunikationssystem av ekonomiska skäl.

Det krävs till exempel att införa ett nytt eller utöka ett befintligt system i en driftbyggnad. I det här fallet är användningen av trådlösa lösningar det mest acceptabla alternativet, eftersom. inga ytterligare installationsarbete med en kränkning av inredningen av lokalerna orsakas praktiskt taget inga olägenheter för anställda eller boende i byggnaden etc. Som ett resultat minskar kostnaden för att implementera systemet avsevärt.

Ett annat exempel skulle vara kontorsbyggnader i öppen planlösning där det inte är möjligt att ange exakta placeringar av sensorer i design- och byggskedet. Samtidigt kan kontorslayouten ändras många gånger under driften av byggnaden, därför bör tiden och kostnaden för att omkonfigurera systemet vara minimal, vilket kan uppnås genom att använda trådlösa lösningar.

Dessutom kan följande exempel på system baserade på trådlösa sensornätverk ges:

• övervakning av temperatur, luftflöde, närvaro av människor och kontroll av värme-, ventilations- och luftkonditioneringsutrustning för att upprätthålla mikroklimatet;
• belysningskontroll;
• energihushållning;
• insamling av avläsningar från lägenhetsmätare för gas, vatten, elektricitet, etc.;
• övervakning av tillståndet för bärande konstruktioner av byggnader och konstruktioner.

industriell automation

Hittills har den utbredda användningen av trådlös kommunikation inom området industriell automation begränsats av den dåliga tillförlitligheten hos radiolänkar jämfört med trådbundna anslutningar i tuffa industriella miljöer, men trådlösa sensornätverk förändrar situationen dramatiskt, pga. i sig resistent mot olika typer av störningar (till exempel fysisk skada på noden, uppkomsten av störningar, förändrade hinder, etc.). Dessutom, under vissa förhållanden, kan ett trådlöst sensornätverk ge ännu större tillförlitlighet än ett trådbundet kommunikationssystem.

Lösningar baserade på trådlösa sensornätverk uppfyller till fullo branschens krav:

• feltolerans;
• skalbarhet;
• anpassningsförmåga till driftsförhållanden;
• energieffektivitet;
• med hänsyn till detaljerna för den tillämpade uppgiften;
• ekonomisk lönsamhet.

Trådlösa sensornätverkstekniker kan användas i följande industriella automationsuppgifter:

• fjärrkontroll och diagnostik av industriell utrustning;
• underhåll av utrustning enligt nuvarande tillstånd (förutsägelse av säkerhetsmarginalen);
• övervakning av produktionsprocesser;
• telemetri för forskning och testning.

Andra applikationer

Unika egenskaper och skillnader mellan trådlösa sensornätverk från traditionella trådbundna och trådlösa system dataöverföring gör deras tillämpning effektiv inom en mängd olika områden. Till exempel:

• säkerhet och försvar:
  • kontroll över förflyttning av människor och utrustning;
  • medel för operativ kommunikation och underrättelser;
  • omkretskontroll och fjärrövervakning;
  • hjälp vid räddningsoperationer;
  • övervakning av egendom och värdesaker;
  • säkerhet och brandlarm;
• miljöövervakning:
  • övervakning av föroreningar;
  • Lantbruk;
• sjukvård:
  • övervakning av patienters fysiologiska tillstånd;
  • platskontroll och underrättelse av sjukvårdspersonal.