Kireev A.O., Svetlov A.V. VEZETÉK NÉLKÜLI ÉRZÉKELŐHÁLÓZATOK A VÉDELMI TECHNOLÓGIÁK TERÜLETÉBEN

A jól bevált „vezeték nélküli szenzorhálózat” (WSN) kifejezés a vezeték nélküli rendszerek új osztályát jelöli, amelyek miniatűr elektronikus eszközök elosztott, önszerveződő és hibatűrő hálózatai. autonóm források táplálás. Egy ilyen hálózat intelligens csomópontjai képesek üzeneteket továbbítani a lánc mentén, jelentős rendszerlefedettséget biztosítva alacsony adóteljesítmény mellett, és ennek következtében a rendszer magas energiahatékonysága mellett.

Jelenleg nagy figyelmet fordítanak a területek automatizált megfigyelésének megszervezésére, hogy operatív információkat szerezzenek a behatoló jelenlétéről, mozgásáról és jogosulatlan tevékenységeiről a különösen fontos (nukleáris, kormányzati, katonai) létesítményekkel szomszédos területeken, az állam számára. határon, vagy a felelősségi övezetben található felderítő alosztályok (elülső szakaszok megfigyelése, az ellenség hátsó kommunikációja). E problémák racionális megoldásához új generációs technikai eszközök és algoritmusok alkalmazására van szükség, amelyek alapvetően különböznek a jelenleg használtaktól. Ezen a területen a legígéretesebb irány a vezeték nélküli szenzorhálózatok létrehozása. Lehetővé teszik nagy területek teljes célzott monitorozását.

Az objektumok biztonsági rendszerét illetően a WSS-nek fel kell ismernie és osztályoznia kell a behatolót, meg kell határoznia a koordinátákat, és előre jeleznie kell mozgásának pályáját. Az elosztott intelligenciával rendelkező rendszer önállóan biztosítja az információáramlás irányának megváltoztatását, például megkerüli a meghibásodott vagy átmenetileg nem működő csomópontokat, megszervezi az információ megbízható továbbítását az egész ellenőrzött területen és a központi pontig.

Ígéretesek a WSN-ek is, amelyekben az egyes szenzorok adó-vevője tulajdonképpen tárgyérzékelő szenzor lesz (a rádiócsatorna vivőszintjének csökkenésének hatása egy objektum hálózati lefedettségi területén való megjelenése miatt).

A WSN-ben továbbított információk magas megbízhatóságának és védelmének biztosítása érdekében saját rádióprotokollokat kell kidolgozni, amelyek ellenállnak a kommunikációs csatorna jellemzőiben bekövetkező változásoknak, a rádiózavarnak, az elfogásnak és az adatok utánzásának. Ebben az esetben célszerű szórt spektrumú technológiákat - DSSS (direkt numerikus szekvencia) és FHSS (frekvencia ugrás) - módszereket alkalmazni.

Ami az adatátviteli közeghez való hozzáférés mechanizmusait illeti, kölcsönösen kizáró követelmények merülnek fel a rendszer magas energiahatékonyságával és a WSN-ben történő adatterjedés minimális időkésleltetésével kapcsolatban. A CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Media Access with Collision Avoidance) alapalgoritmusnak megvan a maga hátránya – a hálózati eszközöknek állandó levegőhallgatás üzemmódban kell lenniük, ami az energiafogyasztás növekedéséhez vezet. Teljesen aszinkron hálózatokban ez az algoritmus nem hatékony.

Ilyen helyzetben a legelfogadhatóbb a "slot" CSMA / CA algoritmus, amely egyesíti a szinkronizált hozzáférés (TDMA időosztás) és a versenyalapú hozzáférés elvét.

A vezeték nélküli szenzorhálózatok területén a nyílt szabványok közül a mai napig csak a ZigBee szabványt ratifikálták, amely a korábban elfogadott 802.15.4 szabványon alapul, amely leírja a vezeték nélküli hálózatok fizikai rétegét (PHY) és médiahozzáférési rétegét (MAC) személyes hálózatok (WPAN). Ezt a technológiát eredetileg olyan feladatokra fejlesztették ki, amelyek nem igényelnek nagy sebességek információátadás. Az ilyen hálózatok eszközeinek a lehető legolcsóbbnak, rendkívül alacsony fogyasztásúnak kell lenniük.

A ZigBee megoldások kétségtelen előnyei között meg kell jegyezni a jelentős hátrányokat is. Például három különböző eszközosztály (koordinátorok, útválasztók és végberendezések) jelenléte jelentősen csökkenti a hálózat hibatűrő képességét egyes elemeinek meghibásodása esetén. Ezenkívül egy ilyen konstrukció megköveteli az eszközök elhelyezésének megtervezését a rendszer tervezési szakaszában, ennek megfelelően a hálózat ellenállása a topológia változásaival szemben jelentősen csökken.

Mindezek a hiányosságok megfosztják a Mesh hálózatokat – többcellás peer-to-peer hálózatokat, amelyekben minden csomópont továbbíthatja a csomagokat a kézbesítési folyamat során. Egy ilyen hálózat csomópontjai egyenlőek és felcserélhetők - ennek eredményeként javul a rendszer skálázhatósága, és nő a hibatűrése.

Vezeték nélküli érzékelő hálózat biztonsági rendszer a lehető legtöbb területet kell ellenőriznie. Ebben a tekintetben az egyes hálózati csomópontok közötti rádiócsatorna létrehozásához szükséges elembázis kiválasztásának egyik fő követelménye a maximális kommunikációs tartomány. A 433 MHz-es frekvenciasávban (Oroszországban ingyenesen használható) való működés számos előnnyel jár a 2,4 GHz-es mikrohullámú sávban (amelyhez a ZigBee készülékek fő tartománya készül) képest. Tehát a 433 MHz-es sávban a megbízható kommunikációs tartomány többszöröse, mint a 2,4 GHz-es sávban, azonos adóteljesítmény mellett. Ráadásul a 433 MHz-es sávban működő eszközök meglehetősen jól ellenállnak a rádióhullámok útjába kerülő akadályok hatásának, például csapadéknak, terepváltozásoknak, fáknak stb. A 433 MHz-es rádióhullámok sokkal jobban terjednek szűk helyeken, mint pl. metró alagutak, városi utcák stb., mint a 2,4 GHz-es rádióhullámok. A 2,4 GHz-es sáv adatátviteli sebességbeli előnye a biztonsági technológiák területén nem kritikus, mivel az átvitt információ mennyisége általában jelentéktelen és több tíz bájtra korlátozódik (a telemetria kivételével).

Így az objektumok védelmére szolgáló WSN-hely adó-vevőjének kiválasztása a 433 MHz-es sávban történik. Az adó-vevőknek magas energiahatékonysággal kell rendelkezniük (tápfeszültség legfeljebb

3,3 V, alacsony fogyasztású áramok), mínusz 40 ... +85 °С hőmérsékleti tartományban működnek.

A sok ISM adó-vevő IC között különleges helyet foglalnak el a XE-MICS adó-vevők. Vezeték nélküli szenzorhálózatokban való használatra ennek a cégnek 2 chipje alkalmas: XE1203F és

Ezek a direkt (Zero-IF) konverziós séma szerint felépített egylapkás félduplex adó-vevők, amelyek fázistörés nélküli 2-szintű frekvenciaváltó kulcsolást (CPFSK) és NRZ kódolást biztosítanak. Így a XEMICS adó-vevőkben megvalósított vivőmoduláció típusa lehetővé teszi a működési frekvenciasáv ésszerű használatát.

Az XE1203F és XE1205F adó-vevőkre jellemző az ultraalacsony fogyasztás: 2,4 ... 3,6 V tápfeszültség tartományban működik, fogyasztási áramok:

0,2 µA alvó üzemmódban;

14 mA vételi módban;

62 mA adási módban (+15 dBm) .

Működési frekvenciasáv: 433-435 MHz. Hőmérséklet tartomány: mínusz 40. +85°С. Adó-vevő vevők

A hiedelmek megegyeznek egymással, és közvetlen frekvenciakonverziós séma szerint épülnek fel. Ezekbe a modulokba egy 500 Hz-es lépésekkel szigma-delta PLL-re épülő frekvenciaszintetizátor került beépítésre.

A vevőegységek RSSI (Received Signal Strength Indicator) jelzővel rendelkeznek a vett jel szintjére, amely a kimeneti teljesítmény programozási képességével kombinálva lehetővé teszi az adaptív energiagazdálkodás ötletének megvalósítását. Az adó-vevő tartalmaz egy FEI (Frequency Error Indicator) frekvenciavezérlő eszközt, amely lehetővé teszi a vevő helyi oszcillátorának frekvenciaeltolásáról való információszerzést és az AFC megszervezését.

Az adó-vevők egy mintafelismerő funkcióval is rendelkeznek, amely lehetővé teszi, hogy az adó-vevő egy programozható szót (legfeljebb 4 bájt) érzékeljen a vett adatfolyamban. utolsó jellemzője használható modulok azonosítására a WSN-ben, ami csökkenti az átvitt csomagban lévő overhead byte-ok számát.

A két modul közötti fő különbségek a használatban nyilvánulnak meg különféle módszerek spektrum kiterjesztése.

Az XE1203F adó-vevő hardveres Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) blokkal rendelkezik. Amikor a DSSS mód aktiválva van, minden adatbit egy 11 bites Barker-kóddal van kódolva: 101 1011 1000 vagy 0x5B8h. A Barker-kód autokorrelációs függvényének kifejezett autokorrelációs csúcsa van.

Az XE1203F-től eltérően az XE1205F adó-vevő (és az erre épülő DP1205F modul) keskeny sávú eszköz. A 2 bites konfigurációs regiszterrel beállítható belső sávszűrő legkisebb értéke 10 kHz (speciális további beállítások, ez az érték akár 7 kHz-re is csökkenthető!). A lehetséges csatornák száma ebben az esetben

Ez a képesség lehetővé teszi az XE1205F speciális keskeny sávú alkalmazásokhoz való használatát. Sávszűkítés akkor alkalmazható, ha az adatsebesség és a frekvencia eltérés nem haladja meg a 4800 bitet, illetve az 5 kHz-et, és feltéve, hogy a referencia oszcillátor órajel frekvenciáját nagy stabilitású rezonátor stabilizálja, vagy frekvenciakorrekciót alkalmaznak.

Az adó-vevő egy 16 bájtos FIFO-t használ az elküldött vagy fogadott adatbájtok tárolására. Az adatbájtok továbbítása és fogadása a FIFO pufferből külső szabványos 3 vezetéken keresztül történik soros interfész SPI.

A keskeny sáv, valamint a csatornák közötti váltásnál alacsony adó-helyreállítási idő (~150 µs) lehetővé teszi, hogy az XE1205F adó-vevőt frekvenciaugratásos módszerrel (FHSS) használó rádiórendszerek kiépítésére használjuk. A frekvenciaugratásos módszer azt jelenti, hogy az átvitelre allokált teljes sávszélességet bizonyos számú frekvenciacsatornára osztják. Az ugrások csatornáról csatornára szinkronban történnek bizonyos sorrendben (például lineárisan vagy pszeudo-véletlenszerűen).

Az XE1205F emellett kategóriaelső -121 dBm vevőérzékenységgel is rendelkezik.

Ami az adatátviteli sebességet illeti, az XE1203F modul képességei a Barker kodek használatakor még biztonsági rendszerek számára is elégtelennek tűnnek - csak 1,154 kbps. Ez a mutató nem teszi lehetővé az energiahatékony WSN megvalósítását, mert a CSMA/CA protokoll által biztosított alvásidő túl rövid lesz.

A vezeték nélküli szenzorhálózat objektumok védelmére szolgáló csomópontjainak adó-vevőinek lehetővé kell tenniük:

megnövelt hatótávolságú mesh hálózat létrehozása;

FHSS spektrumszóró technológiák fizikai rétegbeli megvalósításai;

megvalósítás a környezethez való hozzáférés szintjén - "slot" CSMA / CA hozzáférési szinkronizálással.

A fentiek alapján arra a következtetésre juthatunk, hogy célszerű az XE1205F adó-vevő modult használni a vezeték nélküli szenzorhálózat fizikai és MAC szintjének megszervezésére tárgyak védelmére.

IRODALOM

1. Varaguzin V. Rádióhálózatok érzékelőktől való adatgyűjtéshez, felügyelethez és vezérléshez az IEEE 802.15.4 szabvány alapján // TeleMultiMedia. - 2005.-№6.- С23-27. - www.telemultimedia.ru

2. Vishnevsky V.M., Lyakhov A.I., Portnoy S.L., Shakhnovich I.V. Szélessávú vezeték nélküli hálózatok információátvitelhez. - M.: Technoszféra, 2005 - 592 p.

3. Baskakov S., Oganov V. Vezeték nélküli szenzorhálózatok a MeshLogic™ platformon // Electronic

Alkatrészek. - 2006. - 8. sz. - P.65-69.

4. Goryunov G. Integrált mikrohullámú adó-vevő XE1203. // Világ Elektromos alkatrészek. - 2004. - №1. -

A Dolgok Internete (IoT) technológia vállalati változatát ma aktívan használják az iparban. Az Enterprise Internet of Things (EIoT) vezeték nélküli szenzorhálózatokat és vezérlőket használ, hogy a vállalatok számára új módokat biztosítson a gépek és berendezések vezérlésére. A vezeték nélküli, kis akkumulátorral működő, vezetékes tápegységhez való csatlakoztatás nélkül működő vezeték nélküli érzékelők ipari környezetben olyan helyeken is elhelyezhetők, ahol az előző generációs vezérlők teljesen hozzáférhetetlenek.

Az EIoT javította a rendszerek és berendezések megbízhatóságát, biztonságát és interoperabilitását, hogy megfeleljen a vezeték nélküli technológiák megvalósításának legszigorúbb követelményeinek ezen a területen, nemcsak az iparban, hanem az egészségügyben, a pénzügyi szolgáltatásokban stb. területeken mi által specifikációkés ennek az új technológiának a tervezési elemei messze felülmúlják a kevésbé kritikus fogyasztói vagy kereskedelmi alkalmazásokhoz tervezett hagyományos eszközök hasonló IoT-technológiáit.

EIoT-problémák

Az EIoT-kompatibilis érzékelők és vezérlők gyakorlatilag bárhol működhetnek ipari környezet, de ez eddig inkább a szerencse dolga volt, hiszen nem minden ipari berendezés ideális vezeték nélküli hálózatokban való használatra. Ennek az az oka, hogy az IoT-telepítésben két egymással összefüggő, de egymásnak ellentmondó elem van:

1. Maga az eszközök vezeték nélküli hálózata, amelyet a kis hatótávolságú technológiához kapcsolódó érzékelők és vezérlők segítségével telepítenek alacsony energiafogyasztással.
2. Az IoT-érzékelők hálózata, amelyek kölcsönhatásba lépnek más berendezésekkel, vezérlőkkel és a hálózat részeivel, amelyek már nagyobb távolságra vannak.

Rizs. 1. A városi központoktól távoli alkalmazások és a hagyományos távközlési szolgáltatások energiahatékony kommunikációs protokollt, például a LoRa-t használhatják globális hálózat megszervezésére

Az ipari környezetben gyakran a megbízható kommunikáció lehetetlensége jelenti a legnagyobb akadályt. Ennek a problémának egyszerű oka van: a távközlés, amely vezetékes kábelvonalakon vagy tornyokon keresztül történő jelátvitellel történik. sejtes kommunikáció, nem mindig elérhető az ipari berendezések helyszínein. Ezen túlmenően annak a költségének, hogy egy kommunikációs munkameneten belül több adatcsomagot szállítanak az érzékelőktől a mobilszolgáltatások használatának, nincs sok értelme sem gazdasági, sem pusztán technikai megfontolásokból. Emellett gyakran előfordul az érzékelők és kommunikációs eszközök tápellátásának problémája, amelyet nagyon nehéz megszervezni olyan távoli helyeken, ahol a berendezés vagy az infrastruktúra nem közvetlenül az ipari hálózatról kap áramellátást.

Annak ellenére, hogy a településeken széles a mobilkommunikációs lefedettség, helyenként nincs megbízható szervezési szolgáltatás vezeték nélküli kommunikáció. Ez gyakori probléma a vidéki területeken és az ipari berendezések távoli helyein, mint például elszigetelt olaj- és gázberendezések vagy csővezetékes szállítás, vízellátó és szennyvízrendszerek (1. ábra), stb. Az ilyen telephelyek gyakran távol vannak a legközelebbi műszaki szolgálattól személyzet, aki ellenőrzi az eszközök megfelelő működését. Néha egy mérnöknek egy egész napba, vagy akár többbe is beletelik, mire eljut a berendezéshez és megvizsgálja azt. Gyakran nehéz és könnyű ilyen távoli területeken dolgozni hajlandó szakembereket találni. Mivel a korlátozott kommunikációs lefedettség miatt az EIoT-képes érzékelők és vezérlők meglehetősen ritkák a távoli helyeken, itt az alacsony fogyasztású nagy kiterjedésű hálózatok (LPWAN) segítenek.

BLE és LPWAN

A legszélesebb körben használt vezeték nélküli technológia Az EIoT rendszerekben a rövid hatótáv a Bluetooth alacsony energiafelhasználású technológia – BLE (Eng. Bluetooth alacsony energia, más néven Bluetooth Smart). A BLE for EIoT nagy népszerűségének fő oka az energiahatékonysága, amely lehetővé teszi, hogy az érzékelők és vezérlők hosszú ideig működjenek nagyon alacsony akkumulátor-fogyasztás mellett. A BLE kezeli az alvási ciklusokat, a készenléti és az aktív ciklusokat. A BLE-t széles körben használják RF jelének erőssége miatt is, amely lehetővé teszi, hogy ez a technológia hatékonyan működjön még olyan nehéz környezetben is, ahol megnövekedett a magas frekvenciájú zaj. digitális jelek számítógépes berendezésektől és még a rádióhullámok terjedésének fizikai akadályai között is. De mint tudod, mindezek a tényezők ismerősek az ipari környezet számára.

Az EIoT megvalósítását célzó projektekben a BLE technológia az alapja a rövid távú kommunikáció megszervezésének. Sőt, mind a már működő, mind a még tervezés alatt álló ipari berendezés-komplexumokon egyaránt használható. A BLE-kompatibilis eszközök ilyen hálózatának azonban módot kell adnia az utasítások fogadására és az adatok továbbítására nagyobb távolságra. A hagyományos távközlési infrastruktúrára hagyatkozni, amely lehetővé teszi a kétirányú Wi-Fi- vagy mobiljeleket, nem lehetséges az érzékelő- és vezérlőhálózatok alkalmazását korlátozó akadály miatt. A BLE-t a LoRa technológia ultra-hatótávolságával és energiahatékonyságával kombinálva a vállalatok olyan helyeken is bevezethették az EIoT-t, ahol a távközlési infrastruktúra és az energiainfrastruktúra nem áll rendelkezésre, és ez pedig kiterjesztette az internet megvalósításának földrajzi területét. a dolgok technológiája.

Rizs. 2. Az érzékelők először a LoRa klienshez, majd a LoRa átjárón keresztül csatlakoznak

A LoRa WAN protokoll gyakran LPWAN, mert biztonságos kétirányú adatátvitelt és kommunikációt biztosít az IoT-hálózatokkal hosszú távolságokon keresztül, akkumulátorcsere nélkül. A LoRa technológia alkalmazásakor akár mintegy 16 km távolságból is lehet jeleket küldeni és fogadni, és szükség esetén az átjátszók (repeaterek) ezt a távolságot több száz kilométerre is növelhetik. ábrán. A 2. ábra a LoRa működését mutatja be. Az IoT-alkalmazások számára a LoRa számos előnnyel rendelkezik, éppen gazdasági jellemzői és képességei miatt:

• Mivel a LoRa a BLE-hez hasonlóan egy rendkívül alacsony fogyasztású technológia, képes akkumulátoros IoT-eszközhálózatokon is működni, és hosszú akkumulátor-élettartamot biztosít anélkül, hogy gyakori karbantartást igényelne.
• A LoRa csomópontok olcsók, és lehetővé teszik a vállalatok számára, hogy csökkentsék a cellás rendszereken keresztüli adatátvitel költségeit, valamint elkerüljék az optikai vagy rézkábelek telepítését. Ez megszünteti a távolról elhelyezett érzékelők és berendezések összekapcsolásának jelentős pénzügyi akadályait.
• A LoRa technológia jól működik hálózati eszközök beltéri elhelyezésre, beleértve az összetett ipari környezeteket is.
• A LoRa nagymértékben skálázható és együttműködő, mivel több millió csomópontot támogat, és csatlakoztatható nyilvános és magán adathálózatokhoz, valamint kétirányú kommunikációs rendszerekhez.

Míg tehát más LPWAN technológiák csak hosszú távon tudják megoldani a kommunikációs hatótávolságot az IoT megoldások megvalósításában, addig a LoRa technológia kétirányú kommunikációt, zavargátlást és magas információtartalmat kínál erre.

A LoRa-nak van egy jelentős hátránya is - alacsony áteresztőképesség. Ez alkalmatlanná teszi az adatfolyamot igénylő alkalmazásokhoz. Ez a korlátozás azonban nem akadályozza meg a használatát az IoT-alkalmazások széles körében, ahol időről időre csak kis adatcsomagokat továbbítanak.

Kölcsönhatás

Rizs. 3. A Laird RM1xx modulja, amely tartalmazza kommunikációs képességek LoRa és Bluetooth vezeték nélküli hálózati protokollokhoz

A LoRa potenciálja megduplázódik, ha olyan technológiával kombinálják, mint a BLE. Együtt rendkívül alacsony fogyasztású vezeték nélküli képességeket biztosítanak a rövid és nagy hatótávolságú kommunikációhoz, amelyek javítják az EIoT-hálózatok képességeit. Például a városi területek központi része lefedhető néhány LoRaWAN átjáróval, amelyek a hagyományos távközlési infrastruktúráktól ma már független BLE szenzorhálózatok alapját képezik. Így a LoRa és a BLE szimbiózisa számos akadályt eltávolít az IoT terjeszkedése elől mind a nagyvárosokban, mind az olyan kisvárosokban, amelyek akadályozzák a dolgok internetének széles körű bevezetését. A LoRA és a BLE kombinációjának legnagyobb haszonélvezői azonban a vezeték nélküli érzékelők, vezérlők és egyéb berendezések, amelyek immár minden korlátozás nélkül telepíthetők szó szerint bárhová (3. ábra). Ez a BLE külön érdeme. A BLE azt is lehetővé teszi, hogy ezek az eszközök integrált, rövid hatótávolságú hálózatban működjenek együtt, például okostelefonokról vagy táblagépekről, amelyeket ebben az esetben távoli vezeték nélküli kijelzőként használnak. Ebben a csomagban a BLE mobil képességein alapuló LoRa technológia egyfajta rádiórelé állomás, amely nagy távolságra képes adatokat küldeni és fogadni. Ezen túlmenően ezek a távolságok növelhetők a jelátvitel egyszerű átjáróival.

Már sok van jó példák, amely bemutatja, hogy a LoRa és a BLE párosítás hogyan teszi lehetővé az EIoT-hálózatok számára, hogy egészen mást érjenek el technikai szintenés növelje a terjeszkedését.

A 21. század életének szinte minden területe az információs és kommunikációs technológiáktól (IKT) függ. Az adatokat nemcsak az emberek, hanem mindenféle intelligens rendszer is cseréli, Mobiltelefonok, hordható eszközök, ATM-ek, érzékelők. Már legalább 5 milliárd eszköz csatlakozik a tárgyak internetéhez. Bármely nagy komplexum - ipari, energetikai, mezőgazdasági vállalkozások, bevásárlóközpontok, múzeumok, irodák, lakóépületek - működése a területükön uralkodó helyzet folyamatos figyelemmel kísérésével jár. Az érzékeny szenzorok valós időben figyelik a berendezés állapotát, az eszközök egymás közötti interakciójának megszervezését, figyelmeztetnek a csere szükségességére vagy kb. vészhelyzetek. A gyorsan növekvő adatmennyiség miatt egyszerű és kényelmes módra van szükség azok eszközök és adatközpontok közötti megosztására.

Nyomtatott verzió:

A vezeték nélküli szenzorokból és vezérlőeszközökből álló, intelligens algoritmusok segítségével önszerveződni képes vezeték nélküli szenzorhálózatok (WSN-ek, Wireless Sensor Networks) nagyszabású lehetőségeket mutatnak az emberi egészség monitorozására, állapota környezet, a termelési és szállítási rendszerek működése, a különféle erőforrások elszámolása, stb. A hírlevél jelen száma a vezeték nélküli szenzorok folyamatos működésének biztosításához kapcsolódó technológiai trendeket mutatja be a WSN területén, illetve azok alkalmazását a modern gazdaság két területén - fejlett gyártás (fejlett gyártás) és "okos » energia (smart grid).

Öntöltő érintős eszközök

A vezeték nélküli szenzorhálózatok fejlesztéséhez fontos megoldani a tápellátásuk problémáját. Ígéretes tendencia a tartós autonóm eszközök létrehozása minimális energiafogyasztással – külső forrásból átalakítva.

A vezeték nélküli érintőeszközök például egy adóból (például rádiófrekvenciás azonosító (RFID)) vagy érintés nélküli intelligens kártyákból küldött rádióenergiával működhetnek. Ezt az energiát használja fel a készülék mind az érzékelő feltöltésére, mind a vezérelt objektum aktuális állapotára vonatkozó információkat tartalmazó válaszjel generálására.

Egy másik módszer a passzív energia átalakítás külső környezet(energiagyűjtés): napenergia (helyiségen kívül meglehetősen tiszta időben), hőenergia, mechanikai rezgések energiája (a közeli eszközökből - szerelőgépek, szállítószalagok stb.), magának az érzékelőnek a rezgésenergiája (hordható eszközök esetén) , háttér rádiósugárzás a környező elektromos készülékekből (beleértve a Wi-Fi-t is).

hatások A kiégett energiaforrások rendkívül mérgező hulladékának csökkentésével csökken a környezetre gyakorolt ​​negatív hatás. Az önrakodás alkalmazása érintős eszközök hozzájárul a fejlesztéshez vezeték nélküli eszközök"Internet of things", személyre szabott orvoslás (hordható és beültethető eszközök, amelyek az emberi egészségi mutatókat figyelik), valamint környezetbarát technológiák (zöld technológiák) az energetikában, az iparban (főleg a veszélyes iparágakban) és más területeken.

Piaci becslések 30,1 milliárd 2020-ra 30,1 milliárd vezeték nélküli eszköz lesz a világon. Az önrakodó eszközök potenciális részaránya eléri a 30-65%-ot. A trend maximális megnyilvánulása 2020–2030-ra várható.

Vezetők és sorompók A trend relevanciája folyamatosan növekszik a vezeték nélküli eszközök miniatürizálása és költségcsökkentése miatt. Az irány kibontakozását hátráltatja a külső környezetből átalakított vezeték nélküli szenzorok jelenlegi modelljeiben a nem elegendő energiamennyiség, amely szükséges az összetett berendezések állapotának figyeléséhez és az adatfeldolgozó központba történő időszakos információküldéshez.

Vezeték nélküli szenzorhálózatokon alapuló fejlett gyártás megvalósítása

Az erőforrások és termelési kapacitások irracionális felhasználása, nagy mennyiségű szennyező hulladék keletkezése, a létesítmények állapotának folyamatos ellenőrzésének hiánya a vállalkozásoknál - ezek és a modern ipar egyéb problémái ösztönzik a fejlett gyártási modellre való átállást. Új anyagok és környezetbarát technológiák (zöld technológiák) alkalmazása, valamint az IKT és az intelligens rendszerek, különösen a robotika és a vezeték nélküli szenzorhálózatok széles körű alkalmazása jellemzi.

Ipari vezeték nélküli érzékelő hálózatok (IBSS, Industrial Wireless Sensor Networks) - a legfontosabb tényező a fejlett gyártás megvalósításában. Összekapcsolt vezeték nélküli érzékelők és információs rendszerek, amelyek feldolgozzák az érzékelőktől származó adatokat, és vezérlőeszközök segítségével kölcsönhatásba lépnek a vezérelt objektumokkal. Egy ilyen automatizált rendszer reagál a vállalati mutatók változásaira, értesíti a személyzetet a balesetekről, problémahelyzetekről, elemzi a berendezések használatának hatékonyságát, felméri a környezetszennyezés mértékét és a keletkezett hulladék mennyiségét.

hatások A fejlett gyártás megvalósítása növeli a nagyvállalati folyamatirányítás hatékonyságát, pontosságát és rugalmasságát, valamint a termékek minőségét, megoldja az erőforrások optimalizálásának és a szűk keresztmetszetek azonosításának kérdéseit. A termelés kockázatainak minimalizálása (a nagyobb automatizálás miatt) és a kibocsátás csökkentése jelentősen csökkenti az ipari környezetterhelést.

Piaci becslések 3,8 milliárd dollár 2017-ben eléri az ipari vezeték nélküli szenzorhálózatok piaci méretét. Az IBSS tömegeloszlását 2017–2020-ra jósolják.

Vezetők és sorompók Öntöltő szenzoros eszközök fejlesztése, átállás a digitális vezérlésre gyártási eszközök, a robotrendszerek tömeges bevezetése serkenti a trend kialakulását. A vezeték nélküli szenzorhálózatok szabványosításának hiánya és az elavult IKT-infrastruktúra számos ipari vállalkozásnál lassítja a fejlett gyártási modellre való átállást.

"Intelligens" rácsok

A villamos energia irracionális felhasználásának globális problémája különösen fontos Oroszország számára. A villamosenergia-termelés magas költségei növelik az előállítás költségeit, ami kétszeres terhet ró a végfelhasználóra. Az energiarendszerek hatékonyságának és megbízhatóságának javítása érdekében sok ország az „intelligens” energiahálózatok (smart grid) koncepciója felé halad.

Egy ilyen hálózat valós időben kezeli a hozzá kapcsolódó összes termelőforrást, a fő- és elosztóhálózatokat, valamint a villamos energiát fogyasztó objektumokat. Az "okos" hálózat kezeléséhez vezeték nélküli szenzorhálózatokat használnak, amelyek szabályozzák az energiatermelés mennyiségét és az energiafogyasztást annak különböző szakaszaiban. Az információs rendszerek segítségével kiszámítják az energia optimális eloszlását a hálózatban, előrejelzéseket készítenek a különböző évszakokra, napszakokra, szinkronizálják az energiatermelést és annak szállítását, figyelemmel kísérik a vezetékek biztonságát. Az elektromos hálózat hatékonyságának növelése érdekében a nem kritikus elemeit kikapcsolják a csökkentett aktivitás idejére.

hatások Az elektromos rendszerben lévő eszközök folyamatos felügyelete és vezérlése csökkenti az áramkimaradásokat. A termelésben elért jelentős költségmegtakarítás pozitív hatást gyakorol az iparra, a szociális szférára és a környezetre (most Oroszországban az energia részaránya a légszennyezésben 26,8% - a maximális érték más területekkel összehasonlítva).

Piaci becslések 63 milliárd dollár 2020-ra akkora lesz, mint az intelligens hálózati technológiák globális piaca, éves átlagos növekedési üteme meghaladja a 8%-ot. 2018–2025 - a trend maximális megnyilvánulásának időszaka.

Vezetők és sorompók A szigorúbb környezetvédelmi előírások és szabványok bevezetése felgyorsítja a tendenciát. Az intelligens hálózat oroszországi bevezetésének megfelelő pillanata a villamosenergia-ipar infrastrukturális létesítményeinek tervezett megújítása. Az intelligens hálózati koncepcióra való átállást nehezíti az iparág nagy léptéke, a magas költségek és a technológiai megújítására fordított jelentős idő. Az erőművek időszakos leállása a villamosenergia-hálózatok korszerűsítése során problémát jelent a fogyasztó cégek számára.

A globális technológiai trendek nyomon követését a Közgazdaságtudományi Felsőoktatási Iskola Statisztikai Kutató és Tudásgazdaságtani Intézete végzi () a Nemzetkutató Egyetem Közgazdaságtudományi Felsőoktatási Iskola Alapkutatási Programja keretében.

A trendlevél elkészítéséhez a következő forrásokat használták fel: Az Orosz Föderáció tudományos és technológiai fejlődésének előrejelzése 2030-ig(prognoz2030.hse.ru), tudományos folyóiratok anyagai "Előrelátás"(foresight-journal.hse.ru), adatok tudomány hálója, Pálya, idc.com, marketsandmarkets.com, wintergreenresearch.com, greentechmedia.com, greenpatrol.ru stb.

Egy tipikus vezeték nélküli szenzorhálózat felépítése

Vezeték nélküli érzékelő hálózat egy elosztott, önszerveződő hálózat számos érzékelőből (érzékelőből) és aktuátorból, amelyek rádiócsatornán keresztül kapcsolódnak egymáshoz. Ezen túlmenően egy ilyen hálózat lefedettségi területe több métertől több kilométerig terjedhet az üzenetek egyik elemről a másikra való továbbításának képessége miatt.

Történelem és terjedelem

Az érzékelőhálózat egyik első prototípusának tekinthető a SOSUS rendszer, amelyet tengeralattjárók észlelésére és azonosítására terveztek. A vezeték nélküli szenzorhálózatok technológiái viszonylag nemrégiben - az 1990-es évek közepén - kezdtek aktívan fejlődni. A mikroelektronika fejlődése azonban csak a 21. század elején tette lehetővé egy meglehetősen olcsó elemalap előállítását az ilyen eszközökhöz. A modern vezeték nélküli hálózatok főként a ZigBee szabványon alapulnak. Jelentős számú iparág és piaci szegmens (gyártás, különböző fajták közlekedés, életfenntartás, biztonság) készen állnak a szenzorhálózatok megvalósítására, és ez a szám folyamatosan növekszik. A tendencia hátterében a technológiai folyamatok bonyolultsága, a termelés fejlődése, a biztonság, az erőforrás-ellenőrzés és a készlethasználat szegmensében az egyének bővülő igényei állnak. A félvezető-technológiák fejlődésével új gyakorlati feladatok, elméleti problémák jelennek meg a szenzorhálózatok ipari, lakás- és kommunális szolgáltatások, valamint háztartási alkalmazásaival kapcsolatban. Az olcsó vezeték nélküli szenzorvezérlő eszközök használata új területeket nyit meg a telemetriai és vezérlőrendszerek alkalmazásában, mint például:

• Az aktuátorok lehetséges meghibásodásának időbeni észlelése olyan paraméterek szabályozására, mint a rezgés, hőmérséklet, nyomás stb.;
• Valós idejű hozzáférés-vezérlés a megfigyelt objektum távoli rendszereihez;
  • a muzeális értékek védelmének biztosítása
  • kiállítási tárgyak könyvelése
  • a kiállítások automatikus lektorálása
• Ipari eszközök ellenőrzésének és karbantartásának automatizálása;
• Kereskedelmi vagyonkezelés;
• Alkalmazás elemként energia- és erőforrás-takarékos technológiákban;
• A környezet ökológiai paramétereinek ellenőrzése

Megjegyzendő, hogy a szenzorhálózatok hosszú története ellenére a szenzorhálózat kiépítésének koncepciója nem öltött végre formát, és nem is fejeződött ki bizonyos szoftveres és hardveres (platform) megoldásokban. A szenzorhálózatok megvalósítása a jelenlegi szakaszban nagymértékben függ az ipari feladat konkrét követelményeitől. Az architektúra, a szoftver és a hardver megvalósítása az intenzív technológiai formáció szakaszában van, ami felhívja a fejlesztők figyelmét, hogy technológiai rést keressenek a leendő gyártók számára.

Technológia

A vezeték nélküli szenzorhálózatok (WSN) miniatűr számítástechnikai eszközökből állnak, amelyek érzékelőkkel (hőmérséklet-, nyomás-, fény-, rezgésszint-, helyérzékelők stb.) és adott rádiótartományban működő jeladó-vevőkkel vannak felszerelve. A rugalmas architektúra, a csökkentett telepítési költségek megkülönböztetik a vezeték nélküli intelligens szenzorhálózatokat a többi vezeték nélküli és vezetékes adatátviteli interfésztől, különösen, ha nagyszámú összekapcsolt eszközről van szó, az érzékelőhálózat akár 65 000 eszköz csatlakoztatását teszi lehetővé. A vezeték nélküli megoldások költségének folyamatos csökkenése, működési paramétereik növekedése lehetővé teszi a vezetékes megoldásokról való fokozatos átorientációt a telemetriai adatok gyűjtésére, távdiagnosztikára és információcserére szolgáló rendszerekben. Az „érzékszervi hálózat” ma jól bevált kifejezés. Érzékelő hálózatok), amely az egyes elemekből álló elosztott, önszerveződő, hibatűrő hálózatot jelöli felügyelet nélkül, és nem igényel speciális eszközöket. Minden érzékelő hálózati csomópont tartalmazhat különféle érzékelők környezetvédelmi ellenőrzéshez, mikroszámítógéphez és rádió adó-vevőhöz. Ez lehetővé teszi a készülék számára a mérések elvégzését, a kezdeti adatfeldolgozás önálló végrehajtását és a kommunikációt egy külső információs rendszerrel.

802.15.4/ZigBee közvetített kis hatótávolságú rádiótechnológia, az úgynevezett "Sensor Networks" WSN – Vezeték nélküli érzékelőhálózat), az önszerveződő hibatűrő elosztott rendszerek fejlesztésének egyik modern iránya az erőforrások és folyamatok figyelésére és kezelésére. Ma a vezeték nélküli szenzorhálózati technológia az egyetlen olyan vezeték nélküli technológia, amely képes megoldani az érzékelők működési ideje szempontjából kritikus felügyeleti és vezérlési feladatokat. A vezeték nélküli szenzorhálózatba egyesített szenzorok területileg elosztott önszerveződő rendszert alkotnak az információk gyűjtésére, feldolgozására és továbbítására. A fő alkalmazási terület a fizikai adathordozók és tárgyak mért paramétereinek ellenőrzése és monitorozása.

Az elfogadott IEEE 802.15.4 szabvány leírja a vezeték nélküli csatorna hozzáférés-vezérlését és a kis sebességű vezeték nélküli személyi hálózatok fizikai rétegét, vagyis a két alsó réteget az OSI hálózati modell szerint. A "klasszikus" szenzorhálózat architektúrája egy tipikus csomóponton alapul, amely például egy tipikus RC2200AT-SPPIO csomópontot tartalmaz:

• rádióút;
• processzor modul;
• akkumulátor;
• különféle érzékelők.

Egy tipikus csomópont háromféle eszközzel ábrázolható:

• Hálózati koordinátor (FFD - Fully Function Device);
  • globális koordinációt, rendszerezést, hálózati paraméterek beállítását végzi;
  • a három eszköztípus közül a legösszetettebb, a legtöbb memóriát és tápegységet igénylő;

• Készülék teljes funkciókészlettel (FFD - Fully Function Device);
  • 802.15.4 támogatása;
  • a további memória és az energiafogyasztás lehetővé teszi, hogy hálózati koordinátorként működjön;
  • minden típusú topológia támogatása ("pont-pont", "csillag", "fa", "hálós hálózat");
  • a hálózati koordinátori tevékenység képessége;
  • a hálózat más eszközeinek elérése;
• (RFD – csökkentett funkciójú eszköz);
  • támogatja a 802.15.4 funkciók korlátozott készletét;
  • pont-pont, csillag topológiák támogatása;
  • nem jár el koordinátorként;
  • felhívja a hálózati koordinátort és az útválasztót;

Megjegyzések

1. 1 2 3 Ragozin DV Szinkronizált szenzorhálózatok modellezése. Programozási problémák. 2008. 2-3. Különszám - 721-729 p.
2. Baranova E. IEEE 802.15.4 és szoftveres kiegészítője, a ZigBee. // Telemultimédia, 2008. május 8.
3. Levis P., Madden S., Polastre J. és dr. "TinyOS: Operációs rendszer vezeték nélküli szenzorhálózatokhoz" // W. Weber, J.M. Rabaey, E. Aarts (szerk.) // In Ambient Intelligence. - New York, NY: Springer-Verlag, 2005. - 374 p.
4. Vezeték nélküli érzékelőhálózatok algoritmikus elfogadása. // Miroslaw Kutulowski, Jacek Cichon, Przemislaw Kubiak, szerk. – Lengyelország, Wrozlaw: Springer, 2007.
5. Szenzorhálózatokon alapuló intelligens rendszerek. - www.ipmce.ru/img/release/is_sensor.pdf // Finommechanikai és Számítástechnikai Intézet A.I. S.A. Lebedev RAN, 2009.
6. Teljesen kész ZigBee modulok a RadioCrafts-tól. - kit-e.ru/articles/wireless/2006_3_138.php // Összetevők és technológiák.
7. ZigBee/802.15.4 protokollverem a Freescale Semiconductor platformon – www.freescale.com/files/abstract/global/RUSSIA_STKARCH_OV.ppt, 2004

Letöltés
Ez az absztrakt ezen alapul

Közeledik a nap, amikor félvezető érzékelők százmillióit integrálják mindenbe, ami csak lehetséges, a kulcstartótól a babakocsiig. És mindegyik képes lesz nemcsak intelligens szenzorként működni, hanem az információ elsődleges feldolgozását is elvégezni, valamint kölcsönhatásba lépni egymással, egyetlen vezeték nélküli szenzorhálózatot alkotva. Ugyanakkor az ilyen érzékelők gyakorlatilag nem fogyasztanak áramot, mivel a beépített miniatűr akkumulátorok több évig tartanak, vagyis az érzékelők teljes élettartama alatt. Elvileg új típus lesz számítógépes rendszer vezeték nélküli szenzorhálózattal működik. Az ilyen hálózatot Ad-hoc Wireless Sensor Networknek nevezik. Az Ad-hoc kifejezést a modern vezeték nélküli hálózatokból kölcsönözték, mint például az IEEE 802.11b szabvány. Az ilyen vezeték nélküli hálózatoknak két interakciós módja van: infrastruktúra mód és ad-hoc. Infrastruktúra módban a hálózati csomópontok nem közvetlenül, hanem egy hozzáférési ponton keresztül lépnek kapcsolatba egymással, amely egyfajta hubként működik a vezeték nélküli hálózatban (hasonlóan a hagyományos kábelhálózatokhoz). Ad-hoc módban, más néven Peer-to-Peer, az állomások közvetlenül kommunikálnak egymással. Ennek megfelelően a vezeték nélküli szenzorhálózatokban az Ad-hoc mód azt jelenti, hogy az összes érzékelő közvetlenül kölcsönhatásba lép egymással, egyfajta mobilhálózatot hozva létre.

A vezeték nélküli szenzorhálózatok egyfajta lépést jelentenek a következő korszak felé - amikor a számítógépek közvetlenül kapcsolódnak a fizikai világhoz, és képesek lesznek kitalálni a felhasználók vágyait, valamint döntéseket hozni helyettük.
Álmodjunk egy kicsit arról, mit hoznak nekünk a jövőben az ilyen szenzorhálózatok. Képzeld el, hogy a kiságyak a csecsemők lélegzetét hallgatják; karkötők, amelyek figyelemmel kísérik a betegek állapotát a klinikán; füstérzékelőket, amelyek nem csak szükség esetén hívhatják a tűzoltókat, hanem előzetesen tájékoztatják őket a tűz forrásáról és a tűz bonyolultsági fokáról. Az elektronikus eszközök képesek lesznek felismerni egymást, az áramforrások emlékeztetnek rá, hogy „táplálniuk kell”.

Képzeljen el több százezer érintésérzékelőt integrálva közös hálózat az erdőben. Egy ilyen erdőben egyszerűen lehetetlen eltévedni, mivel az ember mozgását érzékelők rögzítik és elemzik. Egy másik példa a szántóföldi érzékelők, amelyek a talaj állapotának figyelésére vannak hangolva, és a változó körülményektől függően szabályozzák az öntözést és a kijuttatott műtrágya mennyiségét.
Nem kevésbé hasznosak lesznek a szenzorhálózatok az utakon. Egymással kommunikálva képesek lesznek szabályozni az autók áramlását. Ez minden vezető álma – utak forgalmi dugók nélkül! Az ilyen hálózatok sokkal hatékonyabban képesek megbirkózni ezzel a feladattal, mint bármely ügynökség. Vezérlési probléma
az utakon elkövetett szabálysértések magától megoldódnak.

Az érzékelő hálózatok energiagazdálkodási felhasználása hihetetlen energiamegtakarítást eredményez. Képzeljen el egy ilyen vezérlőhálózatot a lakásában. A tartózkodási helyét követve az érzékelők mindenhol le tudják kapcsolni a mögötted lévő lámpákat, és szükség szerint felkapcsolják azokat. Nos, ha ilyen hálózatokat használ az utcák és utak világításának szabályozására, akkor az áramhiány problémája önmagában eltűnik. Annak érdekében, hogy a szenzorhálózatok a holnap valóságává váljanak, már folynak ilyen irányú kutatások. Ezen a területen pedig az Intel Corporation a vezető, amely a jövő összes fejlett számítógépes technológiáját támogatja. Különös figyelmet fordítanak a vezeték nélküli többcsomópontos szenzorhálózatok fejlesztésére, amelyek képesek önautomatikus kialakításra és igény szerint konfigurálni. Ennek a technológiának a megvalósítása lehetővé teszi egy olcsó, de ugyanakkor nagyon összetett félvezető érzékelő eszközök hálózatának kiépítését, amelyek egymástól függetlenül képesek kommunikációt létesíteni egymással, beszámolva a környezet bizonyos változásairól. A Mica szenzor például 128 kilobájt flash memória szoftverrel, 256 kilobájt adattárolásra alkalmas flash memóriával, valamint 900 MHz-es frekvencián működő rádióadóval van felszerelve.
Ezen eszközök egy része fut operációs rendszer
TinyOS, ennek az operációs rendszernek a kódja nyílt forráskódú, és csak
8,5 Kb.

Az ilyen eszközöket olyan forradalmian új területeken fogják majd alkalmazni, mint például az intelligens ruhadarabok fejlesztése, az újszülött egészségi állapotát figyelő és élete létfontosságú jeleiről számolt beépített takarók, az intelligens farmok, ahol a talajba helyezett félvezető érzékelők szabályozzák az öntözést.
rendszer és a trágyázás. Az Intel szenzorhálózati kutatása
híres kutatólaboratórium Intel Berkeley Research Laboratórium, Kaliforniában található. A ma létező kísérleti szenzorhálózatok csak részben felelnek meg a fenti követelményeknek. Így a mai napig a hálózatok csak több száz érzékelőből állnak, korlátozott lefedettséggel, és csak jól meghatározott feladatokat látnak el. Csak egy bizonyos típusú információt képesek továbbítani egyik érzékelőtől a másikhoz, és csak egy adott sávszélességen. Az energiafogyasztás sem elhanyagolható
- Az akkumulátor csak néhány napig bírja. A meglévő érintésérzékelők még mindig meglehetősen inertek, a nagy megbízhatóság és a működés közbeni lopakodás (legalábbis méretük miatt) szóba sem jöhet. És persze az ilyen érzékelők meglehetősen drágák, így a több száz érzékelőből álló hálózat nem olcsó. De emlékeznünk kell arra, hogy kísérleti hálózatokról és a jövő technológiájának fejlesztéséről beszélünk. Ugyanakkor a kísérleti szenzorhálózatok már most is változást hoznak. Egy ilyen szenzorhálózat, amelyet az Intel Berkeley Research Laboratory, az Institute of the Atlantic és a Kaliforniai Egyetem közösen fejlesztett ki, a maine-i Great Duck Islanden működik.

Ennek a hálózatnak a feladata a szigeten élő különféle biológiai élőlények mikroélőhelyének tanulmányozása.
Bármilyen emberi beavatkozás (még tanulási célból is) néha szükségtelen,
itt jönnek a segítségre az érzékelőhálózatok, amelyek lehetővé teszik az összes szükséges információ összegyűjtését egy személy közvetlen részvétele nélkül.

A szenzorhálózat két kártyát használ csomóponti elemként. Az első tábla hőmérséklet-érzékelőt, páratartalom- és légnyomás-érzékelőket, valamint infravörös érzékelőt tartalmaz. A második kártya mikroprocesszort tartalmaz (4 MHz-es frekvencia), RAM 1KB, flash memória programok és adatok tárolására, tápegység (két AA elem) és rádió adó/
900 MHz-en működő vevő. Az érzékelők lehetővé teszik az összes szükséges információ regisztrálását és átvitelét a gazdaszámítógép adatbázisába. Minden érzékelőt előzetesen alaposan tesztelnek - az érzékelőkkel ellátott táblát két napra vízbe merítik, és működését figyelik. Minden szenzoros csomópont egyet alkot vezetéknélküli hálózatés képes megosztani az információkat. Ebben az esetben az információk átvitele egy távoli hálózati csomóponttól az átjáróhoz (Gateway Sensor) láncban történik, azaz egyik hálózati csomópontról a másikra, ami lehetővé teszi nagy lefedettségi terület létrehozását.

Az átjárón keresztül az információ eljut a fő számítógéphez. Az átjáró irányított antennát használ, amely lehetővé teszi az átviteli távolság akár 300 m-re történő növelését is. műholdas kommunikáció az interneten keresztül egy kaliforniai kutatóközpontba továbbították.

A laboratórium munkatársai nem kevésbé aktívan dolgoznak a precíziós biológián és a biochipek létrehozásán. A szilárd dolgok világának érzékszervi érzékelése mellett a folyékony közegek és a biológiai, fejlődő tárgyak „érzékelésének” lehetőségét kutatják. Az ilyen kutatások óriási távlatokat nyitnak az orvosi és gyógyszerészeti fejlesztés, a kémiai folyamatok megvalósítása és a biológiai gyógyszerek gyártása előtt. Mivel a szenzorhálózatok fő célja az érzékelés és az átvitel hasznos információ, az Intel Berkeley Lab szakértői módszertant fejlesztenek ki az érzékelők és a megfigyelésükért felelős objektumok kombinálására, és vizsgálják az „aktuátorok” létrehozásának lehetőségét is – olyan szenzorokon alapuló eszközöket, amelyek lehetővé teszik a helyzet befolyásolását, nem csak regisztrálást. állapotát. A szenzorhálózatok nyilvánvalóan hasznosak katonai alkalmazásokban, a hálózat egyik lehetséges változatát Afganisztánban "harcban" tesztelték, ahol az amerikai hadsereg több száz érzékelőt telepített az ellenséges katonai felszerelések mozgásának nyomon követésére. A megvalósításról azonban
Valódi hálózatok jelenléte életünkben túl korai lenne azt mondani, hogy a hálózat ki van téve a hibatűrésnek. Szolgáltatásmegtagadási (DoS) támadás egy szenzorhálózat ellen minden olyan esemény, amely csökkenti vagy megszünteti a hálózat azon képességét, hogy teljesítse elvárt funkcióját. A szerzők azt javasolják, hogy a szenzorhálózati protokollokat réteges architektúrára alapozzák, ami ronthatja a hálózat hatékonyságát, de növeli a megbízhatóságát. Az egyes szintekre jellemző DoS támadások típusait és az elfogadható védelmi módszereket tárgyaljuk. Így a szenzorhálózatokat a tökéletlenség és még mindig meglehetősen szűk felhasználási kör ellenére ma is alkalmazzák a tudományban, majd később az életben is.

Használt weboldalak: