WSN (langaton anturiverkko) on alueellisesti hajautettu anturi, jota käytetään seuraamaan fyysisiä olosuhteita sekä ympäristöolosuhteita, kuten ääntä, lämpötilaa, paineita kuljettamaan tietojaan verkon kautta pääpaikkaan. Nykyiset verkot ovat kaksisuuntaisia, mikä mahdollistaa myös anturin toiminnan ohjaamisen. Näiden kehitystyön innoittamana ovat sotilaalliset sovellukset. langattomien anturiverkkojen sovellukset pääasiassa kuluttaja- ja teollisuustuotteisiin, kuten koneen terveystarkkailuun, teollisuusprosessien ja langattomien anturiverkkoprojektien ohjaukseen ja seurantaan. WSN on valmistettu sadoista ja tuhansista solmuista, joissa kukin solmu on yhdistetty yhdellä tai useammalla anturilla. Jokainen solmu sisältää useita osia, kuten radiolähetin-vastaanotin, jossa on antenni, ja elektroninen piiri , mikro-ohjain ja energialähde. Tässä artikkelissa luetellaan langattoman anturin verkkoprojektit insinööriopiskelijoille.
Langattomat anturiverkkohankkeet insinööriopiskelijoille
Projektityö tarjoaa insinööriopiskelijoille useita mahdollisuuksia oppia tärkeitä asioita ja parantaa käytännön tietoa. Jokaisen, joka haluaa tulla täysimittaiseksi insinööriksi, on vaadittava lisätietoa yhdessä oppiaineen kanssa.
Joten tekniikan opiskelijan on hankittava enemmän käytännön tietoa käytännön oppimismenetelmällä PROJEKTITÖIDEN, kuten elektroniikkaprojektit . Siten tässä artikkelissa käsitellään joitain uusia langattomien anturiverkkoprojekteja ja viestintäprojektit viimeisen vuoden insinööriopiskelijoille vuosina 2014--2015.
Langattoman anturin verkkoprojektit
Langaton anturiverkko hankkeisiin sisältyy langattomia anturiverkkosovelluksia, kuten langaton SCADA, Zigbee-kotiautomaatio, muuntaja terveyden seurantajärjestelmä , ja niin edelleen.
Langaton verkkopohjainen langaton SCADA
Ei ole mahdollista saavuttaa manuaalista hallintaa teollisuudessa käynnissä olevissa useissa jatkuvissa prosesseissa. Ehdotettu järjestelmä on suunniteltu saavuttamaan ja ohjaamaan useita prosesseja suurteollisuudessa etävalvonnalla. SCADA on yksi suurimmista tekniikoista elektroniikan perusprojektit jota käytetään tarkkailemaan syrjäistä aluetta ilman ihmisen häiriöitä.
Tässä projektissa käytetään neljää lämpötila-anturit muodostettu langattomina anturiverkkoprojekteina, jotka sijaitsevat eri paikoissa. Jos anturin lämpötila nousee käyttöliittymän asetuspisteessä, rele tehdään kytkemään lämmityslaite päälle ja pois (lampun kuormitus) ylläpitämään asetettua lämpötilaa. SCADA-järjestelmässä erityyppiset anturit voidaan käyttää useisiin ohjausjärjestelmiin
Langaton verkkopohjainen langaton SCADA
XBEE-pohjainen etävalvontajärjestelmä
Tämä on yksinkertaista miniprojekti ECE-opiskelijoille joka on suunniteltu suojaamaan muuntajaa seuraamalla generaattorin / muuntajan parametreja, kuten virtaa, jännitettä ja lämpötilaa anturilaitteiden, kuten virtamuuntajan, lämpötila-anturin ja potentiaalimuuntajan kautta, ja seuraamaan niitä etäsijainnista käyttämällä Zigbee langaton tiedonsiirto .
XBEE-pohjainen etävalvontajärjestelmä
Lähettimen päähän on kiinnitetty kolme anturia muodostamaan langaton anturiverkkoprojekti, jolla on jokaisella parametrilla tietty alue. Jos nämä parametrit ylittävät kiinteät rajat, lähetin lähettää signaalin vastaanottopäähän XBEE-lähetin-vastaanottimella. Varoituskuorman vaihtaminen releellä ja hälyttää käyttäjää puhemoduulin kautta.
XBEE-pohjainen kolmen parametrin etävalvonta muuntajan / generaattorin kunnossa
Tätä järjestelmää käytetään parametrien, kuten jännitteen, virran, jakelumuuntajan lämpötilan mittaamiseen mittauslaitteiden tai anturiverkon kautta, kuten lämpötila-anturi, potentiaali- ja virtamuuntajat, näiden arvojen siirtämiseksi etäpaikkaan Zigbee langaton tekniikka .
XBEE-pohjainen muuntajan etävalvonta
Tämä on langattomien anturiverkkoprojekti, jossa anturiverkko on kiinnitetty lähettimen päähän tietyllä alueella jokaisesta parametrista. Jos nämä parametrit ylittävät kiinteät rajat, lähetin lähettää signaalin vastaanottopäähän XBEE-lähetin-vastaanottimen avulla. Kuorman vaihtaminen releellä ja viesti näytetään nestekidenäytössä.
Langattomiin anturiverkkoihin perustuvat lääketieteelliset sovellukset
Nykyään terveydenhuoltojärjestelmä on erittäin monimutkainen. Ehdotettu järjestelmä on suunniteltu tarjoamaan lopullisia ratkaisuja terveydenhuoltoon langattomia anturiverkkoja käyttämällä. Tätä ehdotettua järjestelmää käytetään potilaan terveyden seurantaan langattomasti RF-tekniikka .
Se on erittäin tylsä menetelmä. Tässä ehdotetussa järjestelmän lähetysmoduuli lukee jatkuvasti potilaan kehon lämpötilaa digitaalisen lämpötila-anturin kautta, näyttää sen LCD-näytöllä ja lähettää sen mikro-ohjaimelle, joka lähettää koodatut sarjatiedot ilman kautta radiotaajuudella RF-moduulin kautta .
Langattomiin anturiverkkoihin perustuvat lääketieteelliset sovellukset
Langaton antureihin perustuva järjestelmä kodin energiankulutukseen
Langatonta anturiverkkopohjaista järjestelmää käytetään runsaasti energiaa vaativissa kodinkoneissa, kuten kodinkoneissa, ääni- / videolaitteissa, viestintälaitteissa, ilmastointijärjestelmissä, lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmissä, mikä tekee kodistamme yhden kriittisimmistä alueista energiankulutuksen vaikutuksista luonnonympäristöön. Zigbee kodin automatisointi on yksinkertainen miniprojekti ece-opiskelijalle, joka voidaan toteuttaa kodinkoneiden automaattista ohjausta varten
Langaton antureihin perustuva järjestelmä kodin energiankulutukseen
Mobiili ja WSN-pohjainen sovellus maatilan seurannan ja kasvinsuojelun luomiseksi kestävää viljelyä ja köyhyyden vähentämistä varten
Langattomat anturiverkot (WSN) syntyivät kehittyneillä alueilla mikro-sähkömekaanisen järjestelmän (MEMS) tekniikka , langaton viestintä ja digitaalinen elektroniikka . WSN-laitteet ovat kooltaan pieniä, edullisia ja vaativat vähän virtaa toimiakseen. Tunnistettujen WSN-anturisolmujen perusrakenne on esitetty kuvassa
Mobiili ja langaton anturiverkko
Anturisolmu koostuu neljästä pääkomponentista. Osat ovat pääasiassa anturiyksikkö, prosessointiyksikkö, siirtoyksikkö ja tehoyksikkö. Sovellustyypistä riippuen anturisolmussa voi olla muita osia, kuten tilanne, etsintäjärjestelmä, mobilisointi ja virtageneraattori.
Sensing-yksikkö yleensä kantaa tunnistustietojen tunnistamisen ja keräämisen taakan ja siirtää sitten tiedot käsittely-yksikköön. Käsittelyyksikkö vastaanottaa tunnistetut tiedot ja käsittelee ne näiden projektien päällikön mukaan. Siirtoyksikkö yhdistää anturin, ei verkkoon. Virtayksikkö toimittaa anturisolmun käyttämiseen tarvittavan virran.
Langattomiin anturiverkkoihin perustuvat sotilassovellukset
Armeija voi käyttää langattomia anturiverkkoja moniin tarkoituksiin, kuten militanttien toiminnan seuraamiseen syrjäisillä alueilla ja joukkojen suojaamiseen. Varustettu asianmukaisilla antureilla nämä verkot voivat mahdollistaa vihollisen liikkeen havaitsemisen, vihollisjoukkojen tunnistamisen ja niiden liikkeen ja edistymisen analysoinnin. Tämän artikkelin painopiste on joustavien langattomien anturiverkkojen sotilaallisissa vaatimuksissa.
Langattomiin anturiverkkoihin perustuvat sotilassovellukset
Tärkeimpien verkostoitumisominaisuuksien ja sotilaallisten käyttötapojen perusteella annetaan tietoa erityisistä sotilaallisista vaatimuksista, jotta lukija ymmärtää näiden verkkojen toimintaa lähitulevaisuudessa ja keskipitkällä aikavälillä (seuraavien kolmen tai kahdeksan vuoden aikana). Artikkeli rakentaa sotilaallisten anturiverkkolaitteiden kehityksen identtisellä lentäjällä kolmen sukupolven antureita ja niiden ominaisuuksia.
Langattomat anturiverkkoprojektit antavat valtavan voiton useille kaupallisille yrityksille, kuten energia- ja prosessiparannuksille, kustannussäästöille, materiaaleille ja energialle, työvoimalle ja nostavat tuottavuutta. Jotkut langattomien anturiverkkojen projektiideoita vuodelle 2015 käsitellään jäljempänä.
WSN-pohjainen maaperän lämpötilan ja kosteuden seuranta Arduinolla
Tämän projektin päätarkoitus on suunnitella automaattinen kastelujärjestelmä tämä saa moottoripumpun kytkeytymään päälle ja pois tunnistaen maaperän kosteuden. Kastelujärjestelmän asianmukainen käyttö maataloudessa on erittäin tärkeää. Suurin etu tämän projektin käytössä on, että voimme vähentää ihmisten osallistumista
Tämä WSN-projekti käyttää ennalta ohjelmoitua Arduino-korttia vastaanottamaan i / p-signaalin maaperän kosteuden muuttamisesta anturijärjestelyn avulla. Projektissa käytetään Arduino-lauta joka on ohjelmoitu vastaanottamaan maaperän vaihtelevien kosteusolosuhteiden tulosignaali anturijärjestelyn kautta. Tämä prosessi suoritetaan käyttämällä operatiivinen vahvistin mikä on käytetään vertailijana . Tämä vertailulaite toimii rajapintana mikrokontrollerin ja anturijärjestelyn välillä.
Kun mikro-ohjain ottaa signaalin, se tuottaa o / p-signaalin vesipumpun kytkimen releen käyttämiseksi. An LCD-näyttö käytetään vesipumpun ja maaperän tilan näyttämiseen, joka on liitetty mikrokontrolleriin. Tämän projektin anturijärjestely on suunniteltu kahdella metallisella jäykällä tangolla ja näiden kahden tangon liitännät annetaan ohjausyksikköön.
Lisäksi tätä projektia voidaan kehittää liittymällä a GSM-moduuli . Jotta voimme lähettää tekstiviestin asianomaiselle henkilölle vesipumpun tilasta ja voimme myös kytkeä vesipumpun päälle / pois päältä lähettämällä tekstiviestin.
WSN- ja GSM-moduulipohjainen automaattinen kastelujärjestelmä
Tämän kastelujärjestelmän pääajatuksena on moottoripumpun kytkeminen päälle / pois päältä tunnistamalla maaperä WSN: n avulla maatalouden alalla. Maaperän tila voidaan tietää lähettämällä tekstiviesti GSM-moduulin avulla.
Maatalousalalla kastelun käyttö on pakollista. Käyttämällä tätä menetelmää voimme vähentää työvoimaa. Tämä projekti on suunniteltu valmiiksi ohjelmoituna 8051-mikrokontrolleri , joka vastaanottaa signaalin anturijärjestelystä.
Automaattinen kastelujärjestelmä, joka perustuu maaperän kosteuspitoisuuteen
Tämä menettely saavutetaan käyttämällä operatiivista vahvistinta ja se toimii rajapintana anturilaitteena ja 8051-mikrokontrollereina.
Kun 8051-mikrokontrolleri saa tämän signaalin, se antaa lähdön vesipumpun käyttöreleen käyttämiseksi. GSM-modeemin avulla se lähettää myös tekstiviestin valtuutetulle henkilölle. LCD-näyttöä käytetään vesipumpun PÄÄLLE / POIS-tilan ja maaperän tilan näyttämiseen.
Anturijärjestely on suunniteltu kahdella jäykällä metallitangolla ja näiden tankojen liitännät on liitetty ohjausyksikköön. Lisäksi tätä projektia voidaan kehittää Xbee tai Bluetooth-tekniikka , niin että kun vesipumppu käynnistyy tai sammuu, tiedot lähetetään matkapuhelimeen.
WSN-pohjainen liikennevalojen valvonta
Kaupunkialueilla ajoneuvoliikenne kasvaa päivittäin, joten se aiheuttaa enemmän ruuhkia ja seurauksia ihmisten terveydelle, ympäristölle ja taloudelle. Liikenteen vähentämiseen käytetyt perinteiset menetelmät ovat tehottomia kustannusten, suorituskyvyn, tuen ja ylläpidon kannalta lisääntyneen liikenteen vuoksi.
Tämän ongelman voittamiseksi WSN (langaton anturiverkko) on kehittyvä tekniikka, johon sisältyy tehokas potentiaali. Tällä tekniikalla on valtava lisäarvo ITS: lle (älykkäät kuljetusjärjestelmät).
WSN: ää käyttävä onnettomuuksien tunnistusjärjestelmä
Tätä hanketta käytetään toteuttamaan järjestelmä ajoneuvon onnettomuuksien havaitsemiseksi ihmishenkien pelastamiseksi. Tällä hetkellä on välttämätöntä vähentää ajoneuvon onnettomuuksia lähettämällä ilmoitus tehokkaasti viranomaisille. Tätä projektia käytetään toteuttamaan RTTADS (reaaliaikainen liikenneonnettomuuksien havaitsemisjärjestelmä), joka käyttää RFID- ja WSN-tekniikoita.
Tässä projektissa anturit on järjestetty siten, että se havaitsee ajoneuvon onnettomuuspaikan sekä ajoneuvon nopeuden ennen onnettomuutta ja ei. matkustajan ajoneuvossa. Kun anturit havaitsevat ajoneuvon sijainnin, se lähettää signaalin valvonta-asemalle, jotta se tunnistaa ajoneuvon sijainnin ja lähettää hälytyksen asianomaiselle henkilölle.
WSN-pohjainen alueen seuranta
Aluevalvonta on yksi langattomien anturiverkkojen sovelluksista. Alueen seurannassa järjestetään WSN, missä seuranta on tarpeen. Sotilassovelluksissa antureita käytetään pääasiassa vihollisen keskeytysten havaitsemiseen.
Kun anturit havaitsevat lämmön tai paineen, tiedot siirretään yhteen tukiasemista, jotta voidaan ryhtyä tarvittaviin toimiin. Samoin WSN: t käyttävät erilaisia antureita havaitsemaan ajoneuvoja, jotka vaihtelevat moottoripyörästä autoon.
WSN-pohjainen ilman pilaantumisen seuranta
WSN: llä on keskeinen rooli ilmassa olevien vaarallisten kaasujen seurannassa. Joten niitä käytetään eri kaupungeissa, kuten Lontoossa, Tukholmassa ja Brisbanessa. Kiinteisiin linkkeihin verrattuna nämä verkot voivat hyödyntää langattomien linkkien, kuten ad-hoc, etuja, jotta ne olisivat kannettavampia lukemien testaamiseksi eri alueilla.
WSN- ja Zigbee-pohjainen potilaan kehon seurantajärjestelmä
Tätä projektia käytetään toteuttamaan WSN (langaton anturiverkko) -järjestelmä, jota käytetään potilaan etävalvontaan Zigbee-verkon kautta. On olemassa erilaisia terveysparametreja, kuten EKG: tä, ruumiinlämpöä, sykettä eri antureilla.
Anturista kerätty data voidaan välittää lääkärille tai keskusvalvonta-asemalle Zigbee-verkon kautta. Kaikki nämä parametrit voidaan näyttää PC: llä graafisesti vastaanottopäässä LabVIEW GUI: n kautta.
WSN-pohjainen älykäs ohjain öljylähteille
Tätä projektia käytetään öljynporauslaitteen terveyden seurantajärjestelmän suunnitteluun. Tässä projektissa WSN: ää käytetään sekä tarkkailemaan että valvomaan erilaisia öljykuoppiin sijoitettuja säätimiä. Kaikkia Zigbee-säätimiä lämpötila-, taso- ja kaasuantureiden kautta voidaan tarkkailla etäältä keskiasennosta Zigbee-verkon kautta.
Zigbee- ja WSN-pohjainen metsäpalojen havaitseminen
Tämä projekti on suunniteltu aurinkopohjaisella ohjaimella metsäpalojen havaitsemiseen etäältä. Aurinkopohjainen ohjain voidaan järjestää metsässä Zigbee-verkon avulla. Tämä ohjain sisältää erilaisia Zigbee-lähetin-antureita, kuten lämpötila, savu, sade ja paine. Näitä parametreja voidaan seurata keskuspaikalla etänä.
WSN-pohjainen rakenteellinen seuranta
Langattomia anturiverkkoja käytetään rakennusten ja kuljetusrakenteiden, kuten siltojen, tunnelien, pengerteiden, ylityspaikkojen jne., Liikkumisen tarkistamiseen. Tämän järjestelmän avulla insinööri voi seurata rakenteita ilman, että tarvitsee käydä paikalla. Tiedot voidaan kerätä yleensä viikoittain tai kuukausittain vierailemalla sivustoilla. Tämän voittamiseksi toteutetaan WSN-pohjainen rakenteellinen seurantajärjestelmä.
Koneen kunnonvalvonta WSN: n avulla
WSN: t on toteutettu koneiden CBM: lle. Tässä CBM tarkoittaa ehtoihin perustuvaa ylläpitoa. Tämä järjestelmä säästää huomattavasti kustannuksia ja mahdollistaa innovatiiviset toiminnot. Langattomiin verrattuna kiinteät järjestelmät käyttävät tarpeeksi antureita asennukseen, koska anturit ovat usein rajoitettuja johdotuskustannusten kautta. Aikaisemmin tavoittamattomat alueet, kuten vaaralliset muuten hallitut alueet, liikkuvat laitteet ja pyörivät koneet, voidaan nyt saavuttaa langattomien anturien avulla.
WSN maataloudessa
Langattomia anturiverkkoja voidaan käyttää maataloudessa vähentämään johdotuksen ylläpitoa vaikeassa ympäristössä. Painovoiman syöttämiseen tarkoitetut vesijärjestelmät voidaan tarkistaa painelähettimien avulla, jotta vesisäiliöiden tasot voidaan tarkistaa ja vesipumppuja voidaan ohjata langattomien laitteiden avulla. Vedenkäyttö voidaan mitata ja siirtää takaisin langattomasti keskusohjauskeskukseen laskutusta varten. Kastelun automatisointi mahdollistaa tehokkaamman veden käytön ja vähentää jätettä.
Näin ollen kyse on kaikesta langaton anturiverkko hankkeita. Nämä ovat innovatiivisimpia langattomia anturiverkkoprojekteja ja viimeisen vuoden hankkeet ECE: lle opiskelijat eri sovellusalueilla. Toivomme, että olet saanut paremman käsityksen näistä projekteista. Lisäksi, jos epäilet langattomia anturiverkkosovelluksia, anna palautetta kommentoimalla alla olevassa kommenttiosassa. Tässä on kysymys sinulle, mikä on Zigbee?
