Kireev A.O., Svetlov A.V. ΑΣΥΡΜΑΤΑ ΔΙΚΤΥΑ ΑΙΣΘΗΤΗΡΩΝ ΣΤΟΝ ΤΟΜΕΑ ΤΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ

Ο καθιερωμένος όρος "ασύρματο δίκτυο αισθητήρων" (WSN) υποδηλώνει μια νέα κατηγορία ασύρματα συστήματα, που είναι ένα κατανεμημένο, αυτό-οργανωμένο και ανεκτικό σε σφάλματα δίκτυο μικροσκοπικών ηλεκτρονικών συσκευών με αυτόνομες πηγέςθρέψη. Οι έξυπνοι κόμβοι ενός τέτοιου δικτύου είναι ικανοί να μεταδίδουν μηνύματα κατά μήκος της αλυσίδας, παρέχοντας μια σημαντική περιοχή κάλυψης συστήματος με χαμηλή ισχύ πομπού και, κατά συνέπεια, υψηλή ενεργειακή απόδοση του συστήματος.

Επί του παρόντος, δίνεται μεγάλη προσοχή στην οργάνωση της αυτοματοποιημένης παρακολούθησης εδαφών προκειμένου να ληφθούν επιχειρησιακές πληροφορίες σχετικά με την παρουσία ενός εισβολέα, την κίνησή του και τις μη εξουσιοδοτημένες ενέργειες σε εδάφη που γειτνιάζουν με ιδιαίτερα σημαντικές (πυρηνικές, κυβερνητικές, στρατιωτικές) εγκαταστάσεις, στο κράτος. σύνορα, ή βρίσκονται στη ζώνη ευθύνης αναγνωριστικές υποδιαιρέσεις (παρακολούθηση μπροστινών τμημάτων, οπίσθιες επικοινωνίες του εχθρού). Για την ορθολογική επίλυση αυτών των προβλημάτων, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί μια νέα γενιά τεχνικών μέσων και αλγορίθμων που είναι θεμελιωδώς διαφορετικοί από αυτούς που χρησιμοποιούνται σήμερα. Η πιο πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση σε αυτόν τον τομέα θα πρέπει να αναγνωριστεί ως η δημιουργία ασύρματων δικτύων αισθητήρων. Καθιστούν δυνατή την παροχή συνολικής στοχευμένης παρακολούθησης μεγάλων περιοχών.

Όσον αφορά τα συστήματα ασφαλείας των αντικειμένων, το WSS πρέπει να εντοπίσει και να ταξινομήσει τον εισβολέα, να καθορίσει τις συντεταγμένες και να προβλέψει τις τροχιές της κίνησής του. Διαθέτοντας κατανεμημένη νοημοσύνη, το σύστημα διασφαλίζει ανεξάρτητα μια αλλαγή στην κατεύθυνση των ροών πληροφοριών, για παράδειγμα, παρακάμπτοντας αποτυχημένους ή προσωρινά μη λειτουργικούς κόμβους, οργανώνει αξιόπιστη μετάδοση πληροφοριών σε όλη την ελεγχόμενη περιοχή και στο κεντρικό σημείο.

Τα WSN είναι επίσης πολλά υποσχόμενα, στα οποία ο πομποδέκτης κάθε αισθητήρα θα είναι στην πραγματικότητα ένας αισθητήρας ανίχνευσης αντικειμένων (το αποτέλεσμα της μείωσης του επιπέδου φορέα στο ραδιοφωνικό κανάλι λόγω της εμφάνισης ενός αντικειμένου στην περιοχή κάλυψης του δικτύου).

Για να εξασφαλιστεί υψηλή αξιοπιστία και προστασία των μεταδιδόμενων πληροφοριών στο WSN, είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν δικά τους πρωτόκολλα ραδιοφώνου που να είναι ανθεκτικά σε αλλαγές στα χαρακτηριστικά του καναλιού επικοινωνίας, παρεμβολές ραδιοφώνου, υποκλοπή και μίμηση δεδομένων. Σε αυτή την περίπτωση, συνιστάται η χρήση τεχνολογιών ευρέος φάσματος - DSSS (άμεση αριθμητική ακολουθία) και FHSS (αναπήδηση συχνότητας).

Όσον αφορά τους μηχανισμούς πρόσβασης στο μέσο μετάδοσης δεδομένων, εμφανίζονται αμοιβαία αποκλειστικές απαιτήσεις για υψηλή ενεργειακή απόδοση του συστήματος και ελάχιστες χρονικές καθυστερήσεις για τη διάδοση δεδομένων στο WSN. Η χρήση του CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Media Access with Collision Avoidance) ως βασικού αλγόριθμου έχει το δικό του μειονέκτημα - οι συσκευές δικτύου πρέπει να βρίσκονται σε λειτουργία συνεχούς ακρόασης του αέρα, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας. Σε εντελώς ασύγχρονα δίκτυα, αυτός ο αλγόριθμος είναι αναποτελεσματικός.

Ο πιο αποδεκτός σε μια τέτοια κατάσταση είναι ο αλγόριθμος "slot" CSMA / CA, ο οποίος συνδυάζει τις αρχές της συγχρονισμένης πρόσβασης (TDMA time division) και της πρόσβασης σε ανταγωνιστική βάση.

Μεταξύ των ανοιχτών προτύπων στον τομέα των ασύρματων δικτύων αισθητήρων, μόνο το πρότυπο ZigBee έχει επικυρωθεί μέχρι σήμερα, με βάση το προηγουμένως υιοθετημένο πρότυπο 802.15.4, το οποίο περιγράφει το φυσικό επίπεδο (PHY) και το επίπεδο πρόσβασης πολυμέσων (MAC) για ασύρματη σύνδεση προσωπικά δίκτυα περιοχής (WPAN). Αυτή η τεχνολογία αναπτύχθηκε αρχικά για εργασίες που δεν απαιτούν υψηλές ταχύτητεςμεταφορά πληροφοριών. Οι συσκευές τέτοιων δικτύων θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν φθηνότερες, με εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.

Μεταξύ των αναμφισβήτητων πλεονεκτημάτων των λύσεων ZigBee, πρέπει επίσης να σημειωθούν σημαντικά μειονεκτήματα. Για παράδειγμα, η παρουσία τριών διαφορετικών κατηγοριών συσκευών (συντονιστές, δρομολογητές και τερματικές συσκευές) μειώνει σημαντικά την ανοχή σφαλμάτων του δικτύου σε περίπτωση βλάβης των επιμέρους στοιχείων του. Επιπλέον, μια τέτοια κατασκευή απαιτεί τον προγραμματισμό της τοποθέτησης συσκευών στο στάδιο του σχεδιασμού του συστήματος· κατά συνέπεια, η αντίσταση του δικτύου στις αλλαγές στην τοπολογία μειώνεται απότομα.

Όλες αυτές οι ελλείψεις στερούνται δικτύων Mesh - δίκτυα peer-to-peer πολλαπλών κυψελών στα οποία κάθε κόμβος μπορεί να αναμεταδίδει πακέτα κατά τη διαδικασία παράδοσης. Οι κόμβοι ενός τέτοιου δικτύου είναι ίσοι και εναλλάξιμοι - ως αποτέλεσμα, η επεκτασιμότητα του συστήματος βελτιώνεται και η ανοχή σε σφάλματα αυξάνεται.

Ασύρματο δίκτυο αισθητήρων σύστημα ασφαλείαςπρέπει να ελέγχει όσο το δυνατόν περισσότερο έδαφος. Από αυτή την άποψη, μία από τις κύριες απαιτήσεις για την επιλογή της βάσης στοιχείων για τη δημιουργία ενός ραδιοφωνικού καναλιού μεταξύ μεμονωμένων κόμβων δικτύου είναι η μέγιστη εμβέλεια επικοινωνίας. Η λειτουργία στη ζώνη συχνοτήτων 433 MHz (ανοιχτή για δωρεάν χρήση στη Ρωσία) έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τη λειτουργία στη ζώνη μικροκυμάτων 2,4 GHz (για την οποία παράγεται η κύρια σειρά συσκευών ZigBee). Έτσι, στη ζώνη των 433 MHz, το αξιόπιστο εύρος επικοινωνίας είναι αρκετές φορές μεγαλύτερο από ό,τι στη ζώνη των 2,4 GHz, με την ίδια ισχύ πομπού. Επιπλέον, οι συσκευές που λειτουργούν στη ζώνη των 433 MHz έχουν αρκετά καλή αντίσταση στη δράση εμποδίων στη διαδρομή των ραδιοκυμάτων, όπως βροχόπτωση, αλλαγές εδάφους, δέντρα κ.λπ. Τα ραδιοκύματα 433 MHz διαδίδονται πολύ καλύτερα σε περιορισμένους χώρους όπως π.χ. σήραγγες του μετρό, δρόμους της πόλης κ.λπ. από ραδιοκύματα 2,4 GHz. Το πλεονέκτημα της ζώνης των 2,4 GHz στον ρυθμό μεταφοράς δεδομένων δεν είναι κρίσιμο στον τομέα των τεχνολογιών ασφαλείας, καθώς η ποσότητα των πληροφοριών που μεταδίδονται είναι συνήθως ασήμαντη και περιορίζεται σε δεκάδες byte (με εξαίρεση την τηλεμετρία).

Έτσι, η επιλογή ενός πομποδέκτη για τη θέση WSN για την προστασία των αντικειμένων θα πραγματοποιηθεί στη ζώνη των 433 MHz. Οι πομποδέκτες πρέπει να έχουν υψηλή ενεργειακή απόδοση (τάση τροφοδοσίας όχι μεγαλύτερη από

3,3 V, ρεύματα χαμηλής κατανάλωσης), λειτουργούν στην περιοχή θερμοκρασίας μείον 40 ... +85 °С.

Ανάμεσα στα πολλά IC πομποδέκτη ISM, ιδιαίτερη θέση κατέχουν οι πομποδέκτες XE-MICS. Για χρήση σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων, είναι κατάλληλα 2 τσιπ από αυτήν την εταιρεία: XE1203F και

Αυτοί είναι ενσωματωμένοι πομποδέκτες μισής διπλής όψης μονού τσιπ που έχουν κατασκευαστεί σύμφωνα με το σχήμα άμεσης μετατροπής (Zero-IF), παρέχοντας πληκτρολόγηση μετατόπισης συχνότητας 2 επιπέδων χωρίς διακοπή φάσης (CPFSK) και κωδικοποίηση NRZ. Έτσι, ο τύπος διαμόρφωσης φορέα που εφαρμόζεται στους πομποδέκτες XEMICS καθιστά δυνατή την ορθολογική χρήση της ζώνης συχνοτήτων λειτουργίας.

Συνηθισμένα για τους πομποδέκτες XE1203F και XE1205F είναι η εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας: λειτουργία στο εύρος τάσης τροφοδοσίας 2,4 ... 3,6 V, ρεύματα κατανάλωσης:

0,2 µA σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας.

14 mA σε λειτουργία λήψης.

62 mA σε λειτουργία μετάδοσης (+15 dBm) .

Ζώνη συχνοτήτων λειτουργίας: 433-435 MHz. Εύρος θερμοκρασίας: μείον 40. +85°С. Δέκτες πομποδέκτη

Οι πεποιθήσεις είναι πανομοιότυπες μεταξύ τους και χτίζονται σύμφωνα με ένα σχήμα άμεσης μετατροπής συχνότητας. Σε αυτές τις μονάδες είναι ενσωματωμένος ένας συνθέτης συχνότητας που βασίζεται σε ένα PLL sigma-delta με βήματα 500 Hz.

Οι δέκτες διαθέτουν ένδειξη του επιπέδου του λαμβανόμενου σήματος RSSI (Ένδειξη ισχύος λαμβανόμενου σήματος), η οποία, σε συνδυασμό με τη δυνατότητα προγραμματισμού της ισχύος εξόδου, σας επιτρέπει να εφαρμόσετε την ιδέα της προσαρμοστικής διαχείρισης ισχύος. Ο πομποδέκτης περιλαμβάνει μια συσκευή ελέγχου συχνότητας FEI (Frequency Error Indicator), η οποία σας επιτρέπει να λαμβάνετε πληροφορίες σχετικά με τη μετατόπιση συχνότητας του τοπικού ταλαντωτή δέκτη και να οργανώνετε το AFC.

Οι πομποδέκτες διαθέτουν επίσης μια δυνατότητα αναγνώρισης προτύπων που επιτρέπει στον πομποδέκτη να ανιχνεύει μια προγραμματιζόμενη λέξη (έως 4 byte) στη ροή δεδομένων που λαμβάνει. τελευταίο χαρακτηριστικόμπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση μονάδων στο WSN, γεγονός που θα μειώσει τον αριθμό των γενικών byte στο μεταδιδόμενο πακέτο.

Οι κύριες διαφορές μεταξύ των δύο μονάδων εκδηλώνονται στη χρήση διάφορες μεθόδουςεπέκταση φάσματος.

Ο πομποδέκτης XE1203F διαθέτει ένα μπλοκ υλικού Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS). Όταν είναι ενεργοποιημένη η λειτουργία DSSS, κάθε bit δεδομένων κωδικοποιείται με έναν κωδικό Barker 11 bit: 101 1011 1000 ή 0x5B8h. Η συνάρτηση αυτοσυσχέτισης του κώδικα Barker έχει μια έντονη κορυφή αυτοσυσχέτισης.

Σε αντίθεση με τον XE1203F, ο πομποδέκτης XE1205F (και η μονάδα DP1205F που βασίζεται σε αυτόν) είναι μια συσκευή στενής ζώνης. Η μικρότερη τιμή του εσωτερικού φίλτρου διέλευσης ζώνης που μπορεί να οριστεί από τον καταχωρητή διαμόρφωσης 2 bit είναι 10 kHz (με χρήση ειδικών επιπρόσθετες ρυθμίσεις, αυτή η τιμή μπορεί ακόμη και να μειωθεί στα 7 kHz!). Ο αριθμός των πιθανών καναλιών σε αυτήν την περίπτωση

Αυτή η δυνατότητα επιτρέπει στο XE1205F να χρησιμοποιείται για συγκεκριμένες εφαρμογές στενής ζώνης. Η στένωση ζώνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί εάν ο ρυθμός δεδομένων και η απόκλιση συχνότητας δεν υπερβαίνουν τα 4800 bit και τα 5 kHz, αντίστοιχα, και υπό την προϋπόθεση ότι η συχνότητα ρολογιού του ταλαντωτή αναφοράς σταθεροποιείται από αντηχείο υψηλής σταθερότητας ή χρησιμοποιείται διόρθωση συχνότητας.

Ο πομποδέκτης χρησιμοποιεί ένα FIFO 16 byte για την αποθήκευση των byte δεδομένων που μεταδίδονται ή λαμβάνονται. Τα byte δεδομένων μεταδίδονται και λαμβάνονται από την προσωρινή μνήμη FIFO μέσω ενός εξωτερικού τυπικού 3 καλωδίων σειριακή διεπαφή SPI.

Η στενή ζώνη, καθώς και ο χαμηλός χρόνος ανάκτησης πομπού κατά την εναλλαγή μεταξύ καναλιών (~150 µs), καθιστούν δυνατή τη χρήση του πομποδέκτη XE1205F για την κατασκευή ραδιοφωνικών συστημάτων χρησιμοποιώντας τη μέθοδο αναπήδησης συχνότητας (FHSS). Η μέθοδος αναπήδησης συχνότητας υπονοεί ότι ολόκληρο το εύρος ζώνης που διατίθεται για μετάδοση διαιρείται σε έναν ορισμένο αριθμό καναλιών συχνότητας. Τα άλματα από κανάλι σε κανάλι συμβαίνουν συγχρονισμένα με κάποια σειρά (για παράδειγμα, γραμμικά ή ψευδοτυχαία).

Ο XE1205F επωφελείται επίσης από την κορυφαία ευαισθησία δέκτη της κατηγορίας -121 dBm.

Όσον αφορά τους ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων, οι δυνατότητες της μονάδας XE1203F κατά τη χρήση του κωδικοποιητή Barker φαίνονται ανεπαρκείς ακόμη και για συστήματα ασφαλείας - μόνο 1,154 kbps. Αυτός ο δείκτης δεν θα επιτρέψει την εφαρμογή ενός ενεργειακώς αποδοτικού WSN, επειδή ο χρόνος ύπνου που παρέχεται από το πρωτόκολλο CSMA/CA θα είναι πολύ σύντομος.

Οι πομποδέκτες των κόμβων του ασύρματου δικτύου αισθητήρων για την προστασία αντικειμένων θα πρέπει να παρέχουν τη δυνατότητα:

δημιουργία δικτύου πλέγματος με αυξημένο εύρος.

υλοποιήσεις φυσικού επιπέδου τεχνολογιών εξάπλωσης φάσματος FHSS.

υλοποίηση σε επίπεδο πρόσβασης στο περιβάλλον - "slot" CSMA / CA με συγχρονισμό πρόσβασης.

Με βάση τα παραπάνω, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι είναι προτιμότερο να χρησιμοποιηθεί η μονάδα πομποδέκτη XE1205F για την οργάνωση των φυσικών και MAC επιπέδων ενός ασύρματου δικτύου αισθητήρων για την προστασία αντικειμένων.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. Varaguzin V. Ραδιοδίκτυα για συλλογή δεδομένων από αισθητήρες, παρακολούθηση και έλεγχος με βάση το πρότυπο IEEE 802.15.4 // TeleMultiMedia. - 2005.-№6.- С23-27. - www.telemultimedia.ru

2. Vishnevsky V.M., Lyakhov A.I., Portnoy S.L., Shakhnovich I.V. Ευρυζωνικά ασύρματα δίκτυα για μετάδοση πληροφοριών. - Μ.: Τεχνόσφαιρα, 2005 - 592 σελ.

3. Baskakov S., Oganov V. Ασύρματα δίκτυα αισθητήρων που βασίζονται στην πλατφόρμα MeshLogic™ // Electronic

Συστατικά. - 2006. - Νο. 8. - Σελ.65-69.

4. Goryunov G. Ενσωματωμένος πομποδέκτης μικροκυμάτων XE1203. // Κόσμος ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ. - 2004. - №1. -

Η εταιρική έκδοση της τεχνολογίας Internet of Things (IoT) χρησιμοποιείται ενεργά στη βιομηχανία σήμερα. Το Enterprise Internet of Things (EIoT) χρησιμοποιεί ασύρματα δίκτυα αισθητήρων και στοιχεία ελέγχου για να παρέχει στις επιχειρήσεις νέους τρόπους ελέγχου μηχανών και εξοπλισμού. Οι ασύρματοι αισθητήρες, που τροφοδοτούνται από μια μικρή μπαταρία χωρίς να συνδέονται με ενσύρματο τροφοδοτικό, μπορούν να τοποθετηθούν σε βιομηχανικά περιβάλλοντα σε μέρη εντελώς απρόσιτα από τα χειριστήρια προηγούμενης γενιάς.

Το EIoT έχει βελτιώσει την αξιοπιστία, την ασφάλεια και τη διαλειτουργικότητα συστημάτων και εξοπλισμού για να ανταποκριθεί στις πιο απαιτητικές απαιτήσεις για την εφαρμογή ασύρματων τεχνολογιών σε αυτόν τον τομέα, όχι μόνο στη βιομηχανία, αλλά και στην υγειονομική περίθαλψη, τις χρηματοοικονομικές υπηρεσίες κ.λπ. Το EIoT καλύπτει τις ανάγκες αυτών περιοχές από Τι Προδιαγραφέςκαι τα σχεδιαστικά στοιχεία αυτής της νέας τεχνολογίας είναι πολύ ανώτερα από παρόμοιες τεχνολογίες IoT παραδοσιακών συσκευών που έχουν σχεδιαστεί για λιγότερο κρίσιμες καταναλωτικές ή εμπορικές εφαρμογές.

Ζητήματα EIoT

Οι αισθητήρες και τα χειριστήρια με δυνατότητα EIoT μπορούν να λειτουργήσουν σχεδόν οπουδήποτε σε ένα βιομηχανικό περιβάλλον, αλλά μέχρι στιγμής ήταν περισσότερο θέμα τύχης, καθώς δεν είναι κάθε βιομηχανικός εξοπλισμός ιδανικός για ασύρματη χρήση. Αυτό συμβαίνει επειδή υπάρχουν δύο αλληλένδετα αλλά φαινομενικά αντιφατικά στοιχεία σε μια ανάπτυξη IoT:

1. Το ίδιο το ασύρματο δίκτυο συσκευών, το οποίο εγκαθίσταται χρησιμοποιώντας αισθητήρες και χειριστήρια που σχετίζονται με τεχνολογία μικρής εμβέλειας με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.
2. Ένα δίκτυο αισθητήρων IoT που αλληλεπιδρούν με άλλο εξοπλισμό, ελεγκτές και μέρη του δικτύου που βρίσκονται ήδη σε μεγαλύτερη απόσταση.

Ρύζι. 1. Εφαρμογές μακριά από αστικά κέντρα και παραδοσιακές τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες μπορούν να χρησιμοποιήσουν ενεργειακά αποδοτικό πρωτόκολλο επικοινωνίας όπως το LoRa για να οργανώσουν ένα παγκόσμιο δίκτυο

Είναι η αδυναμία αξιόπιστης επικοινωνίας σε μεγάλες αποστάσεις που είναι συχνά το πιο σημαντικό εμπόδιο σε ένα βιομηχανικό περιβάλλον. Αυτό το πρόβλημα έχει μια απλή αιτία: τις τηλεπικοινωνίες, οι οποίες πραγματοποιούνται μέσω ενσύρματων καλωδιακών γραμμών ή με τη χρήση μετάδοσης σήματος μέσω πύργων. κυψελοειδούς επικοινωνίας, δεν είναι πάντα διαθέσιμο σε τοποθεσίες βιομηχανικού εξοπλισμού. Επιπλέον, το κόστος χρήσης κυψελοειδών υπηρεσιών μόνο για την παράδοση πολλών πακέτων δεδομένων από αισθητήρες σε μία συνεδρία επικοινωνίας δεν έχει πολύ νόημα τόσο από οικονομικής άποψης όσο και από καθαρά τεχνικούς λόγους. Επιπλέον, αρκετά συχνά υπάρχει πρόβλημα τροφοδοσίας αισθητήρων και συσκευών επικοινωνίας, το οποίο είναι πολύ δύσκολο να οργανωθεί σε απομακρυσμένα μέρη όπου ο εξοπλισμός ή η υποδομή δεν τροφοδοτείται απευθείας από το βιομηχανικό δίκτυο.

Παρά την ευρεία κάλυψη των κυψελοειδών επικοινωνιών σε οικισμούς, σε ορισμένα σημεία δεν υπάρχει αξιόπιστη υπηρεσία οργάνωσης ασύρματη επικοινωνία. Αυτό είναι ένα κοινό πρόβλημα σε αγροτικές περιοχές και απομακρυσμένες τοποθεσίες βιομηχανικού εξοπλισμού, όπως απομονωμένος εξοπλισμός πετρελαίου και φυσικού αερίου ή μεταφορά αγωγών, συστήματα ύδρευσης και αποχέτευσης (Εικ. 1) κ.λπ. Τέτοιες εγκαταστάσεις είναι επίσης συχνά μακριά από την πλησιέστερη τεχνική υπηρεσία προσωπικό που ελέγχει την καλή λειτουργία των συσκευών. Μερικές φορές χρειάζεται ένας μηχανικός μια ολόκληρη μέρα, ή ακόμα και αρκετές, για να φτάσει στον εξοπλισμό και να τον επιθεωρήσει. Συχνά είναι δύσκολο και εύκολο να βρεις ειδικούς πρόθυμους να εργαστούν σε τόσο απομακρυσμένες περιοχές. Δεδομένου ότι, λόγω περιορισμένης κάλυψης επικοινωνίας, οι αισθητήρες και τα χειριστήρια με δυνατότητα EIoT είναι αρκετά σπάνια σε απομακρυσμένες τοποθεσίες, τα δίκτυα ευρείας περιοχής χαμηλής κατανάλωσης (LPWAN) έρχονται στη διάσωση εδώ.

BLE και LPWAN

Το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο ασύρματη τεχνολογίαΗ μικρή εμβέλεια στα συστήματα EIoT είναι η τεχνολογία χαμηλής ενέργειας Bluetooth - BLE (αγγλικά Bluetooth χαμηλής ενέργειας, γνωστή και ως Bluetooth Smart). Ο κύριος λόγος για τη μεγάλη δημοτικότητα του BLE για το EIoT είναι η ενεργειακή του απόδοση, η οποία επιτρέπει στους αισθητήρες και τα χειριστήρια να λειτουργούν για μεγάλο χρονικό διάστημα με πολύ χαμηλή κατανάλωση μπαταρίας. Το BLE διαχειρίζεται τους κύκλους ύπνου, αναμονής και ενεργούς κύκλους. Το BLE χρησιμοποιείται επίσης ευρέως λόγω της ισχύος του σήματος RF του, το οποίο επιτρέπει σε αυτήν την τεχνολογία να λειτουργεί αποτελεσματικά ακόμη και σε δύσκολα περιβάλλοντα με αυξημένα επίπεδα θορύβου υψηλής συχνότητας που προέρχεται από ψηφιακά σήματααπό εξοπλισμό ηλεκτρονικών υπολογιστών και ακόμη και με την παρουσία φυσικών εμποδίων στη διάδοση των ραδιοκυμάτων. Αλλά, όπως γνωρίζετε, όλοι αυτοί οι παράγοντες είναι εξοικειωμένοι με το βιομηχανικό περιβάλλον.

Σε έργα για την υλοποίηση του EIoT, η τεχνολογία BLE είναι η βάση για την οργάνωση επικοινωνιών μικρής εμβέλειας. Επιπλέον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο σε ήδη λειτουργούντα όσο και σε συγκροτήματα βιομηχανικού εξοπλισμού που ακόμη σχεδιάζονται. Ωστόσο, ένα τέτοιο δίκτυο συσκευών με δυνατότητα BLE χρειάζεται έναν τρόπο λήψης οδηγιών και αναμετάδοσης δεδομένων σε μεγαλύτερες αποστάσεις. Η στήριξη σε μια παραδοσιακή τηλεπικοινωνιακή υποδομή που επιτρέπει αμφίδρομα σήματα Wi-Fi ή κινητής τηλεφωνίας δεν είναι δυνατή λόγω του φραγμού που περιορίζει την εφαρμογή αυτών των δικτύων αισθητήρων και ελέγχου. Συνδυάζοντας το BLE με την υπερ-εμβέλεια και την ενεργειακή απόδοση της τεχνολογίας LoRa, οι εταιρείες μπόρεσαν να αναπτύξουν το EIoT σε μέρη όπου η τηλεπικοινωνιακή υποδομή και η υποδομή ισχύος δεν είναι διαθέσιμες, και αυτό, με τη σειρά του, έχει επεκτείνει τη γεωγραφία της εφαρμογής του Διαδικτύου τεχνολογία των πραγμάτων.

Ρύζι. 2. Οι αισθητήρες συνδέονται πρώτα με τον πελάτη LoRa και μετά μέσω της πύλης LoRa

Το πρωτόκολλο LoRa WAN είναι συχνά LPWAN επειδή παρέχει ασφαλή αμφίδρομη μετάδοση δεδομένων και επικοινωνία με δίκτυα IoT σε μεγάλες αποστάσεις για χρόνια χωρίς αντικατάσταση μπαταρίας. Κατά τη χρήση της τεχνολογίας LoRa, είναι δυνατή η αποστολή και λήψη σημάτων σε απόσταση έως περίπου 16 km, και εάν είναι απαραίτητο, οι επαναλήπτες (repeaters) μπορούν να αυξήσουν αυτή την απόσταση σε εκατοντάδες χιλιόμετρα. Στο σχ. Το σχήμα 2 δείχνει πώς λειτουργεί το LoRa. Για εφαρμογές IoT, το LoRa έχει πολλά πλεονεκτήματα ακριβώς λόγω των οικονομικών χαρακτηριστικών και των δυνατοτήτων του:

• Δεδομένου ότι το LoRa, όπως και το BLE, είναι μια τεχνολογία εξαιρετικά χαμηλής κατανάλωσης, μπορεί να λειτουργεί σε δίκτυα συσκευών IoT που τροφοδοτούνται με μπαταρία και μπορεί να παρέχει μεγάλη διάρκεια ζωής της μπαταρίας χωρίς να χρειάζεται συχνή συντήρηση.
• Οι κόμβοι LoRa είναι φθηνοί και επιτρέπουν στις εταιρείες να μειώσουν το κόστος μετάδοσης δεδομένων μέσω κυψελοειδών συστημάτων, καθώς και να εξαλείψουν την εγκατάσταση καλωδίων οπτικών ινών ή χαλκού. Αυτό καταργεί ένα σημαντικό οικονομικό εμπόδιο στη σύνδεση απομακρυσμένων αισθητήρων και εξοπλισμού.
• Η τεχνολογία LoRa λειτουργεί καλά με συσκευές δικτύουτοποθετούνται σε εσωτερικούς χώρους, συμπεριλαμβανομένων σύνθετων βιομηχανικών περιβαλλόντων.
• Το LoRa είναι εξαιρετικά επεκτάσιμο και διαλειτουργικό υποστηρίζοντας εκατομμύρια κόμβους και μπορεί να συνδεθεί με δημόσια και ιδιωτικά δίκτυα δεδομένων και συστήματα αμφίδρομης επικοινωνίας.

Έτσι, ενώ άλλες τεχνολογίες LPWAN μπορούν να λύσουν το πρόβλημα του εύρους επικοινωνίας στην εφαρμογή λύσεων IoT μόνο μακροπρόθεσμα, η τεχνολογία LoRa προσφέρει αμφίδρομη επικοινωνία, anti-jamming και υψηλό περιεχόμενο πληροφοριών για αυτό.

Το LoRa έχει επίσης ένα σημαντικό μειονέκτημα - χαμηλό διακίνηση. Αυτό το καθιστά ακατάλληλο για εφαρμογές που απαιτούν ροή δεδομένων. Ωστόσο, αυτός ο περιορισμός δεν εμποδίζει τη χρήση του για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών IoT όπου μόνο μικρά πακέτα δεδομένων μεταδίδονται από καιρό σε καιρό.

ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ

Ρύζι. 3. Μονάδα RM1xx από τη Laird, η οποία περιλαμβάνει επικοινωνιακές δυνατότητεςγια πρωτόκολλα ασύρματου δικτύου LoRa και Bluetooth

Οι δυνατότητες του LoRa διπλασιάζονται όταν συνδυάζεται με τεχνολογία όπως το BLE. Μαζί, παρέχουν ένα σύνολο ασύρματων δυνατοτήτων εξαιρετικά χαμηλής ισχύος για επικοινωνίες μικρής και μεγάλης εμβέλειας που ενισχύουν τις δυνατότητες των δικτύων EIoT. Για παράδειγμα, το κεντρικό τμήμα των αστικών περιοχών μπορεί να καλυφθεί με λίγες μόνο πύλες LoRaWAN, οι οποίες αποτελούν τη βάση για τα δίκτυα αισθητήρων BLE, τα οποία είναι πλέον ανεξάρτητα από τις παραδοσιακές τηλεπικοινωνιακές υποδομές. Έτσι, η συμβίωση των LoRa και BLE καταργεί μια σειρά από εμπόδια στην επέκταση του IoT τόσο σε μεγαλουπόλεις όσο και σε μικρές πόλεις που έχουν εμπόδια στην ευρεία εφαρμογή του Διαδικτύου των Πραγμάτων. Ωστόσο, οι μεγαλύτεροι ωφελούμενοι από τον συνδυασμό LoRA και BLE είναι οι ασύρματοι αισθητήρες, τα χειριστήρια και άλλος εξοπλισμός, που μπορούν πλέον να εγκατασταθούν χωρίς περιορισμούς κυριολεκτικά οπουδήποτε (Εικ. 3). Αυτό είναι μια ιδιαίτερη αξία της BLE. Το BLE επιτρέπει επίσης σε αυτές τις συσκευές να συνεργάζονται σε ένα ενσωματωμένο δίκτυο μικρής εμβέλειας που ελέγχεται, για παράδειγμα, από smartphone ή tablet, τα οποία σε αυτήν την περίπτωση χρησιμοποιούνται ως απομακρυσμένες ασύρματες οθόνες. Σε αυτό το πακέτο, η τεχνολογία LoRa, βασισμένη στις κινητές δυνατότητες του BLE, λειτουργεί ως ένα είδος ραδιοφωνικός σταθμός αναμετάδοσης, το οποίο μπορεί να στέλνει και να λαμβάνει δεδομένα σε μεγάλες αποστάσεις. Επιπλέον, αυτές οι αποστάσεις μπορούν να αυξηθούν με απλές πύλες για μετάδοση σήματος.

Υπάρχουν ήδη πολλά καλά παραδείγματα, καταδεικνύοντας πώς η σύζευξη LoRa και BLE επιτρέπει στα δίκτυα EIoT να φτάσουν εντελώς διαφορετικά τεχνικό επίπεδοκαι αυξήστε την επέκτασή σας.

Σχεδόν όλοι οι τομείς της ζωής στον 21ο αιώνα εξαρτώνται από τις τεχνολογίες πληροφοριών και επικοινωνιών (ΤΠΕ). Τα δεδομένα ανταλλάσσονται όχι μόνο από ανθρώπους, αλλά και από όλα τα είδη ευφυών συστημάτων, Κινητά τηλέφωνα, φορητές συσκευές, ΑΤΜ, αισθητήρες. Τουλάχιστον 5 δισεκατομμύρια συσκευές είναι ήδη συνδεδεμένες στο Internet of Things. Η λειτουργία οποιωνδήποτε μεγάλων συγκροτημάτων - επιχειρήσεων βιομηχανίας, ενέργειας, γεωργίας, εμπορικών κέντρων, μουσείων, γραφείων, κτιρίων κατοικιών - συνδέεται με τη συνεχή παρακολούθηση της κατάστασης στην επικράτειά τους. Οι ευαίσθητοι αισθητήρες παρακολουθούν σε πραγματικό χρόνο την υγεία του εξοπλισμού, την οργάνωση της αλληλεπίδρασης των συσκευών μεταξύ τους, προειδοποιούν για την ανάγκη αντικατάστασής τους ή καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Με τον ταχέως αυξανόμενο όγκο δεδομένων, απαιτείται ένας εύκολος και βολικός τρόπος κοινής χρήσης τους μεταξύ συσκευών και κέντρων δεδομένων.

Εκτύπωση:

Τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων (WSN, ασύρματα δίκτυα αισθητήρων), που αποτελούνται από ασύρματους αισθητήρες και συσκευές ελέγχου και ικανά να αυτοοργανώνονται χρησιμοποιώντας ευφυείς αλγόριθμους, επιδεικνύουν μεγάλης κλίμακας προοπτικές χρήσης για την παρακολούθηση της ανθρώπινης υγείας, κατάστασης περιβάλλον, τη λειτουργία των συστημάτων παραγωγής και μεταφορών, τη λογιστική των διαφόρων πόρων κ.λπ. Αυτό το τεύχος του ενημερωτικού δελτίου παρουσιάζει τις τεχνολογικές τάσεις στον τομέα του WSN που σχετίζονται με τη διασφάλιση της συνεχούς λειτουργίας ασύρματων αισθητήρων και την εφαρμογή τους σε δύο τομείς της σύγχρονης οικονομίας - προηγμένη κατασκευή (προηγμένη κατασκευή) και «έξυπνη» ενέργεια (έξυπνο δίκτυο).

Συσκευές αφής που φορτώνονται αυτόματα

Για την ανάπτυξη ασύρματων δικτύων αισθητήρων, είναι σημαντικό να λυθεί το πρόβλημα της τροφοδοσίας τους. Μια πολλά υποσχόμενη τάση είναι η δημιουργία ανθεκτικών αυτόνομων συσκευών με ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας - που μετατρέπονται από εξωτερικές πηγές.

Οι ασύρματες συσκευές αφής μπορούν, για παράδειγμα, να τροφοδοτούνται από ραδιοφωνική ενέργεια που τους αποστέλλεται από πομπό (όπως συσκευές αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων (RFID) ή ανέπαφες έξυπνες κάρτες). Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται από τη συσκευή τόσο για την επαναφόρτιση του αισθητήρα όσο και για τη δημιουργία ενός σήματος απόκρισης με πληροφορίες σχετικά με την τρέχουσα κατάσταση του ελεγχόμενου αντικειμένου.

Ένας άλλος τρόπος είναι η παθητική μετατροπή ενέργειας από εξωτερικό περιβάλλον(συλλογή ενέργειας): ηλιακή (έξω από τις εγκαταστάσεις σε αρκετά καθαρό καιρό), θερμική, ενέργεια μηχανικών δονήσεων (από κοντινές συσκευές - μηχανές συναρμολόγησης, μεταφορείς κ.λπ.), ενέργεια δόνησης του ίδιου του αισθητήρα (στην περίπτωση φορητών συσκευών) , εκπομπές ραδιοφώνου παρασκηνίου από τις γύρω ηλεκτρικές συσκευές (συμπεριλαμβανομένου του Wi-Fi).

υπάρχοντα Με τη μείωση της εξαιρετικά τοξικής σπατάλης αναλωμένων πηγών ενέργειας, μειώνονται οι αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον. Η χρήση αυτοφόρτωσης συσκευές αφήςθα συμβάλει στην ανάπτυξη ασύρματες συσκευές«Διαδίκτυο των πραγμάτων», εξατομικευμένη ιατρική (φορετές και εμφυτεύσιμες συσκευές που παρακολουθούν δείκτες ανθρώπινης υγείας), καθώς και τεχνολογίες φιλικές προς το περιβάλλον (πράσινες τεχνολογίες) στην ενέργεια, τη βιομηχανία (ειδικά σε επικίνδυνες βιομηχανίες) και άλλους τομείς.

Εκτιμήσεις αγοράς 30,1 δισ Μέχρι το 2020, θα υπάρχουν 30,1 δισεκατομμύρια ασύρματες συσκευές στον κόσμο. Δυνητικό μερίδιο συσκευές αυτοφόρτωσηςθα φτάσει το 30–65%. Η μέγιστη εκδήλωση της τάσης προβλέπεται το 2020-2030.

Οδηγοί και εμπόδια Η συνάφεια της τάσης αυξάνεται συνεχώς λόγω της σμίκρυνσης των ασύρματων συσκευών και της μείωσης του κόστους τους. Η ανάπτυξη της κατεύθυνσης παρεμποδίζεται από την ανεπαρκή ποσότητα ενέργειας στα τρέχοντα μοντέλα ασύρματων αισθητήρων που μετατρέπονται από το εξωτερικό περιβάλλον, η οποία είναι απαραίτητη για την παρακολούθηση της κατάστασης του σύνθετου εξοπλισμού και την περιοδική αποστολή πληροφοριών στο κέντρο επεξεργασίας δεδομένων.

Πραγματοποίηση προηγμένης παραγωγής με βάση ασύρματα δίκτυα αισθητήρων

Η αλόγιστη χρήση των πόρων και των δυνατοτήτων παραγωγής, η δημιουργία μεγάλων ποσοτήτων ρυπογόνων αποβλήτων, η έλλειψη συνεχούς παρακολούθησης της κατάστασης των εγκαταστάσεων στις επιχειρήσεις - αυτά και άλλα προβλήματα της σύγχρονης βιομηχανίας διεγείρουν τη μετάβαση σε ένα προηγμένο μοντέλο παραγωγής. Χαρακτηρίζεται από τη χρήση νέων υλικών και τεχνολογιών φιλικών προς το περιβάλλον (πράσινες τεχνολογίες), καθώς και από την ευρεία χρήση ΤΠΕ και ευφυών συστημάτων, ιδίως ρομποτικής και ασύρματων δικτύων αισθητήρων.

Βιομηχανικά ασύρματα δίκτυα αισθητήρων (IBSS, Industrial Wireless Sensor Networks) - ο πιο σημαντικός παράγοντας για την υλοποίηση προηγμένης παραγωγής. Ένα σύνολο διασυνδεδεμένων ασύρματων αισθητήρων και πληροφοριακά συστήματα, τα οποία επεξεργάζονται δεδομένα από αισθητήρες και αλληλεπιδρούν με ελεγχόμενα αντικείμενα χρησιμοποιώντας συσκευές ελέγχου. Ένα τέτοιο αυτοματοποιημένο σύστημα ανταποκρίνεται σε οποιεσδήποτε αλλαγές στους δείκτες της επιχείρησης, ειδοποιεί το προσωπικό για ατυχήματα και προβληματικές καταστάσεις, αναλύει την αποτελεσματικότητα της χρήσης του εξοπλισμού, αξιολογεί το επίπεδο περιβαλλοντικής ρύπανσης και την ποσότητα των αποβλήτων που παράγονται.

υπάρχοντα Η εφαρμογή προηγμένης παραγωγής θα αυξήσει την αποτελεσματικότητα, την ακρίβεια και την ευελιξία του ελέγχου της διαδικασίας σε μεγάλες επιχειρήσεις και την ποιότητα των προϊόντων, θα λύσει τα ζητήματα της βελτιστοποίησης των πόρων και τον εντοπισμό των σημείων συμφόρησης. Η ελαχιστοποίηση των κινδύνων στην παραγωγή (λόγω μεγαλύτερης αυτοματοποίησης) και η μείωση των εκπομπών θα μειώσει σημαντικά τη βιομηχανική επιβάρυνση για το περιβάλλον.

Εκτιμήσεις αγοράς 3,8 δισεκατομμύρια δολάρια θα φτάσει στο μέγεθος της αγοράς των βιομηχανικών ασύρματων δικτύων αισθητήρων το 2017. Η μαζική κατανομή του IBSS προβλέπεται μέχρι το 2017-2020.

Οδηγοί και εμπόδια Ανάπτυξη συσκευών αισθητήρων αυτοφόρτωσης, μετάβαση στον ψηφιακό έλεγχο εξοπλισμός παραγωγής, η μαζική εισαγωγή ρομποτικών συστημάτων τονώνει την ανάπτυξη της τάσης. Η έλλειψη τυποποίησης των ασύρματων δικτύων αισθητήρων και η απαρχαιωμένη υποδομή ΤΠΕ σε πολλές βιομηχανικές επιχειρήσεις επιβραδύνουν τη μετάβαση σε ένα προηγμένο μοντέλο παραγωγής.

«Έξυπνα» πλέγματα

Το παγκόσμιο πρόβλημα της αλόγιστης χρήσης ηλεκτρικής ενέργειας είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τη Ρωσία. Το υψηλό κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας αυξάνει το κόστος παραγωγής, γεγονός που επιβαρύνει διπλά τον τελικό καταναλωτή. Για τη βελτίωση της αποδοτικότητας και της αξιοπιστίας των ενεργειακών συστημάτων, πολλές χώρες κινούνται προς την έννοια των «έξυπνων» ενεργειακών δικτύων (έξυπνο δίκτυο).

Ένα τέτοιο δίκτυο διαχειρίζεται σε πραγματικό χρόνο όλες τις πηγές παραγωγής που συνδέονται με αυτό, κύρια και δίκτυα διανομής και αντικείμενα που καταναλώνουν ηλεκτρική ενέργεια. Για τη διαχείριση του «έξυπνου» δικτύου χρησιμοποιούνται ασύρματα δίκτυα αισθητήρων που ελέγχουν τον όγκο παραγωγής ενέργειας και την κατανάλωση ενέργειας στα διάφορα τμήματα του. Με τη βοήθεια πληροφοριακών συστημάτων υπολογίζεται η βέλτιστη κατανομή ενέργειας στο δίκτυο, γίνονται προβλέψεις για διαφορετικές εποχές και περιόδους της ημέρας, συγχρονίζεται η παραγωγή ενέργειας και η παράδοσή της και παρακολουθείται η ασφάλεια των γραμμών ηλεκτροδότησης. Για να αυξηθεί η απόδοση του ηλεκτρικού δικτύου, τα μη κρίσιμα στοιχεία του απενεργοποιούνται για την περίοδο μειωμένης δραστηριότητας.

υπάρχοντα Η συνεχής παρακολούθηση και έλεγχος των συσκευών στο ηλεκτρικό σύστημα μειώνει τις διακοπές ρεύματος. Η σημαντική εξοικονόμηση κόστους στην παραγωγή του οδηγεί σε θετικά αποτελέσματα για τη βιομηχανία, την κοινωνική σφαίρα και το περιβάλλον (τώρα στη Ρωσία το μερίδιο της ενέργειας στην ατμοσφαιρική ρύπανση είναι 26,8% - η μέγιστη τιμή σε σύγκριση με άλλες περιοχές).

Εκτιμήσεις αγοράς 63 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2020 θα είναι το μέγεθος της παγκόσμιας αγοράς τεχνολογιών έξυπνων δικτύων με μέσο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης άνω του 8%. 2018–2025 - η περίοδος μέγιστης εκδήλωσης της τάσης.

Οδηγοί και εμπόδια Η εισαγωγή πιο αυστηρών περιβαλλοντικών κανονισμών και προτύπων επιταχύνει την τάση. Η κατάλληλη στιγμή για την εισαγωγή του έξυπνου δικτύου στη Ρωσία είναι η προγραμματισμένη ανανέωση των εγκαταστάσεων υποδομής της βιομηχανίας ηλεκτρικής ενέργειας. Η μετάβαση στην έννοια του έξυπνου δικτύου περιπλέκεται από τη μεγάλη κλίμακα του κλάδου, το υψηλό κόστος και τον σημαντικό χρόνο που αφιερώνεται στην τεχνολογική του ανανέωση. Οι περιοδικές διακοπές λειτουργίας σταθμών ηλεκτροπαραγωγής κατά τον εκσυγχρονισμό των δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας αποτελούν πρόβλημα για τις καταναλωτικές εταιρείες.

Η παρακολούθηση των παγκόσμιων τεχνολογικών τάσεων πραγματοποιείται από το Ινστιτούτο Στατιστικής Έρευνας και Οικονομίας της Γνώσης της Ανώτατης Οικονομικής Σχολής () ως μέρος του Βασικού Ερευνητικού Προγράμματος της Ανώτατης Οικονομικής Σχολής του Εθνικού Ερευνητικού Πανεπιστημίου.

Οι ακόλουθες πηγές χρησιμοποιήθηκαν για την προετοιμασία του trendletter: Πρόβλεψη επιστημονικής και τεχνολογικής ανάπτυξης της Ρωσικής Ομοσπονδίας έως το 2030(prognoz2030.hse.ru), υλικό επιστημονικού περιοδικού "Πρόβλεψη"(foresight-journal.hse.ru), δεδομένα ιστός της επιστήμης, Τροχιά, idc.com, marketsandmarkets.com, wintergreenresearch.com, greentechmedia.com, greenpatrol.ru, κ.λπ.

Αρχιτεκτονική ενός τυπικού ασύρματου δικτύου αισθητήρων

Ασύρματο δίκτυο αισθητήρωνείναι ένα κατανεμημένο, αυτό-οργανωμένο δίκτυο πολλών αισθητήρων (αισθητήρων) και ενεργοποιητών, διασυνδεδεμένων μέσω ενός ραδιοφωνικού καναλιού. Επιπλέον, η περιοχή κάλυψης ενός τέτοιου δικτύου μπορεί να κυμαίνεται από αρκετά μέτρα έως πολλά χιλιόμετρα λόγω της δυνατότητας μετάδοσης μηνυμάτων από το ένα στοιχείο στο άλλο.

Ιστορία και εύρος

Ένα από τα πρώτα πρωτότυπα του δικτύου αισθητήρων μπορεί να θεωρηθεί το σύστημα SOSUS, σχεδιασμένο για την ανίχνευση και την αναγνώριση υποβρυχίων. Οι τεχνολογίες των ασύρματων δικτύων αισθητήρων άρχισαν να αναπτύσσονται ενεργά σχετικά πρόσφατα - στα μέσα της δεκαετίας του 1990. Ωστόσο, μόνο στις αρχές του 21ου αιώνα, η ανάπτυξη της μικροηλεκτρονικής κατέστησε δυνατή την παραγωγή μιας αρκετά φθηνής βάσης στοιχείων για τέτοιες συσκευές. Τα σύγχρονα ασύρματα δίκτυα βασίζονται κυρίως στο πρότυπο ZigBee. Ένας σημαντικός αριθμός βιομηχανιών και τμημάτων της αγοράς (μεταποίηση, διαφορετικά είδημεταφορά, υποστήριξη ζωής, ασφάλεια) έτοιμη για την υλοποίηση δικτύων αισθητήρων, και ο αριθμός αυτός αυξάνεται συνεχώς. Η τάση οφείλεται στην πολυπλοκότητα των τεχνολογικών διαδικασιών, στην ανάπτυξη της παραγωγής, στις διευρυνόμενες ανάγκες των ατόμων στους τομείς της ασφάλειας, του ελέγχου των πόρων και της χρήσης αποθεμάτων. Με την ανάπτυξη των τεχνολογιών ημιαγωγών, εμφανίζονται νέα πρακτικά καθήκοντα και θεωρητικά προβλήματα που σχετίζονται με τις εφαρμογές των δικτύων αισθητήρων στη βιομηχανία, τη στέγαση και τις κοινοτικές υπηρεσίες και τα νοικοκυριά. Η χρήση ασύρματων συσκευών ελέγχου αισθητήρων χαμηλού κόστους ανοίγει νέους τομείς για την εφαρμογή συστημάτων τηλεμετρίας και ελέγχου, όπως:

• Έγκαιρη ανίχνευση πιθανές αποτυχίεςενεργοποιητές για τον έλεγχο παραμέτρων όπως κραδασμούς, θερμοκρασία, πίεση κ.λπ.
• Έλεγχος πρόσβασης σε πραγματικό χρόνο σε απομακρυσμένα συστήματα του παρακολουθούμενου αντικειμένου.
  • διασφάλιση της προστασίας των μουσειακών αξιών
  • λογιστική των εκθεμάτων
  • αυτόματη αναθεώρηση των εκθεμάτων
• Αυτοματοποίηση επιθεώρησης και συντήρησης βιομηχανικών περιουσιακών στοιχείων.
• Διαχείριση εμπορικών περιουσιακών στοιχείων;
• Εφαρμογή ως εξαρτήματα σε τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας και πόρων.
• Έλεγχος οικολογικών παραμέτρων του περιβάλλοντος

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι παρά τη μακρά ιστορία των δικτύων αισθητήρων, η ιδέα της κατασκευής ενός δικτύου αισθητήρων δεν έχει τελικά διαμορφωθεί και δεν έχει εκφραστεί σε ορισμένες λύσεις λογισμικού και υλικού (πλατφόρμα). Η υλοποίηση δικτύων αισθητήρων στο τρέχον στάδιο εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις ειδικές απαιτήσεις της βιομηχανικής εργασίας. Η αρχιτεκτονική, η εφαρμογή λογισμικού και υλικού βρίσκεται στο στάδιο της εντατικής διαμόρφωσης τεχνολογίας, η οποία εφιστά την προσοχή των προγραμματιστών προκειμένου να αναζητήσουν μια τεχνολογική θέση για μελλοντικούς κατασκευαστές.

τεχνολογίες

Τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων (WSN) αποτελούνται από μικροσκοπικές υπολογιστικές συσκευές - μοτίβες, εξοπλισμένες με αισθητήρες (αισθητήρες θερμοκρασίας, πίεσης, φωτός, επίπεδο δόνησης, θέση κ.λπ.) και πομποδέκτες σήματος που λειτουργούν σε μια δεδομένη εμβέλεια ραδιοφώνου. Η ευέλικτη αρχιτεκτονική, το μειωμένο κόστος εγκατάστασης διακρίνουν τα ασύρματα έξυπνα δίκτυα αισθητήρων από άλλες ασύρματες και ενσύρματες διεπαφές μετάδοσης δεδομένων, ειδικά όταν πρόκειται για μεγάλο αριθμό διασυνδεδεμένων συσκευών, το δίκτυο αισθητήρων σάς επιτρέπει να συνδέσετε έως και 65.000 συσκευές. Η συνεχής μείωση του κόστους των ασύρματων λύσεων, η αύξηση των λειτουργικών τους παραμέτρων καθιστούν δυνατό τον σταδιακό επαναπροσανατολισμό από ενσύρματες λύσεις σε συστήματα συλλογής δεδομένων τηλεμετρίας, απομακρυσμένων διαγνωστικών και ανταλλαγής πληροφοριών. Το "Sensory Network" είναι ένας καθιερωμένος όρος σήμερα. Δίκτυα αισθητήρων), που δηλώνει ένα κατανεμημένο, αυτό-οργανωμένο, ανεκτικό σε σφάλματα δίκτυο μεμονωμένων στοιχείων από αφύλακτα και που δεν απαιτεί ειδική εγκατάσταση συσκευών. Κάθε κόμβος δικτύου αισθητήρων μπορεί να περιέχει διάφορους αισθητήρεςγια περιβαλλοντικό έλεγχο, μικροϋπολογιστή και πομποδέκτη ραδιοφώνου. Αυτό επιτρέπει στη συσκευή να πραγματοποιεί μετρήσεις, να πραγματοποιεί ανεξάρτητα την αρχική επεξεργασία δεδομένων και να διατηρεί επικοινωνία με ένα εξωτερικό σύστημα πληροφοριών.

802.15.4/ZigBee ραδιοτεχνολογία αναμετάδοσης μικρής εμβέλειας, γνωστή ως "Δίκτυα αισθητήρων" WSN - Ασύρματο Δίκτυο αισθητήρων), είναι μία από τις σύγχρονες κατευθύνσεις στην ανάπτυξη αυτο-οργανωμένων κατανεμημένων συστημάτων με ανοχή σφαλμάτων για παρακολούθηση και διαχείριση πόρων και διαδικασιών. Σήμερα, η τεχνολογία ασύρματου δικτύου αισθητήρων είναι η μόνη ασύρματη τεχνολογία που μπορεί να επιλύσει τις εργασίες παρακολούθησης και ελέγχου που είναι κρίσιμες για το χρόνο λειτουργίας των αισθητήρων. Οι αισθητήρες που συνδυάζονται σε ένα ασύρματο δίκτυο αισθητήρων σχηματίζουν ένα εδαφικά κατανεμημένο αυτό-οργανωμένο σύστημα για τη συλλογή, την επεξεργασία και τη μετάδοση πληροφοριών. Ο κύριος τομέας εφαρμογής είναι ο έλεγχος και η παρακολούθηση των μετρούμενων παραμέτρων φυσικών μέσων και αντικειμένων.

Το υιοθετημένο πρότυπο IEEE 802.15.4 περιγράφει τον έλεγχο πρόσβασης ασύρματου καναλιού και το φυσικό επίπεδο για ασύρματα δίκτυα προσωπικής περιοχής χαμηλής ταχύτητας, δηλαδή τα δύο χαμηλότερα επίπεδα σύμφωνα με μοντέλο δικτύου OSI. Η "κλασική" αρχιτεκτονική δικτύου αισθητήρων βασίζεται σε έναν τυπικό κόμβο που περιλαμβάνει, παράδειγμα ενός τυπικού κόμβου RC2200AT-SPPIO:

• Διαδρομή ραδιοφώνου.
• Μονάδα επεξεργαστή?
• μπαταρία;
• διάφορους αισθητήρες.

Ένας τυπικός κόμβος μπορεί να αναπαρασταθεί από τρεις τύπους συσκευών:

• Συντονιστής δικτύου (FFD - Fully Function Device);
  • εκτελεί παγκόσμιο συντονισμό, οργάνωση και ρύθμιση παραμέτρων δικτύου.
  • ο πιο περίπλοκος από τους τρεις τύπους συσκευών, που απαιτεί την περισσότερη μνήμη και τροφοδοτικό.

• Συσκευή με πλήρες σύνολο λειτουργιών (FFD - Fully Function Device).
  • υποστήριξη για 802.15.4;
  • Η πρόσθετη μνήμη και η κατανάλωση ενέργειας σάς επιτρέπουν να ενεργείτε ως συντονιστής δικτύου.
  • υποστήριξη για όλους τους τύπους τοπολογιών ("point-to-point", "star", "tree", "mesh network").
  • την ικανότητα να ενεργεί ως συντονιστής δικτύου·
  • τη δυνατότητα πρόσβασης σε άλλες συσκευές στο δίκτυο.
• (RFD - Συσκευή μειωμένης λειτουργίας);
  • υποστηρίζει ένα περιορισμένο σύνολο χαρακτηριστικών 802.15.4.
  • υποστήριξη για τοπολογίες από σημείο σε σημείο, αστέρι.
  • δεν ενεργεί ως συντονιστής·
  • καλεί τον συντονιστή δικτύου και τον δρομολογητή.

Σημειώσεις

1. 1 2 3 Ragozin DV Μοντελοποίηση συγχρονισμένων δικτύων αισθητήρων. Προβλήματα προγραμματισμού. 2008. Νο 2-3. Ειδικό τεύχος - 721-729 σελ.
2. Baranova E. IEEE 802.15.4 και το πρόσθετο λογισμικού ZigBee. // Telemultimedia, 8 Μαΐου 2008.
3. Levis P., Madden S., Polastre J. and dr. «TinyOS: Ένα λειτουργικό σύστημα για ασύρματα δίκτυα αισθητήρων» // W. Weber, J.M. Rabaey, E. Aarts (Επιμ.) // In Ambient Intelligence. - New York, NY: Springer-Verlag, 2005. - 374 p.
4. Αλγοριθμικές αποδοχές ασύρματων δικτύων αισθητήρων. // Miroslaw Kutulowski, Jacek Cichon, Przemislaw Kubiak, Επιμ. – Πολωνία, Wrozlaw: Springer, 2007.
5. Ευφυή συστήματα βασισμένα σε δίκτυα αισθητήρων. - www.ipmce.ru/img/release/is_sensor.pdf // Ινστιτούτο Καλής Μηχανικής και Μηχανικής Υπολογιστών με το όνομα A.I. ΑΝΩΝΥΜΗ ΕΤΑΙΡΙΑ. Lebedev RAN, 2009.
6. Πλήρως ολοκληρωμένες ενότητες ZigBee από την RadioCrafts. - kit-e.ru/articles/wireless/2006_3_138.php // Στοιχεία και τεχνολογίες.
7. Στοίβα πρωτοκόλλου ZigBee/802.15.4 στην πλατφόρμα Freescale Semiconductor - www.freescale.com/files/abstract/global/RUSSIA_STKARCH_OV.ppt, 2004

Κατεβάστε
Αυτή η περίληψη βασίζεται σε

Πλησιάζει η μέρα που εκατοντάδες εκατομμύρια αισθητήρες ημιαγωγών θα ενσωματωθούν σε οτιδήποτε είναι δυνατό, από ένα μπρελόκ μέχρι ένα καρότσι μωρού. Και όλοι τους θα μπορούν όχι μόνο να λειτουργούν ως έξυπνοι αισθητήρες, αλλά και να εκτελούν την πρωταρχική επεξεργασία πληροφοριών, καθώς και να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, σχηματίζοντας ένα ενιαίο ασύρματο δίκτυο αισθητήρων. Ταυτόχρονα, τέτοιοι αισθητήρες πρακτικά δεν θα καταναλώνουν ηλεκτρική ενέργεια, καθώς οι ενσωματωμένες μικροσκοπικές μπαταρίες θα διαρκέσουν για αρκετά χρόνια, δηλαδή για όλη τη διάρκεια ζωής των αισθητήρων. Θα είναι εννοιολογικά νέος τύπος σύστημα υπολογιστήλειτουργούν με ασύρματο δίκτυο αισθητήρων. Ένα τέτοιο δίκτυο ονομάζεται Ad-hoc Wireless Sensor Networks. Ο όρος Ad-hoc είναι δανεισμένος από σύγχρονα ασύρματα δίκτυα, όπως το πρότυπο IEEE 802.11b. Τέτοια ασύρματα δίκτυα έχουν δύο τρόπους αλληλεπίδρασης: λειτουργία υποδομής και ad-hoc. Στη λειτουργία Infrastructure, οι κόμβοι δικτύου δεν αλληλεπιδρούν απευθείας μεταξύ τους, αλλά μέσω ενός Access Point, το οποίο λειτουργεί ως ένα είδος διανομέα σε ένα ασύρματο δίκτυο (παρόμοιο με το πώς συμβαίνει στα παραδοσιακά καλωδιακά δίκτυα). Στη λειτουργία Ad-hoc, που ονομάζεται επίσης Peer-to-Peer, οι σταθμοί επικοινωνούν απευθείας μεταξύ τους. Αντίστοιχα, στα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων, η λειτουργία Ad-hoc σημαίνει ότι όλοι οι αισθητήρες αλληλεπιδρούν άμεσα μεταξύ τους, δημιουργώντας ένα είδος κυψελοειδούς δικτύου.

Τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων είναι ένα είδος βήματος προς την επόμενη εποχή - όταν οι υπολογιστές θα συνδέονται απευθείας με τον φυσικό κόσμο και θα μπορούν να μαντεύουν τις επιθυμίες των χρηστών, καθώς και να λαμβάνουν αποφάσεις για αυτούς.
Ας ονειρευόμαστε λίγο τι θα μας φέρουν τέτοια δίκτυα αισθητήρων στο μέλλον. Φανταστείτε κούνιες να ακούνε τα μωρά να αναπνέουν. βραχιόλια που παρακολουθούν την κατάσταση των ασθενών στην κλινική. ανιχνευτές καπνού, οι οποίοι όχι μόνο μπορούν να καλέσουν πυροσβέστες εάν είναι απαραίτητο, αλλά και να τους ενημερώσουν εκ των προτέρων για την πηγή της πυρκαγιάς και τον βαθμό πολυπλοκότητας της πυρκαγιάς. Ηλεκτρονικές συσκευέςθα μπορούν να αναγνωρίζουν ο ένας τον άλλον, οι πηγές ενέργειας θα τους υπενθυμίζουν ότι πρέπει να «τρέφονται».

Φανταστείτε εκατοντάδες χιλιάδες αισθητήρες αφής ενσωματωμένους κοινό δίκτυοΣτο δάσος. Σε ένα τέτοιο δάσος, θα είναι απλά αδύνατο να χαθείτε, αφού η κίνηση ενός ατόμου θα καταγραφεί και θα αναλυθεί από αισθητήρες. Ένα άλλο παράδειγμα είναι αισθητήρες στο χωράφι, ρυθμισμένοι για να παρακολουθούν την κατάσταση του εδάφους και, ανάλογα με τις μεταβαλλόμενες συνθήκες, να ρυθμίζουν το πότισμα και την ποσότητα του λιπάσματος που εφαρμόζεται.
Όχι λιγότερο χρήσιμα θα είναι τα δίκτυα αισθητήρων στους δρόμους. Επικοινωνώντας μεταξύ τους, θα μπορούν να ρυθμίζουν τη ροή των αυτοκινήτων. Αυτό είναι το όνειρο κάθε οδηγού - δρόμοι χωρίς μποτιλιάρισμα! Τέτοια δίκτυα θα είναι σε θέση να αντιμετωπίσουν αυτό το έργο πολύ πιο αποτελεσματικά από οποιαδήποτε υπηρεσία. Πρόβλημα ελέγχου
οι παραβάσεις στους δρόμους θα λυθούν από μόνες τους.

Η χρήση δικτύων αισθητήρων για διαχείριση ενέργειας θα επιτύχει απίστευτη εξοικονόμηση ενέργειας. Φανταστείτε ένα τέτοιο δίκτυο ελέγχου στο διαμέρισμά σας. Παρακολουθώντας την τοποθεσία σας, οι αισθητήρες θα μπορούν να σβήσουν τα φώτα πίσω σας παντού και να τα ανάψουν όπως απαιτείται. Λοιπόν, εάν χρησιμοποιείτε τέτοια δίκτυα για τον έλεγχο του φωτισμού των δρόμων και των δρόμων, τότε το πρόβλημα της έλλειψης ηλεκτρικής ενέργειας θα εξαφανιστεί από μόνο του. Προκειμένου τα δίκτυα αισθητήρων να γίνουν πραγματικότητα του αύριο, η έρευνα προς αυτή την κατεύθυνση βρίσκεται ήδη σε εξέλιξη. Και ο ηγέτης σε αυτόν τον τομέα είναι η Intel Corporation, η οποία υποστηρίζει όλα τα προηγμένα Τεχνολογίες υπολογιστώνμελλοντικός. Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται στην ανάπτυξη ασύρματων δικτύων αισθητήρων πολλαπλών κόμβων ικανών να αυτοματοποιούνται και να διαμορφώνονται ανάλογα με τις ανάγκες. Η εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας θα καταστήσει δυνατή την ανάπτυξη ενός δικτύου φθηνών, αλλά ταυτόχρονα πολύ σύνθετων συσκευών αισθητήρων ημιαγωγών που μπορούν να δημιουργήσουν ανεξάρτητα επικοινωνία μεταξύ τους, αναφέροντας ορισμένες αλλαγές στο περιβάλλον. Για παράδειγμα, ο αισθητήρας Mica είναι εξοπλισμένος με 128 kilobyte λογισμικού μνήμης flash, 256 kilobytes μνήμης flash για αποθήκευση δεδομένων και έναν ραδιοπομπό που λειτουργεί σε συχνότητα 900 MHz.
Ορισμένες από αυτές τις συσκευές εκτελούνται λειτουργικό σύστημα
TinyOS, ο κώδικας για αυτό το λειτουργικό σύστημα είναι ανοιχτού κώδικα και αποτελείται από μόνο
8,5 Kb.

Τέτοιες συσκευές θα βρουν εφαρμογές σε επαναστατικούς νέους τομείς, όπως η ανάπτυξη έξυπνων ενδυμάτων, συνδεδεμένες κουβέρτες που θα παρακολουθούν την υγεία ενός νεογέννητου και θα αναφέρουν ζωτικά σημεία της ζωής του, έξυπνες φάρμες, στις οποίες οι αισθητήρες ημιαγωγών εγκατεστημένοι στο έδαφος θα ελέγχουν την άρδευση
σύστημα και γονιμοποίηση. Η έρευνα δικτύου αισθητήρων στην Intel είναι
διάσημο ερευνητικό εργαστήριο Intel Berkeley Research εργαστήριο, που βρίσκεται στην Καλιφόρνια. Τα πειραματικά δίκτυα αισθητήρων που υπάρχουν σήμερα μόνο εν μέρει ικανοποιούν τις παραπάνω απαιτήσεις. Έτσι, μέχρι σήμερα, τα δίκτυα αποτελούνται από εκατοντάδες μόνο αισθητήρες με περιορισμένη περιοχή κάλυψης και εκτελούν μόνο καλά καθορισμένες εργασίες. Είναι σε θέση να μεταδίδουν μόνο έναν συγκεκριμένο τύπο πληροφοριών από τον έναν αισθητήρα στον άλλο και μόνο σε ένα δεδομένο εύρος ζώνης. Η κατανάλωση ενέργειας επίσης δεν είναι αμελητέα
- Η μπαταρία διαρκεί μόνο λίγες μέρες. Οι υπάρχοντες αισθητήρες αφής εξακολουθούν να είναι αρκετά αδρανείς και η υψηλή αξιοπιστία και η μυστικότητα στη λειτουργία (τουλάχιστον λόγω του μεγέθους τους) δεν συζητούνται. Και, φυσικά, τέτοιοι αισθητήρες είναι αρκετά ακριβοί, έτσι ώστε ένα δίκτυο που αποτελείται από εκατοντάδες αισθητήρες να μην είναι φθηνό. Αλλά πρέπει να θυμόμαστε ότι μιλάμε για πειραματικά δίκτυα και την ανάπτυξη μελλοντικής τεχνολογίας. Την ίδια στιγμή, τα πειραματικά δίκτυα αισθητήρων κάνουν ήδη τη διαφορά. Ένα τέτοιο δίκτυο αισθητήρων, που αναπτύχθηκε από κοινού από το Intel Berkeley Research Laboratory, το Institute of the Atlantic και το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, λειτουργεί στο Great Duck Island στο Maine.

Το έργο αυτού του δικτύου είναι να μελετήσει το μικροβιότοπο διαφόρων βιολογικών οργανισμών που κατοικούν στο νησί.
Οποιαδήποτε ανθρώπινη παρέμβαση (ακόμη και με σκοπό τη μάθηση) είναι μερικές φορές περιττή,
Αυτό είναι όπου τα δίκτυα αισθητήρων έρχονται στη διάσωση, επιτρέποντάς σας να συλλέξετε όλες τις απαραίτητες πληροφορίες χωρίς την άμεση συμμετοχή κάποιου ατόμου.

Το δίκτυο αισθητήρων χρησιμοποιεί δύο πίνακες ως στοιχεία κόμβου. Η πρώτη πλακέτα περιέχει έναν αισθητήρα θερμοκρασίας, αισθητήρες υγρασίας και βαρομετρικής πίεσης και έναν αισθητήρα υπέρυθρων. Η δεύτερη πλακέτα περιέχει έναν μικροεπεξεργαστή (συχνότητα 4 MHz), ΕΜΒΟΛΟ 1KB, μνήμη flash για αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων, τροφοδοτικό (δύο μπαταρίες AA) και ραδιοπομπός/
δέκτης που λειτουργεί στα 900 MHz. Οι αισθητήρες σάς επιτρέπουν να καταχωρείτε όλες τις απαραίτητες πληροφορίες και να τις μεταφέρετε στη βάση δεδομένων του κεντρικού υπολογιστή. Όλοι οι αισθητήρες ελέγχονται διεξοδικά εκ των προτέρων - η πλακέτα με τους αισθητήρες βυθίζεται σε νερό για δύο ημέρες και παρακολουθείται η λειτουργικότητά της. Όλοι οι αισθητηριακοί κόμβοι σχηματίζουν έναν ενιαίο ασύρματο δίκτυοκαι μπορεί να μοιράζεται πληροφορίες. Σε αυτήν την περίπτωση, η μεταφορά πληροφοριών από έναν απομακρυσμένο κόμβο δικτύου στην πύλη (Αισθητήρας πύλης) πραγματοποιείται σε μια αλυσίδα, δηλαδή από έναν κόμβο δικτύου σε έναν άλλο, που σας επιτρέπει να δημιουργήσετε μια μεγάλη περιοχή κάλυψης.

Μέσω της πύλης, οι πληροφορίες φτάνουν στον κύριο υπολογιστή. Η πύλη χρησιμοποιεί μια κατευθυντική κεραία, η οποία σας επιτρέπει να αυξήσετε την απόσταση μετάδοσης έως και 300 μ. Από τον κεντρικό υπολογιστή, πληροφορίες που χρησιμοποιούν δορυφορικές επικοινωνίεςμεταδόθηκε μέσω Διαδικτύου σε ένα ερευνητικό κέντρο που βρίσκεται στην Καλιφόρνια.

Το εργαστηριακό προσωπικό εργάζεται όχι λιγότερο ενεργά στη βιολογία ακριβείας και στη δημιουργία βιοτσίπ. Εκτός από την αισθητηριακή αντίληψη του κόσμου των στερεών πραγμάτων, διερευνάται η δυνατότητα «αίσθησης» υγρών μέσων και βιολογικών, αναπτυσσόμενων αντικειμένων. Τέτοιες έρευνες ανοίγουν τεράστιες προοπτικές για ιατρική και φαρμακευτική ανάπτυξη, την εφαρμογή χημικών διεργασιών και την παρασκευή βιολογικών φαρμάκων. Δεδομένου ότι ο κύριος σκοπός των δικτύων αισθητήρων είναι η αντίληψη και η μετάδοση ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ, ειδικοί στο Intel Berkeley Lab αναπτύσσουν μια μεθοδολογία για το συνδυασμό αισθητήρων με αντικείμενα για τα οποία είναι υπεύθυνα για την παρακολούθηση και διερευνούν επίσης τη δυνατότητα δημιουργίας "ενεργοποιητών" - συσκευών που βασίζονται σε αισθητήρες που σας επιτρέπουν να επηρεάζετε την κατάσταση και όχι απλώς να καταχωρείτε κατάστασή του. Τα δίκτυα αισθητήρων είναι προφανώς χρήσιμα για στρατιωτικές εφαρμογές, μια πιθανή παραλλαγή του δικτύου δοκιμάστηκε "μάχη" στο Αφγανιστάν, όπου ο στρατός των ΗΠΑ ανέπτυξε αρκετές εκατοντάδες αισθητήρες για να παρακολουθεί τις κινήσεις του εχθρικού στρατιωτικού εξοπλισμού. Ωστόσο, σχετικά με την εφαρμογή
πραγματικά δίκτυα στη ζωή μας είναι πολύ νωρίς για να πούμε, ότι το δίκτυο είναι ευάλωτο στην ανοχή σφαλμάτων. Μια επίθεση άρνησης υπηρεσίας (DoS) σε ένα δίκτυο αισθητήρων είναι οποιοδήποτε γεγονός που μειώνει ή εξαλείφει την ικανότητα του δικτύου να εκτελέσει την αναμενόμενη λειτουργία του. Οι συγγραφείς προτείνουν να βασιστούν τα πρωτόκολλα του δικτύου αισθητήρων σε μια πολυεπίπεδη αρχιτεκτονική, η οποία μπορεί να βλάψει την αποτελεσματικότητα του δικτύου, αλλά να αυξήσει την αξιοπιστία του. Συζητούνται οι τύποι επιθέσεων DoS που είναι τυπικοί για κάθε επίπεδο και οι αποδεκτές μέθοδοι προστασίας. Έτσι, ακόμη και σήμερα, παρά την ατέλεια και το ακόμη σχετικά στενό εύρος χρήσης, τα δίκτυα αισθητήρων χρησιμοποιούνται στην επιστήμη και αργότερα στη ζωή.

Ιστότοποι που χρησιμοποιούνται: