Головна › Інтернет › Розподілені сенсорні мережі. Як розгорнути бездротові сенсорні мережі у складних умовах індустріального середовища. Огляд сучасних бездротових технологій

Розподілені сенсорні мережі. Як розгорнути бездротові сенсорні мережі у складних умовах індустріального середовища. Огляд сучасних бездротових технологій

Історія та сфера використання

Одним з перших прототипів сенсорної мережі можна вважати систему СОСУС, призначену для виявлення та ідентифікації підводних човнів. Технології бездротових сенсорних мереж почали активно розвиватися порівняно недавно - у середині 90-х. Однак лише на початку XXI століття розвиток мікроелектроніки дозволив виробляти для таких пристроїв досить дешеву елементну базу. Сучасні бездротові мережі в основному базуються на стандарті ZigBee. Чимало галузей і сегментів ринку (виробництво, різні видитранспорту, забезпечення життєдіяльності, охорона), готових для впровадження сенсорних мереж, і ця кількість безперервно збільшується. Тенденція обумовлена ускладненням технологічних процесів, розвитком виробництва, що розширюються потребами приватних осіб у сегментах безпеки, контролю ресурсів та використання товарно-матеріальних цінностей. З розвитком напівпровідникових технологій з'являються нові практичні завдання та теоретичні проблеми, пов'язані із застосуванням сенсорних мереж у промисловості, житлово-комунальному комплексі, домашніх господарствах. Використання недорогих сенсорних бездротових пристроїв контролю параметрів відкриває нові області для застосування систем телеметрії та контролю, такі як :

Своєчасне виявлення можливих відмов виконавчих механізмів щодо контролю таких параметрів, як вібрація, температура, тиск тощо;
Контроль доступу в режимі реального часу віддаленим системамоб'єкт моніторингу;
Автоматизація інспекції та технічного обслуговування промислових активів;
Управління комерційними активами;
Застосування як компоненти в енерго- та ресурсозберігаючих технологій;
Контролює еко-параметри навколишнього середовища.

Слід зазначити, що незважаючи на тривалу історію сенсорних мереж, концепція побудови сенсорної мережі остаточно не оформилася і не виразилася певними програмно-апаратними (платформними) рішеннями. p align="justify"> Реалізація сенсорних мереж на поточному етапі багато в чому залежить від конкретних вимог індустріальної задачі. Архітектура, програмно-апаратна реалізація знаходиться на етапі інтенсивного формування технології, що звертає увагу розробників з метою пошуку технологічної ніші майбутніх виробників.

Технології

Бездротові сенсорні мережі (WSN) складаються з мініатюрних обчислювальних пристроїв - мотів, забезпечених сенсорами (датчиками температури, тиску, освітленості, рівня вібрації, місця розташування тощо) та приймачами сигналів, що працюють у заданому радіодіапазоні. Гнучка архітектура, зниження витрат при монтажі виділяють бездротові мережі інтелектуальних датчиків серед інших бездротових та провідних інтерфейсівпередачі даних, особливо коли мова йдепро велику кількість з'єднаних між собою пристроїв, сенсорна мережа дозволяє підключати до 65000 пристроїв. Постійне зниження вартості бездротових рішень, підвищення їх експлуатаційних параметрів дозволяють поступово переорієнтуватися з провідних рішень у системах збирання телеметричних даних, засобів дистанційної діагностики, обміну інформацією. «Сенсорна мережа» є сьогодні усталеним терміном (англ. Sensor Networks), що позначає розподілену, самоорганізується, стійку до відмови окремих елементів мережу з необслуговуваних і не потребують спеціальної установки пристроїв. Кожен вузол сенсорної мережі може містити різні датчики для контролю зовнішнього середовища, мікрокомп'ютер та радіоприймач. Це дозволяє пристрою проводити вимірювання, самостійно проводити початкову обробку даних та підтримувати зв'язок із зовнішньою інформаційною системою.

Технологія ближнього радіозв'язку, що ретранслюється 802.15.4/ZigBee, відома як «Сенсорні мережі» (англ. WSN - Wireless Sensor Network), є одним із сучасних напрямків розвитку самоорганізованих відмовостійких розподілених систем спостереження та управління ресурсами та процесами. Сьогодні технологія бездротових сенсорних мереж є єдиною бездротовою технологією, за допомогою якої можна вирішити завдання моніторингу та контролю, які критичні до часу роботи датчиків. Об'єднані в бездротову сенсорну мережу датчики утворюють територіально-розподілену систему збору, обробки і передачі інформації, що самоорганізується. Основною сферою застосування є контроль та моніторинг вимірюваних параметрів фізичних середовищ та об'єктів.

радіотракт;
процесорний модуль;
елемент живлення;
різні датчики.

Типовий вузол може бути представлений трьома типами пристроїв:

Мережевий координатор (FFD – Fully Function Device);
- здійснює глобальну координацію, організацію та встановлення параметрів мережі;
- найбільш складний із трьох типів пристроїв, що вимагає найбільший обсяг пам'яті та джерело живлення;

Пристрій з повним набором функцій (FFD – Fully Function Device);
- підтримка 802.15.4;
- додаткова пам'ять та енергоспоживання дозволяє виконувати роль координатора мережі;
- підтримка всіх типів топологій («крапка-крапка», «зірка», «дерево», «коміркова мережа»);
- здатність виконувати роль координатора мережі;
- здатність звертатися до інших пристроїв у мережі;
(RFD – Reduced Function Device);
- підтримує обмежений набір функцій 802.15.4;
- підтримка топологій "точка-точка", "зірка";
- не виконує функції координатора;
- звертається до координатора мережі та маршрутизатора;

Компанії розробники

На ринку представлені компанії різних типів:

Примітки

Wikimedia Foundation. 2010 .

Дивитись що таке "Бездротові сенсорні мережі" в інших словниках:

- (Інші назви: бездротові ad hoc мережі, бездротові динамічні мережі) децентралізовані бездротові мережі, що не мають постійної структури. Клієнтські пристрої з'єднуються на льоту, утворюючи собою мережу. Кожен вузол мережі намагається переслати... Вікіпедія

Цю сторінку пропонується перейменувати на Бездротова мережа, що самоорганізується. Пояснення причин та обговорення на сторінці Вікіпедія: До перейменування/1 грудня 2012 року. Можливо, її поточна назва не відповідає нормам сучасного…

Бездротові мережі ad hoc децентралізовані бездротові мережі, що не мають постійної структури. Клієнтські пристрої з'єднуються на льоту, утворюючи собою мережу. Кожен вузол мережі намагається переслати дані, призначені іншим вузлам. При цьому… … Вікіпедія

Архітектура типової бездротової сенсорної мережі Бездротова сенсорна мережа розподілена мережа безлічі датчиків (сенсорів) і виконавчих пристроїв, об'єднаних між собою за допомогою радіоканалу, що самоорганізується. Область… … Вікіпедія

Для покращення цієї статті бажано?: Переробити оформлення відповідно до правил написання статей. Перевірити статтю на граматичні та орфографічні помилки. Виправити статтю згідно з … Вікіпедія

Телеметрія, телевимірювання (від ін. грец. τῆλε «далеко» + μέτρεω «вимірюю») сукупність технологій, що дозволяє проводити видалені виміри та збір інформації для надання оператору або користувачу, складова частина … Вікіпедія

Надширокосмугові (СШП) сигнали радіосигнали (НВЧ сигнали) з «надвеликою» шириною смуги частот. Застосовуються для надширокосмугової радіолокації та надширокосмугового радіозв'язку. Зміст 1 Визначення 2 Регулювання … Вікіпедія

Перший Відкритий Протокол бездротової мережіпередачі даних, розроблений для цілей автоматизації будівель та управління розподіленими об'єктами. One Net може бути використаний з безліччю існуючих приймачів (трансіверів) і ... Вікіпедія

Розподілені сенсорні мережі

Що таке бездротові сенсорні мережі?

Датчики та пристрій, що приймається

Бездротові сенсорні мережі будуються з вузлів, які називаються моти (mote) - невеликих автономних пристроїв з живленням від батарей та мікрочіпами з радіозв'язком на частоті - наприклад 2,4 ГГц. Спеціальне програмне забезпеченнядозволяє мотам само організовуватися в розподілені мережі, зв'язуватися один з одним, опитувати та обмінюватися даними з найближчими вузлами, відстань до яких зазвичай не перевищує 100 метрів.

В англомовній літературі таку мережу називають wireless sensor network(WSN) - це бездротова мережа, що складається з територіально розподілених автономних пристроїв, що використовують датчики для спільного контролю фізичних або екологічних умов у різних районах.

Вони можуть вимірювати такі параметри, як температура, звук, вібрація, тиск, рух об'єктів або повітря. Розвиток бездротових сенсорних мереж спочатку було мотивовано військовими завданнями, наприклад, спостереженням за полем бою. В даний час бездротові сенсорні мережі використовуються все ширше в багатьох галузях громадянської життєдіяльності, включаючи промисловий моніторинг та моніторинг навколишнього середовища, охорону здоров'я та контроль руху об'єктів. Область застосування стає дедалі ширшою.

Основні засади роботи

3-х рівнева схема мережі. 1-й Рівень сенсорів та шлюзу. 2-й рівень сервера. 3-й рівень тонкого клієнта

Кожен вузол мережі: матоснащений радіотрансівером або іншим пристроєм бездротового зв'язку, невеликим мікроконтролером та джерелом енергії, зазвичай батареєю. Можливе використання батарей сонячного освітлення або інших альтернативних джерел енергії

Дані від віддалених елементів передаються мережею між найближчими від вузла до вузла, по радіоканалу. У результаті з найближчого мота пакет із даними передається на шлюз. Шлюз з'єднаний, як правило, USB кабелем із сервером. На сервері - зібрані дані обробляються, зберігаються та можуть бути доступні через WEB оболонку широкому числу користувачів.

Вартість сенсорного вузла змінюється від сотні доларів до кількох центів, залежно від розміру сенсорної мережі та її складності.

Апаратне забезпечення та стандарти

Шлюз (2шт), з'єднаний із ноутбуком кабелем USB. Ноутбук по UTP з'єднаний з інтернетом і виконує роль сервера

Сенсорні пристрої з радіо антеною

Апаратне забезпечення бездротового вузла та протоколи мережної взаємодії між вузлами оптимізовані з енергоспоживання для забезпечення тривалого термінуексплуатації системи при автономних джерелах живлення Залежно від режиму роботи час життя вузла може становити кілька років.

Ряд стандартів нині або ратифіковано або перебувають у стадії розробки бездротових сенсорних мереж. ZigBee є стандартом, призначеним для використання таких речей як промисловий контроль, вбудоване зондування, збору медичних даних, автоматизації будівель. Розвитку Zigbee сприяє великий консорціум індустріальних компаній.

WirelessHART є продовженням протоколу HART для промислової автоматизації. WirelessHART був доданий до загальної HART протокол як частина специфікації HART 7, який був затверджений фонд HART комунікації у червні 2007 року.
6lowpan є заявленим стандартом для мережного шару, але він не був прийнятий ще.
ISA100 це ще одна робота у спробі увійти у WSN технологію, але побудовано ширше включити Зворотній зв'язокконтроль у сфері. Впровадження ISA100 на основі ANSI стандартів планується завершити до кінця 2008 року.

WirelessHART, ISA100, ZigBee, і всі вони засновані на тих же стандартах: IEEE 802.15.4 - 2005.

Програмне забезпечення бездротової сенсорної мережі

Операційна система

Операційні системи для бездротових сенсорних мереж менш складні, ніж універсальні операційні системи через обмеженість ресурсів апаратне забезпеченнясенсорної мережі. Через це, операційній системіне потрібно включати підтримку інтерфейсів користувача.

Устаткування бездротових сенсорних мереж не відрізняється від традиційних вбудованих систем, і тому для сенсорних мереж можна використовувати вбудовану операційну систему

Прикладні програми для візуалізації

Програма візуалізації результатів вимірювань та генерації звітів MoteView v1.1

Дані з бездротових сенсорних мереж, як правило, зберігаються у вигляді цифрових даних у центральній базовій станції. Є багато стандартних програм, таких як TosGUI MonSense, ДПС, що полегшують перегляд цих великих обсягів даних. Крім того, Відкритий консорціум (OGC) вказує стандарти для сумісності та взаємодії метаданих кодування, що дозволить у режимі реального часу будь-якій особі здійснювати спостереження або контроль за бездротовою сенсорною мережею через Web Browser.

Для роботи з даними, що надходять від вузлів бездротової сенсорної мережі, використовуються програми, що полегшують перегляд та оцінку даних. Однією з таких програм є MoteView. Ця програма дозволяє переглядати дані у реальному часі та аналізувати їх, будувати різноманітні графіки, видавати звіти у різних розрізах.

Переваги використання

Відсутність необхідності у прокладанні кабелів для електроживлення та передачі даних;
Низька вартість комплектуючих, монтажу, пусконалагодження та технічного обслуговування системи;
Швидкість та спрощеність розгортання мережі;
Надійність і стійкість до відмови всієї системи в цілому при виході з ладу окремих вузлів або компонентів;
Можливість впровадження та модифікації мережі на будь-якому об'єкті без втручання у процес функціонування самого об'єкта
Можливість швидкого та при необхідності потайного монтажу всієї системи в цілому.

Кожен сенсор розміром із пивну кришку (але в майбутньому їх розміри можна буде зменшити в сотні разів) містить процесор, пам'ять та радіопередавач. Такі кришки можна розкидати на будь-якій території, а самі налагодять зв'язок між собою, сформують єдину бездротову мережу і почнуть передавати дані на найближчий комп'ютер.

Об'єднані в бездротову мережу, сенсори можуть відстежувати параметри навколишнього середовища: рух, світло, температуру, тиск, вологість тощо. Технологія дозволяє їм роками (навіть десятиліттями) працювати без змін батарей. Сенсорні мережі - це універсальні органи почуттів для комп'ютера, і всі фізичні об'єкти у світі, обладнані сенсорами, можуть бути розпізнані комп'ютером. У перспективі кожен із мільярдів сенсорів отримає IP-адресу, і вони навіть можуть сформувати щось на зразок Глобальної сенсорної мережі. Можливості сенсорних мереж зацікавили поки що лише військових та промисловість. Згідно з останнім звітом компанії ON World, яка спеціалізується на дослідженні ринку сенсорних мереж, цього року ринок переживає помітне піднесення. Ще однією помітною подією цього року став випуск першої у світі системи ZigBee на одній мікросхемі (виробництва Ember). Серед великих промислових компаній США, серед яких було проведено опитування ON World, близько 29% вже використовують сенсорні мережі, а ще 40% планують їх розгорнути протягом 18 місяців. В Америці з'явилося понад сотню комерційних фірм, які займаються створенням та обслуговуванням сенсорних мереж.

До кінця нинішнього року кількість сенсорів на планеті перевищить 1 млн. Наразі зростає не лише кількість мереж, а й їхній розмір. Вперше створено та успішно експлуатуються кілька мереж із понад 1000 нодів, у тому числі одна на 25 тисяч нодів.

Джерело: Веб ПЛАНЕТА

Область застосування

Застосування WSN численне та різноманітне. Вони використовуються в комерційних та промислових системахдля моніторингу даних, які важко чи дорого контролювати з використанням дротових датчиків. WSN можуть використовуватися в районах, що важко досягаються, де вони можуть залишатися протягом багатьох років (екологічний моніторинг навколишнього середовища) без необхідності заміни джерел живлення. Вони можуть контролювати дії порушників об'єкту, що охороняється.

Також WSN використовують для моніторингу, відстеження та контролю. Ось деякі програми:

Моніторинг задимленості та виявлення вогнищ займання з великих лісових масивів та торфовищ
Додаткове джерело інформації для кризових центрів управління суб'єктів федерації РФ
Сейсмічне виявлення потенційної напруженості
Військові спостереження
Акустичне виявлення руху об'єкта охоронних системах.
Екологічний моніторинг простору та навколишнього середовища
Моніторинг промислових процесів, використання у MES системах
Медичний моніторинг

Автоматизація будівель:

	моніторинг температури, витрати повітря, присутності людей та управління обладнанням для підтримки мікроклімату;
	керування освітленням;
	керування енергопостачанням;
	збирання показань квартирних лічильників газу, води, електроенергії тощо;
	охоронно-пожежна сигналізація;
	моніторинг стану несучих конструкцій будівель та споруд.

Промислова автоматизація:

	дистанційний контроль та діагностика промислового обладнання;
	технічне обслуговуванняобладнання за поточним станом (прогнозування запасу надійності);
	моніторинг виробничих процесів;

Корпоративна версія технології Інтернету речей (англ. Internet of Things, IoT) сьогодні активно використовується в промисловості. У рамках корпоративного «Інтернету речей» (Enterprise Internet of Things, EIoT) застосовуються бездротові сенсорні мережі та засоби управління, що відкриває підприємствам нові можливості керування машинами та обладнанням. Бездротові датчики, що працюють від невеликого акумулятора без підключення до проводової мережі живлення, у виробничих умовах можуть знаходитись у місцях, зовсім недоступних для елементів керування попередніх поколінь.

EIoT підвищив надійність, безпеку та комплексну сумісність систем та обладнання, що дозволило задовольнити найжорсткіші вимоги до впровадження бездротових технологійцього напряму не тільки у промисловості, а й у сфері охорони здоров'я, фінансових послуг тощо. EIoT враховує потреби цих областей завдяки тому, що технічні характеристикита елементи конструктивного виконання пристроїв технології цього нового напрямку набагато перевершують аналогічні технології IoT традиційних пристроїв, призначені для менш критичних споживчих або комерційних програм.

Проблеми EIoT

Датчики та елементи керування з підтримкою EIoT можуть працювати практично в будь-якому місці індустріального середовища, але досі це швидше залежало від успіху, оскільки не кожне промислове обладнання ідеально підходить для використання у бездротових мережах. Це з тим, що у розгортанні IoT є два взаємозалежних, але, здавалося б, суперечливих елемента:

Безпосередньо бездротова мережа пристроїв, яка встановлюється з використанням датчиків і елементів управління, пов'язаних з технологією малого радіусу дії з низьким рівнем споживання потужності.
Мережа IoT-датчиків, що взаємодіє з іншим обладнанням, контролерами та частинами мережі вже на більшій відстані.

Мал. 1. Додатки, розташовані далеко від міських центрів та традиційних телекомунікаційних послуг, для організації глобальної мережіможуть скористатися таким енергоефективним комунікаційним протоколом, як LoRa

Саме неможливість надійного зв'язку на великих відстанях найчастіше є найбільшою перешкодою в умовах індустріального середовища. Ця проблема має просту причину: телекомунікаційний зв'язок, який здійснюється за провідними кабельними лініями або шляхом використання передачі сигналів через вежі стільникового зв'язку, не завжди доступна у місцях розташування промислового обладнання. Крім того, вартість використання сервісів стільникового зв'язку тільки для доставки декількох пакетів даних від датчиків за один сеанс зв'язку не має великого сенсу як з економічної точки зору, так і з суто технічних міркувань. Крім того, досить часто виникає проблема енергопостачання датчиків та пристроїв зв'язку, яке дуже важко організувати у віддалених місцях, де обладнання чи інфраструктура не запитується безпосередньо від промислової мережі.

Незважаючи на широке покриття стільникового зв'язку населених пунктів, в деяких місцях немає надійного сервісу для організації бездротового зв'язку. Це поширена проблема для сільських районів та віддалених місць розміщення промислового обладнання, наприклад, окремо розташованого обладнання нафтогазової промисловості або трубопровідного транспорту, системи водопостачання та видалення стічних вод (рис. 1) та ін. Такі вузли також часто знаходяться далеко від найближчого технічного обслуговуючого персоналу, який перевіряє належне функціонування приладів. Іноді інженеру потрібен цілий робочий день, а то й кілька, щоб дістатися до обладнання і оглянути його. Нерідко важко і просто знайти фахівців, які бажають працювати у таких віддалених районах. Оскільки, зважаючи на обмежене покриття зв'язком, датчики та елементи керування з підтримкою EIoT досить рідкісні у віддалених об'єктах, то тут на допомогу приходять енергоефективні мережі далекого радіусу дії (англ. low-power wide area network, LPWAN).

BLE та LPWAN

Найбільш широко використовуваною бездротовою технологією короткого радіусу дії в системах EIoT є технологія Bluetooth з низьким енергоспоживанням - BLE (Bluetooth low energy, також відома як Bluetooth Smart). Основна причина високої популярності BLE для EIoT – його енергоефективність, яка дозволяє датчикам та елементам управління працювати тривалий час з дуже малою витратою енергії батарей. BLE управляє циклами сну, черговим режимом та активними циклами. BLE також широко використовується через потужність його радіочастотного сигналу, який дозволяє цій технології ефективно працювати навіть у складних середовищах з підвищеним рівнем високочастотних шумів, що надходять цифрових сигналіввід комп'ютерного обладнання і навіть за наявності фізичних перешкод поширення радіохвиль. Адже, як відомо, всі ці фактори є звичними для індустріального середовища.

У проектах із реалізації EIoT саме технологія BLE є базовою для організації зв'язку ближнього радіусу дії. Причому вона може використовуватися як на вже експлуатованих, так і ще проектованих комплексах промислового обладнання. Однак такий мережі пристроїв з підтримкою BLE потрібен спосіб отримання інструкцій та ретрансляції даних на далекі відстані. Опора на традиційну телекомунікаційну інфраструктуру, яка дозволяє використовувати двонаправлений зв'язок по Wi-Fi або сигнали стільникового зв'язку, неможлива через заслону, що обмежує можливості застосування цих сенсорних мереж. Об'єднавши BLE із наддальністю та енергоефективністю технології LoRa, компанії змогли розгорнути EIoT у місцях, де телекомунікаційна інфраструктура та інфраструктура харчування недоступні, а це, у свою чергу, розширило географію реалізації технології «Інтернету речей».

Мал. 2. Датчики спочатку підключаються до клієнта LoRa і потім через шлюз LoRa

Протоколом глобальної мережі LoRa часто є LPWAN, оскільки він забезпечує безпечну двонаправлену передачу даних та зв'язок із мережами IoT на великих відстанях протягом багатьох років без заміни батарей. При використанні технології LoRa відкривається можливість відправляти та приймати сигнали на відстані приблизно до 16 км, а встановлені при необхідності репітери (ретранслятори) можуть збільшити цю відстань до сотень кілометрів. На рис. 2 показано схему роботи LoRa. Для додатків IoT LoRa має безліч переваг саме завдяки її економічним характеристикам та можливостям:

Оскільки LoRa, як і BLE, є технологією наднизького енергоспоживання, вона здатна працювати в мережах пристроїв IoT з батарейним живленням і може забезпечити тривалу роботу від батареї, не потребуючи частого технічного обслуговування.
Вузли на базі технології LoRa недорогі і дозволяють компаніям скоротити витрати на передачу даних систем стільникового зв'язку, а також відмовитися від установки оптоволоконних або мідних кабелів. Це усуває основний фінансовий бар'єр для організації зв'язку віддалено розташованих датчиків та обладнання.
Технологія LoRa добре працює і з мережевими пристроями, розміщеними всередині приміщень, у тому числі складних індустріальних середовищах.
LoRa має широку масштабованість і сумісність за рахунок підтримки мільйона вузлів, її можна поєднати з державними та приватними мережами передачі даних та системами двонаправленого зв'язку.

Отже, в той час як інші технології LPWAN зможуть лише у віддаленій перспективі вирішити проблему дальності зв'язку при реалізації рішень Інтернету речей, технологія LoRa пропонує для цього двонаправлений зв'язок, захист від перешкод і високе інформаційне наповнення.

У LoRa є і суттєвий недолік – невисока пропускна здатність. Це робить її непридатною для програм, що вимагають передачі потокових даних. Однак це обмеження не заважає використовувати її для широкого діапазону IoT-додатків, де іноді передаються лише невеликі пакети даних.

Взаємодія

Мал. 3. Модуль RM1xx від компанії Laird, який включає комунікаційні можливості для протоколів бездротової мережі LoRa і Bluetooth

Потенціал LoRa збільшується вдвічі, коли він поєднується з технологією, подібною до BLE. Діючи разом, вони надають бездротові можливості наднизького енергоспоживання для зв'язку малого і далекого радіусу дії, що розширює можливості мереж EIoT. Так, наприклад, центральна частина міських районів може бути покрита лише кількома шлюзами LoRaWAN, які є основою для мереж датчиків з технологією BLE, які тепер не залежать від традиційних телекомунікаційних інфраструктур. Таким чином, симбіоз LoRa та BLE усуває низку перешкод для розширення IoT як у мегаполісах, так і в малих містах, що мають заслони на шляху широкого впровадження «Інтернету речей». Однак найбільший виграш від об'єднання LoRA та BLE отримують бездротові датчики, засоби керування та інше обладнання, які тепер можуть встановлюватись без будь-яких обмежень буквально скрізь (рис. 3). У цьому особлива заслуга саме BLE. BLE також дозволяє цим пристроям спільно працювати в інтегрованій мережі малого радіусу дії, керованої, наприклад, зі смартфонів або планшетів, які в даному випадку використовуються як віддалені бездротові дисплеї. У цій зв'язці технологія LoRa, ґрунтуючись на мобільних можливостях BLE, виступає як своєрідна радіорелейна станція, яка може відправляти та отримувати дані на великих відстанях. Ці відстані можуть бути збільшені простими шлюзами для передачі сигналів.

Існує вже чимало наочних прикладів, які демонструють, як поєднання LoRa і BLE дозволяє мережам EIoT вийти на абсолютно інший технічний рівень та посилити свою експансію.

Переваги технологій бездротових сенсорних мереж можуть бути ефективно використані для вирішення різних прикладних завдань, пов'язаних із розподіленим збором, аналізом та передачею інформації.

Автоматизація будівель

У деяких додатках автоматизації будівель використання традиційних провідних систем передачі даних є недоцільним з економічних причин.

Наприклад, потрібно впровадити нову або розширити існуючу систему в будівлі, що експлуатується. І тут застосування бездротових рішень є найбільш прийнятним варіантом, т.к. не потрібне проведення додаткових монтажних робітз порушенням внутрішньої обробки приміщень, практично не завдаються незручності співробітникам чи мешканцям будівлі тощо. Внаслідок цього значно знижується вартість впровадження системи.

Іншим прикладом можуть бути офісні будівлі з вільним плануванням, для яких неможливо вказати точні місця встановлення датчиків на етапі проектування та будівництва. При цьому планування офісів може багаторазово змінюватися в процесі функціонування будівлі, отже витрати часу і коштів на переконфігурацію системи повинні бути мінімальними, що може бути досягнуто застосуванням бездротових рішень.

На додаток можна навести такі приклади систем на основі бездротових сенсорних мереж:

моніторинг температури, витрати повітря, присутності людей та управління обладнанням опалення, вентиляції та кондиціювання з метою підтримки мікроклімату;
керування освітленням;
керування енергопостачанням;
збирання показань квартирних лічильників газу, води, електроенергії тощо;
моніторинг стану несучих конструкцій будівель та споруд.

Промислова автоматизація

До нашого часу широке використання бездротового зв'язку у сфері промислової автоматизації стримувалося низькою надійністю радіоканалів проти проводовими з'єднаннями у важких умовах промислової експлуатації, але бездротові сенсорні мережі кардинальним чином змінюють ситуацію, т.к. за своєю природою стійкі до різноманітних обурень (наприклад, фізичне ушкодження вузла, поява перешкоди, зміна перешкод тощо.). Більш того, в деяких умовах бездротова сенсорна мережа може навіть забезпечити більшу надійність, ніж провідна система зв'язку.

Рішення на основі бездротових сенсорних мереж повною мірою відповідають вимогам, що пред'являються з боку промисловості:

відмовостійкість;
масштабованість;
адаптованість до умов експлуатації;
енергетична ефективність;
облік специфіки прикладного завдання;
економічна рентабельність

Технології бездротових сенсорних мереж можуть знайти застосування у наступних завданнях промислової автоматизації:

дистанційний контроль та діагностика промислового обладнання;
технічне обслуговування обладнання за поточним станом (прогнозування запасу надійності);
моніторинг виробничих процесів;
телеметрія для досліджень та випробувань.

Інші програми

Унікальні особливості та відмінності бездротових сенсорних мереж від традиційних провідних та бездротових системпередачі даних роблять їх застосування ефективним у різних областях. Наприклад:

безпека та оборона:
- контроль за переміщенням людей та техніки;
- засоби оперативного зв'язку та розвідки;
- контроль периметра та віддалене спостереження;
- допомога у проведенні рятувальних операцій;
- моніторинг майна та цінностей;
- охоронно-пожежна сигналізація;
моніторинг довкілля:
- моніторинг забруднень;
- сільське господарство;
охорона здоров'я:
- моніторинг фізіологічного стану пацієнтів;
- контроль розташування та оповіщення медичного персоналу.