Kireev A.O., Svetlov A.V. BEZPRZEWODOWE SIECI CZUJNIKÓW W ZAKRESIE TECHNOLOGII OCHRONY

Ugruntowany termin „bezprzewodowa sieć czujników” (WSN) oznacza nową klasę systemów bezprzewodowych, które są rozproszoną, samoorganizującą się i odporną na uszkodzenia siecią miniaturowych urządzeń elektronicznych z źródła autonomiczne odżywianie. Inteligentne węzły takiej sieci są w stanie przekazywać wiadomości wzdłuż łańcucha, zapewniając znaczny obszar pokrycia systemu przy małej mocy nadajnika, a co za tym idzie wysokiej efektywności energetycznej systemu.

Obecnie dużo uwagi poświęca się organizacji automatycznego monitoringu terytoriów w celu uzyskania informacji operacyjnych o obecności intruza, jego przemieszczaniu się i nieautoryzowanych działaniach na terytoriach sąsiadujących ze szczególnie ważnymi (nuklearnymi, rządowymi, wojskowymi) obiektami, do państwa granica lub znajduje się w strefie odpowiedzialności pododdziałów rozpoznawczych (monitorowanie odcinków frontowych, tylna komunikacja wroga). Aby racjonalnie rozwiązać te problemy, konieczne jest zastosowanie nowej generacji środków technicznych i algorytmów, które zasadniczo różnią się od obecnie stosowanych. Najbardziej obiecującym kierunkiem w tym obszarze należy uznać tworzenie bezprzewodowych sieci sensorowych. Umożliwiają całościowy, ukierunkowany monitoring dużych obszarów.

W odniesieniu do systemów bezpieczeństwa obiektów WSS musi wykryć i sklasyfikować intruza, określić współrzędne oraz przewidzieć trajektorie jego ruchu. Posiadając rozproszoną inteligencję, system samodzielnie zapewnia zmianę kierunku przepływu informacji, na przykład omijając uszkodzone lub chwilowo niedziałające węzły, organizuje niezawodną transmisję informacji na całym kontrolowanym terytorium i do punktu centralnego.

Obiecujące są również WSN, w których nadajnik-odbiornik każdego czujnika będzie faktycznie czujnikiem wykrywania obiektów (efekt obniżenia poziomu nośnej w kanale radiowym w związku z pojawieniem się obiektu w zasięgu sieci).

Aby zapewnić wysoką niezawodność i ochronę przesyłanych informacji w WSN, konieczne jest opracowanie własnych protokołów radiowych odpornych na zmiany charakterystyki kanału komunikacyjnego, zakłócenia radiowe, przechwytywanie i imitację danych. W tym przypadku wskazane jest zastosowanie technologii rozpraszania widma - metody DSSS (bezpośrednia sekwencja numeryczna) i FHSS (przeskok częstotliwości).

W przypadku mechanizmów dostępu do medium transmisji danych pojawiają się wzajemnie wykluczające się wymagania dotyczące wysokiej efektywności energetycznej systemu oraz minimalnych opóźnień czasowych propagacji danych w WSN. Stosowanie CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Media Access with Collision Avoidance) jako podstawowego algorytmu ma swoją wadę – urządzenia sieciowe muszą być w trybie ciągłego nasłuchiwania powietrza, co prowadzi do wzrostu zużycia energii. W sieciach całkowicie asynchronicznych ten algorytm jest nieefektywny.

Najbardziej akceptowalny w takiej sytuacji jest algorytm „slotowy” CSMA/CA, który łączy zasady dostępu synchronizowanego (podział czasu TDMA) i dostępu na zasadach konkurencyjnych.

Spośród otwartych standardów w dziedzinie bezprzewodowych sieci sensorowych do tej pory ratyfikowany został jedynie standard ZigBee, oparty na przyjętym wcześniej standardzie 802.15.4, który opisuje warstwę fizyczną (PHY) i warstwę dostępu do mediów (MAC) dla sieci bezprzewodowych. sieci osobiste (WPAN). Ta technologia została pierwotnie opracowana do zadań, które nie wymagają wysokie prędkości przekazywanie informacji. Urządzenia takich sieci powinny być jak najtańsze, przy ultraniskim poborze mocy.

Wśród niewątpliwych zalet rozwiązań ZigBee należy również odnotować istotne wady. Przykładowo obecność trzech różnych klas urządzeń (koordynatorów, routerów i urządzeń końcowych) znacznie zmniejsza odporność sieci na awarie w przypadku awarii poszczególnych jej elementów. Ponadto taka konstrukcja wymaga zaplanowania rozmieszczenia urządzeń już na etapie projektowania systemu, dzięki czemu odporność sieci na zmiany topologii jest znacznie zmniejszona.

Wszystkie te niedociągnięcia są pozbawione sieci Mesh - wielokomórkowych sieci peer-to-peer, w których każdy węzeł może przekazywać pakiety podczas dostarczania. Węzły takiej sieci są równe i wymienne – w efekcie poprawia się skalowalność systemu, a także wzrasta jego odporność na uszkodzenia.

Bezprzewodowa sieć czujników system bezpieczeństwa musi kontrolować jak najwięcej terytorium. W związku z tym jednym z głównych wymagań dotyczących wyboru bazy elementów do tworzenia kanału radiowego między poszczególnymi węzłami sieci jest maksymalny zasięg komunikacji. Praca w paśmie częstotliwości 433 MHz (otwartym do bezpłatnego użytku w Rosji) ma szereg zalet w porównaniu z pracą w paśmie mikrofalowym 2,4 GHz (dla którego produkowany jest główny asortyment urządzeń ZigBee). Tak więc w paśmie 433 MHz zasięg niezawodnej komunikacji jest kilkukrotnie większy niż w paśmie 2,4 GHz, przy tej samej mocy nadajnika. Ponadto urządzenia pracujące w paśmie 433 MHz mają dość dobrą odporność na działanie przeszkód na drodze propagacji fal radiowych, takich jak opady, zmiany terenu, drzewa itp. Fale radiowe 433 MHz rozchodzą się znacznie lepiej w przestrzeniach zamkniętych takich jak jako tunele metra, ulice miast itp. niż fale radiowe 2,4 GHz. Przewaga pasma 2,4 GHz w szybkości przesyłania danych nie jest krytyczna w dziedzinie technologii bezpieczeństwa, ponieważ ilość przesyłanych informacji jest zwykle nieznaczna i ograniczona do kilkudziesięciu bajtów (z wyjątkiem telemetrii).

Tym samym wybór nadajnika-odbiornika dla lokalizacji WSN do ochrony obiektów będzie realizowany w paśmie 433 MHz. Transceivery muszą mieć wysoką sprawność energetyczną (napięcie zasilania nie większe niż

3,3 V, niski pobór prądu), pracują w zakresie temperatur od minus 40 ... +85 °С.

Wśród wielu układów transceiverów ISM, transceivery XE-MICS zajmują szczególne miejsce. Do użytku w bezprzewodowych sieciach czujnikowych odpowiednie są 2 chipy tej firmy: XE1203F i

Są to zintegrowane jednoukładowe transceivery half-duplex zbudowane zgodnie ze schematem bezpośredniej konwersji (Zero-IF), zapewniające dwupoziomowe kluczowanie z przesunięciem częstotliwości bez przerwy fazowej (CPFSK) i kodowanie NRZ. Tak więc rodzaj modulacji nośnej zaimplementowany w transceiverach XEMICS umożliwia racjonalne wykorzystanie pasma częstotliwości pracy.

Wspólne dla transceiverów XE1203F i XE1205F jest bardzo niski pobór mocy: praca w zakresie napięcia zasilania 2,4...3,6 V, pobór prądu:

0,2 µA w trybie uśpienia;

14 mA w trybie odbioru;

62 mA w trybie nadawania (+15 dBm) .

Pasmo częstotliwości pracy: 433-435 MHz. Zakres temperatur: minus 40. +85°С. Odbiorniki nadawczo-odbiorcze

Przekonania są do siebie identyczne i są zbudowane zgodnie ze schematem bezpośredniej konwersji częstotliwości. W te moduły wbudowany jest syntezator częstotliwości oparty na sigma-delta PLL z krokami co 500 Hz.

Odbiorniki posiadają wskaźnik poziomu odbieranego sygnału RSSI (Received Signal Strength Indicator), który w połączeniu z możliwością programowania mocy wyjściowej pozwala na realizację idei adaptacyjnego zarządzania mocą. Transceiver zawiera urządzenie kontrolujące częstotliwość FEI (Wskaźnik błędu częstotliwości), który pozwala uzyskać informacje o przesunięciu częstotliwości lokalnego oscylatora odbiornika i zorganizować AFC.

Urządzenia nadawczo-odbiorcze posiadają również funkcję rozpoznawania wzorców, która pozwala urządzeniu nadawczo-odbiorczemu wykryć słowo programowalne (do 4 bajtów) w odebranym strumieniu danych. ostatnia cecha może służyć do identyfikacji modułów w WSN, co zmniejszy liczbę bajtów narzutu w przesyłanym pakiecie.

Główne różnice między tymi dwoma modułami przejawiają się w użyciu różne metody rozszerzenie widma.

Transceiver XE1203F posiada sprzętowy blok Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS). Gdy tryb DSSS jest włączony, każdy bit danych jest kodowany 11-bitowym kodem Barkera: 101 1011 1000 lub 0x5B8h. Funkcja autokorelacji kodu Barkera ma wyraźny pik autokorelacji.

W przeciwieństwie do XE1203F, transceiver XE1205F (i oparty na nim moduł DP1205F) jest urządzeniem wąskopasmowym. Najmniejsza wartość wewnętrznego filtra pasmowoprzepustowego, jaką można ustawić za pomocą 2-bitowego rejestru konfiguracyjnego, to 10 kHz (przy użyciu specjalnego dodatkowe ustawienia, wartość tę można nawet zmniejszyć do 7 kHz!). Liczba możliwych kanałów w tym przypadku

Ta funkcja pozwala na użycie XE1205F w określonych aplikacjach wąskopasmowych. Zawężanie pasma może być stosowane, jeśli szybkość transmisji danych i odchylenie częstotliwości nie przekraczają odpowiednio 4800 bitów i 5 kHz i pod warunkiem, że częstotliwość zegara oscylatora odniesienia jest stabilizowana przez rezonator o wysokiej stabilności lub zastosowano korekcję częstotliwości.

Transceiver używa 16-bajtowego FIFO do przechowywania bajtów danych przesyłanych lub odbieranych. Bajty danych są przesyłane i odbierane z bufora FIFO za pośrednictwem zewnętrznego standardu 3-przewodowego interfejs szeregowy SPI.

Wąskopasmowe, a także krótki czas przywracania nadajnika przy przełączaniu między kanałami (~150 µs), umożliwiają wykorzystanie transceivera XE1205F do budowy systemów radiowych metodą przeskoku częstotliwości (FHSS). Metoda przeskoku częstotliwości oznacza, że ​​całe pasmo przydzielone do transmisji jest podzielone na pewną liczbę kanałów częstotliwości. Skoki z kanału do kanału następują synchronicznie w pewnej sekwencji (na przykład liniowej lub pseudolosowej).

XE1205F korzysta również z wiodącej w swojej klasie czułości odbiornika -121 dBm.

Jeśli chodzi o szybkość przesyłania danych, możliwości modułu XE1203F przy użyciu kodeka Barker wydają się niewystarczające nawet dla systemów bezpieczeństwa - tylko 1,154 kbps. Wskaźnik ten nie pozwoli na wdrożenie energooszczędnego WSN, ponieważ czas uśpienia zapewniany przez protokół CSMA/CA będzie zbyt krótki.

Urządzenia nadawczo-odbiorcze węzłów bezprzewodowej sieci czujników do ochrony obiektów powinny zapewniać możliwość:

tworzenie sieci mesh o zwiększonym zasięgu;

implementacje w warstwie fizycznej technologii rozpraszania widma FHSS;

wdrożenie na poziomie dostępu do środowiska – „slot” CSMA/CA z synchronizacją dostępu.

Na podstawie powyższego możemy stwierdzić, że lepiej jest używać modułu nadawczo-odbiorczego XE1205F do organizowania poziomów fizycznych i MAC bezprzewodowej sieci czujników w celu ochrony obiektów.

LITERATURA

1. Varaguzin V. Sieci radiowe do zbierania danych z czujników, monitorowania i sterowania w oparciu o standard IEEE 802.15.4 // TeleMultiMedia. - 2005.-№6.- С23-27. - www.telemultimedia.ru

2. Vishnevsky V.M., Lyakhov A.I., Portnoy SL, Shakhnovich I.V. Szerokopasmowe sieci bezprzewodowe do przesyłania informacji. - M.: Technosfera, 2005 - 592 s.

3. Baskakov S., Oganov V. Bezprzewodowe sieci czujników oparte na platformie MeshLogic™ // Electronic

Składniki. - 2006r. - nr 8. - str.65-69.

4. Goryunov G. Zintegrowany nadajnik-odbiornik mikrofalowy XE1203. // Świat części elektroniczne. - 2004. - №1. -

Korporacyjna wersja technologii Internetu rzeczy (IoT) jest obecnie aktywnie wykorzystywana w przemyśle. Enterprise Internet of Things (EIoT) wykorzystuje bezprzewodowe sieci czujników i elementy sterujące, aby zapewnić przedsiębiorstwom nowe sposoby kontrolowania maszyn i sprzętu. Bezprzewodowe czujniki, zasilane małą baterią i niepodłączone do przewodowego źródła zasilania, mogą być umieszczane w środowiskach przemysłowych w miejscach całkowicie niedostępnych dla sterowników poprzedniej generacji.

EIoT zwiększył niezawodność, bezpieczeństwo i interoperacyjność systemów i sprzętu, aby spełnić najbardziej rygorystyczne wymagania dotyczące wdrażania technologii bezprzewodowych w tym obszarze, nie tylko w przemyśle, ale także w opiece zdrowotnej, usługach finansowych itp. EIoT odpowiada na potrzeby te obszary przez co? specyfikacje a elementy konstrukcyjne tej nowej technologii znacznie przewyższają podobne technologie IoT w tradycyjnych urządzeniach zaprojektowanych do mniej krytycznych zastosowań konsumenckich lub komercyjnych.

Problemy z EIoT

Czujniki i elementy sterujące z obsługą EIoT mogą działać praktycznie wszędzie środowisko przemysłowe, ale do tej pory to raczej kwestia szczęścia, ponieważ nie każdy sprzęt przemysłowy jest idealny do użytku bezprzewodowego. Dzieje się tak, ponieważ we wdrożeniu IoT występują dwa powiązane, ale pozornie sprzeczne elementy:

1. Sama bezprzewodowa sieć urządzeń, która jest instalowana za pomocą czujników i sterowników związanych z technologią bliskiego zasięgu o niskim zużyciu energii.
2. Sieć czujników IoT wchodzących w interakcję z innymi urządzeniami, sterownikami i częściami sieci już na większą odległość.

Ryż. 1. Aplikacje oddalone od ośrodków miejskich i tradycyjnych usług telekomunikacyjnych mogą wykorzystywać energooszczędny protokół komunikacyjny, taki jak LoRa, do organizowania globalnej sieci

To właśnie niemożność niezawodnej komunikacji na duże odległości jest często najpoważniejszą przeszkodą w środowisku przemysłowym. Problem ten ma prostą przyczynę: telekomunikację, która odbywa się za pomocą przewodowych linii kablowych lub z wykorzystaniem transmisji sygnału przez wieże. komunikacja komórkowa, nie zawsze jest dostępny w lokalizacjach urządzeń przemysłowych. Ponadto koszt korzystania z usług komórkowych tylko w celu dostarczenia kilku pakietów danych z czujników w jednej sesji komunikacyjnej nie ma większego sensu zarówno z ekonomicznego punktu widzenia, jak i ze względów czysto technicznych. Ponadto dość często pojawia się problem zasilania czujników i urządzeń komunikacyjnych, co bardzo trudno zorganizować w odległych miejscach, gdzie sprzęt lub infrastruktura nie jest zasilana bezpośrednio z sieci przemysłowej.

Pomimo szerokiego zasięgu komunikacji komórkowej w osiedlach, w niektórych miejscach nie ma niezawodnej usługi organizowania komunikacja bezprzewodowa. Jest to powszechny problem na obszarach wiejskich i odległych lokalizacjach urządzeń przemysłowych, takich jak izolowane urządzenia naftowe i gazowe lub transport rurociągowy, systemy wodociągowe i ściekowe (rys. 1) itp. Takie lokalizacje są również często oddalone od najbliższego serwisu technicznego personel, który sprawdza poprawność działania urządzeń. Czasami dotarcie do sprzętu i sprawdzenie go zajmuje inżynierowi cały dzień, a nawet kilka. Często trudno i łatwo znaleźć specjalistów chętnych do pracy w tak odległych obszarach. Ponieważ ze względu na ograniczony zasięg komunikacji czujniki i elementy sterujące obsługujące technologię EIoT są dość rzadkie w odległych lokalizacjach, na ratunek przychodzą sieci rozległe o niskim poborze mocy (LPWAN).

BLE i LPWAN

Najbardziej powszechnie stosowany technologia bezprzewodowa krótki zasięg w systemach EIoT to technologia Bluetooth low energy - BLE (inż. Niski poziom Bluetooth energia, znana również jako Bluetooth Smart). Głównym powodem dużej popularności BLE dla EIoT jest jego energooszczędność, która pozwala na długą pracę czujników i sterowników przy bardzo niskim zużyciu baterii. BLE zarządza cyklami uśpienia, czuwania i aktywnymi cyklami. BLE jest również szeroko stosowany ze względu na siłę jego sygnału RF, co pozwala tej technologii działać skutecznie nawet w trudnych warunkach ze zwiększonym poziomem szumów o wysokiej częstotliwości pochodzących z sygnały cyfrowe od sprzętu komputerowego, a nawet w obecności fizycznych przeszkód na propagację fal radiowych. Ale, jak wiadomo, wszystkie te czynniki są znane w środowisku przemysłowym.

W projektach dotyczących wdrożenia EIoT to właśnie technologia BLE jest podstawą organizacji komunikacji krótkiego zasięgu. Co więcej, może być stosowany zarówno na już eksploatowanych, jak i na kompleksach urządzeń przemysłowych, które są jeszcze w fazie projektowania. Jednak taka sieć urządzeń obsługujących BLE wymaga sposobu na odbieranie instrukcji i przekazywanie danych na większe odległości. Poleganie na tradycyjnej infrastrukturze telekomunikacyjnej, która umożliwia dwukierunkowe Wi-Fi lub sygnały komórkowe, nie jest możliwe ze względu na barierę ograniczającą zastosowanie tych sieci czujników i kontroli. Łącząc BLE z ultrazasięgową i energooszczędnością technologii LoRa, firmom udało się wdrożyć EIoT w miejscach, gdzie nie jest dostępna infrastruktura telekomunikacyjna i energetyczna, a to z kolei rozszerzyło geografię wdrożenia Internetu technologii rzeczy.

Ryż. 2. Czujniki są najpierw podłączane do klienta LoRa, a następnie przez bramkę LoRa

Protokół LoRa WAN to często LPWAN, ponieważ zapewnia bezpieczną dwukierunkową transmisję danych i komunikację z sieciami IoT na duże odległości przez lata bez wymiany baterii. Przy wykorzystaniu technologii LoRa możliwe jest wysyłanie i odbieranie sygnałów na odległość do około 16 km, a w razie potrzeby repeatery (repeatery) mogą zwiększyć tę odległość do setek kilometrów. Na ryc. Rysunek 2 pokazuje, jak działa LoRa. W zastosowaniach IoT LoRa ma wiele zalet właśnie ze względu na swoje cechy ekonomiczne i możliwości:

• Ponieważ LoRa, podobnie jak BLE, jest technologią o bardzo niskim poborze mocy, może działać w sieciach urządzeń IoT zasilanych bateryjnie i zapewnia długą żywotność baterii bez konieczności częstej konserwacji.
• Węzły LoRa są niedrogie i pozwalają firmom obniżyć koszty transmisji danych w systemach komórkowych, a także wyeliminować instalację kabli światłowodowych lub miedzianych. Eliminuje to poważną barierę finansową w łączeniu zdalnie zlokalizowanych czujników i sprzętu.
• Technologia LoRa dobrze współpracuje urządzenia sieciowe umieszczone w pomieszczeniach, w tym w złożonych środowiskach przemysłowych.
• LoRa jest wysoce skalowalny i interoperacyjny dzięki obsłudze milionów węzłów i może być podłączony do publicznych i prywatnych sieci danych oraz dwukierunkowych systemów komunikacyjnych.

Tak więc, podczas gdy inne technologie LPWAN będą w stanie rozwiązać problem zasięgu komunikacji tylko przy wdrażaniu rozwiązań IoT w dłuższej perspektywie, technologia LoRa oferuje do tego komunikację dwukierunkową, przeciwzakłóceniową i wysoką zawartość informacyjną.

LoRa ma też sporą wadę – niski wydajność. To sprawia, że ​​nie nadaje się do aplikacji wymagających przesyłania strumieniowego danych. Jednak to ograniczenie nie uniemożliwia jego wykorzystania w szerokim zakresie aplikacji IoT, w których od czasu do czasu przesyłane są tylko małe pakiety danych.

Interakcja

Ryż. 3. Moduł RM1xx firmy Laird, który zawiera możliwości komunikacyjne dla protokołów sieci bezprzewodowej LoRa i Bluetooth

Potencjał LoRa jest podwojony w połączeniu z technologią taką jak BLE. Razem zapewniają zestaw funkcji bezprzewodowych o bardzo niskim poborze mocy do komunikacji krótkiego i dalekiego zasięgu, które zwiększają możliwości sieci EIoT. Przykładowo, centralną część obszarów miejskich można pokryć zaledwie kilkoma bramkami LoRaWAN, które są podstawą dla sieci sensorowych BLE, które są obecnie niezależne od tradycyjnych infrastruktur telekomunikacyjnych. Tym samym symbioza LoRa i BLE usuwa szereg barier dla ekspansji IoT zarówno w megamiastach, jak i małych miasteczkach, które mają bariery dla powszechnego wdrażania Internetu Rzeczy. Jednak największymi beneficjentami połączenia LoRA i BLE są bezprzewodowe czujniki, sterowniki i inne urządzenia, które teraz można zainstalować bez żadnych ograniczeń dosłownie w dowolnym miejscu (rys. 3). To szczególna zasługa BLE. BLE pozwala również tym urządzeniom na współpracę w zintegrowanej sieci krótkiego zasięgu sterowanej np. ze smartfonów czy tabletów, które w tym przypadku służą jako zdalne wyświetlacze bezprzewodowe. W tym pakiecie technologia LoRa, oparta na mobilnych możliwościach BLE, działa jako swego rodzaju stacja radiowa;, który może wysyłać i odbierać dane na duże odległości. Ponadto odległości te można zwiększyć za pomocą prostych bramek do transmisji sygnału.

Jest już wiele dobre przykłady, pokazując, w jaki sposób parowanie LoRa i BLE umożliwia sieciom EIoT osiągnięcie zupełnie innych celów poziom techniczny i zwiększ swoją ekspansję.

Prawie wszystkie sfery życia w XXI wieku zależą od technologii informacyjno-komunikacyjnych (ICT). Wymianą danych są nie tylko ludzie, ale także wszelkiego rodzaju inteligentne systemy, Telefony komórkowe, urządzenia do noszenia, bankomaty, czujniki. Co najmniej 5 miliardów urządzeń jest już podłączonych do Internetu Rzeczy. Funkcjonowanie dowolnych dużych kompleksów - przedsiębiorstw przemysłu, energetyki, rolnictwa, centrów handlowych, muzeów, biur, budynków mieszkalnych - wiąże się ze stałym monitorowaniem sytuacji na ich terytorium. Czułe czujniki w czasie rzeczywistym monitorują stan sprzętu, organizację interakcji urządzeń ze sobą, ostrzegają o konieczności ich wymiany lub o sytuacje awaryjne. Przy szybko rosnących ilościach danych potrzebny jest łatwy i wygodny sposób ich wymiany między urządzeniami i centrami danych.

Wersja do druku:

Bezprzewodowe sieci czujników (WSN, Wireless Sensor Networks), składające się z bezprzewodowych czujników i urządzeń sterujących oraz zdolne do samoorganizacji za pomocą inteligentnych algorytmów, wykazują duże perspektywy monitorowania zdrowia ludzkiego, stanu środowisko, funkcjonowanie systemów produkcyjnych i transportowych, rozliczanie różnych zasobów itp. Ten numer biuletynu przedstawia trendy technologiczne w dziedzinie WSN związane z zapewnieniem nieprzerwanej pracy czujników bezprzewodowych i ich zastosowaniem w dwóch obszarach współczesnej gospodarki - zaawansowana produkcja (zaawansowana produkcja) i „inteligentna » energia (inteligentna sieć).

Samoładujące się urządzenia dotykowe

Dla rozwoju bezprzewodowych sieci sensorowych ważne jest rozwiązanie problemu ich zasilania. Obiecującym trendem jest tworzenie trwałych urządzeń autonomicznych o minimalnym zużyciu energii – konwertowanych ze źródeł zewnętrznych.

Bezprzewodowe urządzenia dotykowe mogą na przykład być zasilane energią radiową przesyłaną do nich z nadajnika (takiego jak urządzenia do identyfikacji radiowej (RFID) lub bezstykowe karty inteligentne). Energia ta jest wykorzystywana przez urządzenie zarówno do doładowania czujnika, jak i do wygenerowania sygnału odpowiedzi z informacją o aktualnym stanie monitorowanego obiektu.

Innym sposobem jest pasywna konwersja energii z otoczenie zewnętrzne(zbieranie energii): słoneczna (na zewnątrz pomieszczeń przy dość bezchmurnej pogodzie), cieplna, energia drgań mechanicznych (z pobliskich urządzeń - maszyn montażowych, przenośników itp.), energia drgań samego czujnika (w przypadku urządzeń do noszenia ), emisje radiowe w tle z otaczających urządzeń elektrycznych (w tym Wi-Fi).

efekty Zmniejszając wysoce toksyczne odpady zużytych źródeł energii, zmniejsza się negatywny wpływ na środowisko. Korzystanie z samozaładunku urządzenia dotykowe przyczyni się do rozwoju bezprzewodowe urządzenia„Internet rzeczy”, medycyna spersonalizowana (urządzenia ubieralne i wszczepialne monitorujące wskaźniki zdrowia człowieka), a także technologie przyjazne środowisku (zielone technologie) w energetyce, przemyśle (zwłaszcza w branżach niebezpiecznych) i innych.

Szacunki rynkowe 30,1 miliarda Do 2020 roku na świecie będzie 30,1 miliarda urządzeń bezprzewodowych. Potencjalny udział urządzeń samozaładowczych wyniesie 30-65%. Maksymalną manifestację trendu przewiduje się w latach 2020-2030.

Kierowcy i bariery Znaczenie trendu stale rośnie ze względu na miniaturyzację urządzeń bezprzewodowych i obniżanie ich kosztów. Rozwój kierunku utrudnia niewystarczająca ilość energii w obecnych modelach czujników bezprzewodowych konwertowanych ze środowiska zewnętrznego, która jest niezbędna do monitorowania stanu złożonego sprzętu i okresowego przesyłania informacji do centrum przetwarzania danych.

Realizacja zaawansowanej produkcji w oparciu o bezprzewodowe sieci sensorowe

Nieracjonalne wykorzystanie zasobów i mocy produkcyjnych, wytwarzanie dużej ilości zanieczyszczających odpadów, brak stałego monitorowania stanu obiektów w przedsiębiorstwach – te i inne problemy współczesnego przemysłu stymulują przejście na zaawansowany model wytwarzania. Charakteryzuje się wykorzystaniem nowych materiałów i technologii przyjaznych dla środowiska (zielonych technologii), a także powszechnością stosowania systemów teleinformatycznych i inteligentnych, w szczególności robotyki i bezprzewodowych sieci czujnikowych.

Przemysłowe bezprzewodowe sieci czujnikowe (IBSS, Industrial Wireless Sensor Networks) - najważniejszy czynnik we wdrażaniu zaawansowanej produkcji. Zestaw połączonych czujników bezprzewodowych i systemy informacyjne, które przetwarzają dane z czujników i wchodzą w interakcję z kontrolowanymi obiektami za pomocą urządzeń sterujących. Taki zautomatyzowany system reaguje na wszelkie zmiany wskaźników w przedsiębiorstwie, powiadamia personel o wypadkach i sytuacjach problemowych, analizuje efektywność wykorzystania sprzętu, ocenia poziom zanieczyszczenia środowiska i wielkość wytwarzanych odpadów.

efekty Wdrożenie zaawansowanej produkcji zwiększy wydajność, dokładność i elastyczność kontroli procesów w dużych przedsiębiorstwach oraz jakość produktów, rozwiąże problemy optymalizacji zasobów i identyfikacji wąskich gardeł. Minimalizacja zagrożeń w produkcji (ze względu na jej większą automatyzację) i zmniejszenie emisji znacznie zmniejszy obciążenie przemysłu dla środowiska.

Szacunki rynkowe 3,8 miliarda dolarów osiągnie wielkość rynku przemysłowych bezprzewodowych sieci czujnikowych w 2017 roku. Masowa dystrybucja IBSS jest przewidziana na lata 2017-2020.

Kierowcy i bariery Rozwój samoładujących się urządzeń czujnikowych, przejście na sterowanie cyfrowe sprzęt produkcyjny, masowe wprowadzanie systemów robotycznych stymuluje rozwój tego trendu. Brak standaryzacji bezprzewodowych sieci czujników i przestarzała infrastruktura ICT w wielu przedsiębiorstwach przemysłowych spowalnia przejście na zaawansowany model produkcji.

„Inteligentne” siatki

Globalny problem nieracjonalnego wykorzystania energii elektrycznej jest szczególnie istotny dla Rosji. Wysokie koszty wytwarzania energii elektrycznej zwiększają koszty produkcji, co powoduje podwójne obciążenie odbiorcy końcowego. Aby poprawić wydajność i niezawodność systemów energetycznych, wiele krajów przechodzi na koncepcję „inteligentnych” sieci energetycznych (smart grid).

Taka sieć zarządza w czasie rzeczywistym wszystkimi przyłączonymi do niej źródłami wytwórczymi, sieciami głównymi i dystrybucyjnymi oraz obiektami zużywającymi energię elektryczną. Do zarządzania inteligentną siecią wykorzystywane są bezprzewodowe sieci czujników, które kontrolują wielkość produkcji energii i zużycie energii w jej różnych sekcjach. Za pomocą systemów informatycznych obliczany jest optymalny rozkład energii w sieci, sporządzane są prognozy dla różnych pór roku i okresów doby, synchronizowane jest wytwarzanie i dostarczanie energii oraz monitorowane jest bezpieczeństwo linii energetycznych. Aby zwiększyć sprawność sieci elektroenergetycznej, jej niekrytyczne elementy są wyłączane na okres zmniejszonej aktywności.

efekty Ciągły monitoring i kontrola urządzeń w systemie elektroenergetycznym ogranicza przerwy w dostawie prądu. Znaczące oszczędności kosztów jej produkcji prowadzą do pozytywnych skutków dla przemysłu, sfery społecznej i środowiska (obecnie w Rosji udział energii w zanieczyszczeniu powietrza wynosi 26,8% - maksymalna wartość w porównaniu z innymi obszarami).

Szacunki rynkowe 63 miliardy dolarów do 2020 r. osiągnie wielkość światowego rynku technologii inteligentnych sieci ze średnią roczną stopą wzrostu przekraczającą 8%. 2018-2025 - okres maksymalnej manifestacji trendu.

Kierowcy i bariery Wprowadzenie bardziej rygorystycznych przepisów i norm środowiskowych przyspiesza ten trend. Właściwym momentem na wprowadzenie smart grid w Rosji jest planowana odnowa infrastruktury infrastruktury elektroenergetycznej. Przejście na koncepcję inteligentnych sieci komplikuje duża skala branży, wysokie koszty i znaczny czas poświęcony na jej odnowę technologiczną. Okresowe wyłączenia elektrowni podczas modernizacji sieci elektroenergetycznych są problemem dla firm konsumenckich.

Monitoring światowych trendów technologicznych prowadzony jest przez Instytut Badań Statystycznych i Ekonomiki Wiedzy Wyższej Szkoły Ekonomicznej () w ramach Programu Badań Podstawowych Państwowej Wyższej Szkoły Ekonomicznej.

Do przygotowania newslettera wykorzystano następujące źródła: Prognoza rozwoju naukowego i technologicznego Federacji Rosyjskiej do roku 2030(prognoz2030.hse.ru), materiały z czasopism naukowych "Dalekowzroczność"(foresight-journal.hse.ru), dane Sieć nauki, Orbita, idc.com, marketandmarkets.com, wintergreenresearch.com, greentechmedia.com, greenpatrol.ru itp.

Architektura typowej bezprzewodowej sieci czujników

Bezprzewodowa sieć czujników to rozproszona, samoorganizująca się sieć wielu czujników (czujników) i elementów wykonawczych, połączonych kanałem radiowym. Co więcej, zasięg takiej sieci może wynosić od kilku metrów do kilku kilometrów ze względu na możliwość przekazywania wiadomości z jednego elementu do drugiego.

Historia i zakres

Za jeden z pierwszych prototypów sieci czujników można uznać system SOSUS, przeznaczony do wykrywania i identyfikacji okrętów podwodnych. Technologie bezprzewodowych sieci sensorowych zaczęły się aktywnie rozwijać stosunkowo niedawno - w połowie lat 90. XX wieku. Jednak dopiero na początku XXI wieku rozwój mikroelektroniki umożliwił wyprodukowanie dość taniej bazy elementów do takich urządzeń. Nowoczesne sieci bezprzewodowe opierają się głównie na standardzie ZigBee. znaczna liczba branż i segmentów rynku (produkcja, Różne rodzaje transport, podtrzymywanie życia, bezpieczeństwo) gotowe do wdrożenia sieci czujników, a liczba ta stale rośnie. Trend ten wynika z komplikacji procesów technologicznych, rozwoju produkcji, rosnących potrzeb jednostek w segmentach bezpieczeństwa, kontroli zasobów i wykorzystania zapasów. Wraz z rozwojem technologii półprzewodnikowych pojawiają się nowe zadania praktyczne i problemy teoretyczne związane z zastosowaniami sieci sensorowych w przemyśle, mieszkalnictwie i usługach komunalnych oraz gospodarstwach domowych. Zastosowanie tanich bezprzewodowych urządzeń sterujących czujnikami otwiera nowe obszary zastosowań telemetrii i systemów sterowania, takich jak:

• Wczesne wykrywanie ewentualnych awarii siłowników, kontrola takich parametrów jak drgania, temperatura, ciśnienie itp.;
• Kontrola dostępu w czasie rzeczywistym do zdalnych systemów monitorowanego obiektu;
  • zapewnienie ochrony wartości muzealnych
  • rozliczanie eksponatów
  • automatyczna rewizja eksponatów
• Automatyzacja inspekcji i konserwacji majątku przemysłowego;
• Zarządzanie aktywami komercyjnymi;
• Zastosowanie jako komponenty w technologiach oszczędzania energii i zasobów;
• Kontrola parametrów ekologicznych środowiska

Należy zauważyć, że pomimo długiej historii sieci sensorowych koncepcja budowy sieci sensorowej nie nabrała ostatecznego kształtu i nie znalazła wyrazu w niektórych rozwiązaniach programowych i sprzętowych (platformowych). Wdrożenie sieci sensorowych na obecnym etapie w dużej mierze zależy od specyficznych wymagań zadania przemysłowego. Wdrożenie architektury, oprogramowania i sprzętu jest na etapie intensywnego tworzenia technologii, co zwraca uwagę deweloperów na poszukiwanie niszy technologicznej dla przyszłych producentów.

Technologia

Bezprzewodowe sieci sensorowe (WSN) składają się z miniaturowych urządzeń obliczeniowych - motków, wyposażonych w sensory (czujniki temperatury, ciśnienia, światła, poziomu drgań, lokalizacji itp.) oraz nadajniki-odbiorniki sygnału pracujące w zadanym zasięgu radiowym. Elastyczna architektura, obniżone koszty instalacji odróżniają bezprzewodowe sieci inteligentnych czujników od innych bezprzewodowych i przewodowych interfejsów transmisji danych, zwłaszcza jeśli chodzi o dużą liczbę połączonych ze sobą urządzeń, sieć czujników pozwala na podłączenie do 65 000 urządzeń. Ciągłe obniżanie kosztów rozwiązań bezprzewodowych, wzrost ich parametrów eksploatacyjnych pozwala na stopniową reorientację z rozwiązań przewodowych na systemy zbierania danych telemetrycznych, zdalnej diagnostyki i wymiany informacji. „Sieć sensoryczna” to dziś dobrze ugruntowany termin. Sieci czujników), oznaczającą rozproszoną, samoorganizującą się, odporną na uszkodzenia sieć pojedynczych elementów z nienadzorowanych i niewymagających specjalnej instalacji urządzeń. Każdy węzeł sieci czujników może zawierać różne czujniki do kontroli środowiska, mikrokomputer i nadajnik-odbiornik radiowy. Dzięki temu urządzenie może dokonywać pomiarów, samodzielnie przeprowadzać wstępne przetwarzanie danych oraz utrzymywać komunikację z zewnętrznym systemem informatycznym.

802.15.4/ZigBee przekazywana technologia radiowa krótkiego zasięgu, znana jako „Sieci czujnikowe” WSN — bezprzewodowa sieć czujników), jest jednym z nowoczesnych kierunków rozwoju samoorganizujących się, odpornych na awarie rozproszonych systemów monitorowania i zarządzania zasobami i procesami. Obecnie technologia bezprzewodowej sieci czujników jest jedyną technologią bezprzewodową, która może rozwiązać zadania monitorowania i sterowania, które są krytyczne dla czasu działania czujników. Czujniki połączone w bezprzewodową sieć czujników tworzą rozproszony terytorialnie samoorganizujący się system gromadzenia, przetwarzania i przesyłania informacji. Głównym obszarem zastosowania jest kontrola i monitorowanie mierzonych parametrów fizycznych mediów i obiektów.

Przyjęty standard IEEE 802.15.4 opisuje kontrolę dostępu do kanału bezprzewodowego i warstwę fizyczną dla wolnych bezprzewodowych sieci osobistych, to znaczy dwie niższe warstwy zgodnie z modelem sieci OSI. „Klasyczna” architektura sieci sensorów opiera się na typowym węźle, który obejmuje np. typowy węzeł RC2200AT-SPPIO:

• ścieżka radiowa;
• moduł procesora;
• bateria;
• różne czujniki.

Typowy węzeł może być reprezentowany przez trzy typy urządzeń:

• Koordynator sieci (FFD – w pełni funkcjonalne urządzenie);
  • wykonuje globalną koordynację, organizację i ustawianie parametrów sieci;
  • najbardziej złożony z trzech typów urządzeń, wymagający największej ilości pamięci i zasilania;

• Urządzenie z pełnym zestawem funkcji (FFD - Fully Function Device);
  • wsparcie dla 802.15.4;
  • dodatkowa pamięć i zużycie energii pozwala pełnić rolę koordynatora sieci;
  • wsparcie dla wszystkich typów topologii ("punkt-punkt", "gwiazda", "drzewo", "sieć siatkowa");
  • umiejętność pełnienia funkcji koordynatora sieci;
  • możliwość dostępu do innych urządzeń w sieci;
• (RFD – urządzenie o ograniczonej funkcji);
  • obsługuje ograniczony zestaw funkcji 802.15.4;
  • obsługa topologii punkt-punkt, gwiazda;
  • nie pełni funkcji koordynatora;
  • dzwoni do koordynatora sieci i routera;

Uwagi

1. 1 2 3 Ragozin DV Modelowanie zsynchronizowanych sieci czujników. Problemy programistyczne. 2008. Nr 2-3. Wydanie specjalne - 721-729 s.
2. Baranova E. IEEE 802.15.4 i jego dodatek programowy ZigBee. // Telemultimedia, 8 maja 2008.
3. Levis P., Madden S., Polastre J. i dr. „TinyOS: system operacyjny dla bezprzewodowych sieci czujników” // W. Weber, J.M. Rabaey, E. Aarts (red.) // W inteligencji otoczenia. - Nowy Jork, NY: Springer-Verlag, 2005. - 374 pkt.
4. Algorytmiczne akceptacje bezprzewodowych sieci czujnikowych. // Mirosław Kutulowski, Jacek Cichoń, Przemysław Kubiak, Wyd. – Polska, Wrocław: Springer, 2007.
5. Inteligentne systemy oparte na sieciach sensorowych. - www.ipmce.ru/img/release/is_sensor.pdf // Instytut Mechaniki Precyzyjnej i Inżynierii Komputerowej im. A.I. S.A. Lebiediew RAN, 2009.
6. W pełni gotowe moduły ZigBee firmy RadioCrafts. - kit-e.ru/articles/wireless/2006_3_138.php // Komponenty i technologie.
7. Stos protokołów ZigBee/802.15.4 na platformie Freescale Semiconductor – www.freescale.com/files/abstract/global/RUSSIA_STKARCH_OV.ppt, 2004

Ściągnij
Ten abstrakt jest oparty na

Zbliża się dzień, w którym setki milionów czujników półprzewodnikowych zostanie zintegrowanych ze wszystkim, co jest możliwe, od breloka do wózka dziecięcego. A wszystkie z nich będą mogły nie tylko pełnić funkcję inteligentnych czujników, ale także wykonywać podstawowe przetwarzanie informacji, a także współdziałać ze sobą, tworząc jedną bezprzewodową sieć czujników. Jednocześnie takie czujniki praktycznie nie zużywają energii elektrycznej, ponieważ wbudowane miniaturowe baterie wystarczą na kilka lat, czyli przez cały okres użytkowania czujników. Będzie to koncepcyjnie nowy typ system komputerowy działający z bezprzewodową siecią czujników. Taka sieć nazywa się Ad-hoc Wireless Sensor Networks. Termin Ad-hoc jest zapożyczony z nowoczesnych sieci bezprzewodowych, takich jak standard IEEE 802.11b. Takie sieci bezprzewodowe mają dwa tryby interakcji: tryb infrastruktury i Ad-hoc. W trybie Infrastruktury węzły sieciowe nie wchodzą w interakcję bezpośrednio ze sobą, ale za pośrednictwem Punktu Dostępowego, który pełni rolę swoistego koncentratora w sieci bezprzewodowej (podobnie jak w tradycyjnych sieciach kablowych). W trybie Ad-hoc, zwanym również Peer-to-Peer, stacje komunikują się bezpośrednio ze sobą. W związku z tym w bezprzewodowych sieciach czujnikowych tryb Ad-hoc oznacza, że ​​wszystkie czujniki bezpośrednio oddziałują ze sobą, tworząc rodzaj sieci komórkowej.

Bezprzewodowe sieci czujników to swoisty krok w kierunku następnej ery - kiedy komputery będą bezpośrednio połączone ze światem fizycznym i będą mogły odgadywać pragnienia użytkowników, a także podejmować za nich decyzje.
Pomarzmy trochę o tym, co takie sieci czujników przyniosą nam w przyszłości. Wyobraź sobie łóżeczka słuchające oddechu dzieci; bransoletki monitorujące stan pacjentów w klinice; czujki dymu, które w razie potrzeby mogą nie tylko wezwać strażaków, ale także poinformować ich z wyprzedzeniem o źródle pożaru i stopniu skomplikowania pożaru. Urządzenia elektroniczne będą mogły się rozpoznawać, źródła zasilania będą przypominać, że muszą się „nakarmić”.

Wyobraź sobie setki tysięcy czujników dotykowych zintegrowanych z wspólna sieć w lesie. W takim lesie po prostu nie da się zgubić, ponieważ ruch człowieka będzie rejestrowany i analizowany przez czujniki. Innym przykładem są czujniki w terenie, dostrojone do monitorowania stanu gleby i, w zależności od zmieniających się warunków, regulacji nawadniania i ilości stosowanego nawozu.
Nie mniej przydatne będą sieci czujników na drogach. Komunikując się ze sobą, będą mogli regulować przepływ samochodów. To marzenie każdego kierowcy – drogi bez korków! Takie sieci będą w stanie poradzić sobie z tym zadaniem znacznie skuteczniej niż jakakolwiek agencja. Problem z kontrolą
wykroczenia na drogach będą rozwiązywane same.

Wykorzystanie sieci czujników do zarządzania energią pozwoli osiągnąć niesamowite oszczędności energii. Wyobraź sobie taką sieć kontrolną w swoim mieszkaniu. Śledząc Twoją lokalizację, czujniki będą mogły wyłączać światła za Tobą wszędzie i włączać je w razie potrzeby. Cóż, jeśli użyjesz takich sieci do sterowania oświetleniem ulic i dróg, to problem braku prądu zniknie sam. Aby sieci czujników stały się rzeczywistością jutra, badania w tym kierunku są już w toku. A liderem w tej dziedzinie jest firma Intel Corporation, która obsługuje wszystkie zaawansowane technologie komputerowe przyszłości. Szczególną uwagę zwraca się na rozwój bezprzewodowych wielowęzłowych sieci czujników zdolnych do niezależnego automatycznego tworzenia i konfiguracji w razie potrzeby. Wdrożenie tej technologii umożliwi wdrożenie sieci niedrogich, ale jednocześnie bardzo skomplikowanych półprzewodnikowych urządzeń czujnikowych, które mogą niezależnie komunikować się ze sobą, informując o pewnych zmianach w środowisku. Na przykład czujnik Mica jest wyposażony w 128 kilobajtów oprogramowania pamięci flash, 256 kilobajtów pamięci flash do przechowywania danych oraz nadajnik radiowy pracujący na częstotliwości 900 MHz.
Niektóre z tych urządzeń są uruchomione system operacyjny
TinyOS, kod tego systemu operacyjnego jest open source i składa się z
8,5 KB.

Takie urządzenia znajdą zastosowanie w rewolucyjnych nowych obszarach, takich jak rozwój inteligentnej odzieży, podłączonych koców, które będą monitorować stan zdrowia noworodka i raportować o jego życiowych oznakach, inteligentne farmy, w których czujniki półprzewodnikowe zainstalowane w glebie będą kontrolować nawadnianie
system i nawożenie. Badania sieci czujników w firmie Intel to
słynne laboratorium badawcze Laboratorium badawcze Intel Berkeley z siedzibą w Kalifornii. Istniejące obecnie eksperymentalne sieci czujników tylko częściowo spełniają powyższe wymagania. Tak więc do tej pory sieci składają się tylko z setek czujników o ograniczonym obszarze zasięgu i wykonują tylko dobrze zdefiniowane zadania. Są w stanie przesyłać tylko określony rodzaj informacji z jednego czujnika do drugiego i tylko w określonym paśmie. Zużycie energii również nie jest bez znaczenia
- Bateria wystarcza tylko na kilka dni. Istniejące czujniki dotykowe są nadal dość bezwładne, a wysoka niezawodność i ukrycie w działaniu (przynajmniej ze względu na ich rozmiar) nie wchodzą w rachubę. No i oczywiście takie czujniki są dość drogie, więc sieć składająca się z setek czujników nie jest tania. Ale musimy pamiętać, że mówimy o sieciach eksperymentalnych i rozwoju technologii przyszłości. Jednocześnie eksperymentalne sieci czujników już robią różnicę. Jedna z takich sieci czujników, opracowana wspólnie przez Intel Berkeley Research Laboratory, Atlantic Institute i University of California, działa na Great Duck Island w stanie Maine.

Zadaniem tej sieci jest badanie mikrośrodowiska różnych organizmów biologicznych zamieszkujących wyspę.
Każda interwencja człowieka (nawet w celu uczenia się) jest czasem zbędna,
tu na ratunek przychodzą sieci czujników, które pozwalają zebrać wszystkie niezbędne informacje bez bezpośredniego udziału człowieka.

Sieć czujników wykorzystuje dwie płytki jako elementy węzła. Pierwsza płytka zawiera czujnik temperatury, wilgotności i ciśnienia barometrycznego oraz czujnik podczerwieni. Druga płytka zawiera mikroprocesor (częstotliwość 4 MHz), Baran 1KB, pamięć flash do przechowywania programów i danych, zasilanie (dwie baterie AA) i nadajnik radiowy/
odbiornik pracujący na częstotliwości 900 MHz. Czujniki umożliwiają rejestrację wszystkich niezbędnych informacji i przeniesienie ich do bazy danych komputera hosta. Wszystkie czujniki są wcześniej dokładnie testowane - płytkę z czujnikami zanurza się na dwa dni w wodzie, a jej działanie jest monitorowane. Wszystkie węzły czuciowe tworzą jeden Sieć bezprzewodowa i w stanie dzielić się informacjami. W takim przypadku transfer informacji ze zdalnego węzła sieci do bramy (Gateway Sensor) odbywa się w łańcuchu, czyli od jednego węzła sieci do drugiego, co pozwala na stworzenie dużego obszaru zasięgu.

Poprzez bramę informacje docierają do głównego komputera. W bramce zastosowano antenę kierunkową, co pozwala na zwiększenie zasięgu transmisji do 300 m. Z komputera hosta informacje za pomocą komunikacja satelitarna przesyłane przez Internet do centrum badawczego znajdującego się w Kalifornii.

Personel laboratorium nie mniej aktywnie pracuje nad biologią precyzyjną i tworzeniem biochipów. Oprócz zmysłowej percepcji świata rzeczy stałych, badana jest możliwość „odczuwania” płynnych mediów i biologicznych, rozwijających się obiektów. Takie badania otwierają ogromne perspektywy rozwoju medycyny i farmacji, wdrażania procesów chemicznych i produkcji leków biologicznych. Ponieważ głównym celem sieci czujników jest percepcja i transmisja przydatna informacja eksperci z laboratorium Intel Berkeley opracowują metodologię łączenia czujników z obiektami, które odpowiadają za monitorowanie, a także badają możliwość stworzenia „aktuatorów” – urządzeń opartych na czujnikach, które pozwalają wpływać na sytuację, a nie tylko rejestrować jego stan. Sieci czujników są oczywiście przydatne w zastosowaniach wojskowych, jedną z możliwych odmian sieci były testy „walki” w Afganistanie, gdzie armia amerykańska rozmieściła kilkaset czujników do śledzenia ruchów wrogiego sprzętu wojskowego. Jednak o wdrożeniu
Prawdziwe sieci w naszym życiu zbyt wcześnie, by powiedzieć, sieć jest podatna na odporność na awarie. Atak typu „odmowa usługi” (DoS) na sieć czujników to każde zdarzenie, które zmniejsza lub eliminuje zdolność sieci do wykonywania oczekiwanych funkcji. Autorzy proponują oparcie protokołów sieci czujników na architekturze warstwowej, co może zaszkodzić wydajności sieci, ale zwiększyć jej niezawodność. Omówiono typy ataków DoS typowe dla każdego poziomu oraz dopuszczalne metody ochrony. Tak więc nawet dzisiaj, pomimo niedoskonałości i wciąż dość wąskiego zakresu zastosowań, sieci sensorowe są wykorzystywane w nauce, a później w życiu.

Wykorzystywane strony internetowe: