WSN (Wireless Sensor Network) je prostorově distribuovaný senzor, který se používá k monitorování fyzických podmínek i podmínek prostředí, jako je zvuk, teplota, tlak pro předávání jejich informací sítí na hlavní místo. Současné sítě jsou obousměrné, což také umožňuje řízení aktivity senzorů. Vývoj těchto n / w je inspirován vojenskými aplikacemi. The aplikace bezdrátových senzorových sítí zapojit se hlavně do spotřebitelských a průmyslových odvětví, jako je monitorování stavu strojů, řízení a monitorování projektů průmyslových procesů a bezdrátových senzorových sítí. WSN se vyrábí se stovkami a tisíci uzlů, kde je každý uzel spojen s jedním nebo více senzory. Každý uzel obsahuje různé části, jako je rádiový vysílač s anténou, atd elektronický obvod , mikrokontrolér a zdroj energie. V tomto článku jsou uvedeny projekty bezdrátových senzorových sítí pro studenty inženýrství.
Projekty bezdrátové sítě senzorů pro studenty inženýrství
Projektová práce nabízí studentům inženýrství několik příležitostí naučit se důležité věci a zlepšit praktické znalosti. Každý, kdo se chce stát plnohodnotným inženýrem, musí kromě znalostí předmětu vyžadovat další znalosti.
Student inženýrství tedy musí získat více praktických znalostí prostřednictvím pragmatického přístupu k učení prostřednictvím PROJEKTOVÝCH PRÁC, jako je projekty elektroniky . Tento článek tedy pojednává o některých nových projektech bezdrátových senzorových sítí a komunikační projekty pro studenty posledního ročníku strojírenství v letech 2014-2015.
Síťové projekty bezdrátových senzorů
Síť bezdrátových senzorů projekty zahrnují bezdrátové sítě senzorových aplikací, jako jsou bezdrátové SCADA, domácí automatizace Zigbee, transformátory systém monitorování zdraví , a tak dále.
Bezdrátový SCADA založený na bezdrátové síti
Není možné dosáhnout manuální kontroly nad několika kontinuálními procesy probíhajícími v průmyslových odvětvích. Navrhovaný systém je navržen tak, aby na dálku dosahoval a kontroloval více procesů ve velkých průmyslových odvětvích prostřednictvím dohledu. SCADA je jednou z nejlepších technologií v základní projekty elektroniky který slouží k monitorování vzdálené oblasti bez lidského zásahu.
V tomto projektu pomocí čtyř teplotní senzory vytvořeny jako projekty bezdrátových senzorových sítí, které jsou umístěny na různých místech. Pokud se teplota snímače zvýší na nastavenou hodnotu grafického uživatelského rozhraní, relé se zapne a vypne topení (zátěž lampy), aby se udržela nastavená teplota. Ve SCADA systému různé typy senzorů lze použít pro více řídicích systémů
Bezdrátový SCADA založený na bezdrátové síti
Vzdálený monitorovací systém založený na XBEE
To je jednoduché mini projekt pro studenty ECE který je určen k ochraně transformátoru monitorováním parametrů generátoru / transformátoru, jako je proud, napětí a teplota, prostřednictvím snímacích zařízení, jako je transformátor proudu, teplotní senzor a potenciální transformátor, a jejich monitorování ze vzdáleného místa použitím Bezdrátová komunikace Zigbee .
Vzdálený monitorovací systém založený na XBEE
Tři senzory jsou upevněny na konci vysílače a vytvářejí projekty bezdrátové sítě senzorů s určitým rozsahem každého parametru. Pokud tyto parametry překročí stanovené limity, vysílač vysílá signál na přijímací konec vysílačem / přijímačem XBEE. Přepnout výstražnou zátěž pomocí relé a upozornit uživatele prostřednictvím hlasového modulu.
Vzdálené monitorování 3 parametrů na zdraví transformátoru / generátoru na základě XBEE
Tento systém se používá k získání parametrů, jako je napětí, proud, teplota distribučního transformátoru přes měřicí zařízení nebo síť senzorů, jako je teplotní senzor, transformátory potenciálu a proudu, k přenosu těchto hodnot na vzdálené místo prostřednictvím Bezdrátová technologie Zigbee .
Monitorování stavu vzdáleného transformátoru na základě XBEE
Jedná se o projekt bezdrátových senzorových sítí, kde je senzorová síť fixována na konci vysílače s určitým rozsahem každého parametru. Pokud tyto parametry překročí pevné limity, pak vysílač vysílá signál na přijímací konec pomocí transceiveru XBEE. Přepnutí zátěže relé a zobrazení zprávy na LCD.
Lékařské aplikace založené na bezdrátových senzorových sítích
V dnešní době je systém zdravotní péče velmi složitý. Navrhovaný systém je navržen tak, aby poskytoval špičková řešení ve zdravotnictví pomocí bezdrátových senzorových sítí. Tento navrhovaný systém se používá k monitorování zdraví pacienta pomocí bezdrátového připojení RF technologie .
Je to velmi zdlouhavá metoda. V tomto navrhovaném systému vysílací modul nepřetržitě čte tělesnou teplotu pacienta pomocí digitálního teplotního senzoru, zobrazuje jej na LCD obrazovce a odesílá ji do mikrokontroléru, který přenáší kódovaná sériová data vzduchem pomocí RF (vysokofrekvenční) přes RF modul .
Lékařské aplikace založené na bezdrátových senzorových sítích
Systém založený na bezdrátových senzorech pro domácí spotřebu energie
Systém založený na bezdrátových senzorech se používá v domácích spotřebičích s vysokou spotřebou energie, jako je bílé zboží, audio / video zařízení, komunikační zařízení, klimatizační systémy, topení a chlazení, díky nimž jsou naše domácnosti jednou z nejdůležitějších oblastí za dopad spotřeby energie na přírodní prostředí. Zigbee automatizace domácnosti je jednoduchý mini projekt pro studenta, které lze implementovat pro automatické ovládání domácích spotřebičů
Systém založený na bezdrátových senzorech pro domácí spotřebu energie
Mobilní aplikace a aplikace založené na WSN k vytvoření monitorování zemědělské oblasti a ochrany rostlin pro udržitelnou produkci plodin a snižování chudoby
Bezdrátové senzorové sítě (WSN) vyplynuly z pokroku v oblastech technologie mikro-elektro-mechanického systému (MEMS) , bezdrátová komunikace a digitální elektronika . Zařízení WSN mají malou velikost, nízkou cenu a pro svou práci vyžadují nízkou spotřebu. Základní struktura uzlů senzoru WSN, jak je identifikována, je uvedena na obr
Síť mobilních a bezdrátových senzorů
Uzel senzoru tvoří čtyři hlavní komponenty. Díly jsou hlavně snímací jednotka, zpracovatelská jednotka, přenosová jednotka a pohonná jednotka. V závislosti na typu aplikace může mít uzel snímače další součásti, jako je situace, vyhledávací systém, mobilizace a generátor energie.
Snímací jednotka obvykle bere břemeno snímání a shromažďování údajů snímače a poté předává data zpracovatelské jednotce. Zpracovatelská jednotka přijímá snímaná data a zpracovává je podle Master těchto projektů. Přenosová jednotka spojuje snímač, nikoli síť. Pohonná jednotka dodává energii potřebnou k provozu uzlu senzoru.
Vojenské aplikace založené na bezdrátových senzorových sítích
Sítě bezdrátových senzorů mohou být využívány armádou k mnoha účelům, jako je sledování militantní činnosti ve vzdálených oblastech a ochrana síly. Tyto sítě, které jsou vybaveny vhodnými senzory, umožňují detekci pohybu nepřítele, identifikaci nepřátelských sil a analýzu jejich pohybu a pokroku. Tento článek se zaměřuje na vojenské požadavky na flexibilní bezdrátové senzorové sítě.
Vojenské aplikace založené na bezdrátových senzorových sítích
Na základě hlavních charakteristik sítí a případů vojenského použití je uveden přehled konkrétních vojenských požadavků, aby čtenáři usnadnili pochopení fungování těchto sítí v blízkém až střednědobém horizontu (během příštích tří až osmi let). Článek strukturuje vývoj vojenských síťových zařízení senzorů pomocí identických létajících tří generací senzorů spolu s jejich schopnostmi.
Projekty bezdrátových senzorových sítí přinášejí enormní zisk několika komerčním podnikům, jako jsou energetická a procesní zlepšení, úspory nákladů, materiálu a energie, pracovní úsilí a zvyšuje produktivitu. Některé z bezdrátové projekty senzorových sítí pro rok 2015 jsou diskutovány níže.
Monitorování teploty a vlhkosti půdy pomocí Arduina na základě WSN
Hlavním účelem tohoto projektu je navrhnout automatický zavlažovací systém který zapíná a vypíná motorové čerpadlo snímáním vlhkosti půdy. Správné používání zavlažovacího systému v oblasti zemědělství je velmi důležité. Hlavní výhodou použití tohoto projektu je, že můžeme snížit lidské zapojení
Tento projekt WSN využívá předprogramovanou desku Arduino pro příjem i / p signálu o změně vlhkostního stavu půdy prostřednictvím snímacího uspořádání. Projekt využívá Deska Arduino který je naprogramován tak, aby přijímal vstupní signál měnících se vlhkostních podmínek půdy prostřednictvím snímacího uspořádání. Tento proces se provádí pomocí operační zesilovač který je používá se jako komparátor . Tento komparátor funguje jako rozhraní mezi mikrokontrolérem a snímacím uspořádáním.
Když mikrokontrolér vezme signál, potom vydá signál o / p pro řízení relé pro zapnutí vodního čerpadla. An LCD displej se používá k zobrazení stavu vodního čerpadla a půdy, která je propojena s mikrokontrolérem. Snímací uspořádání tohoto projektu je navrženo se dvěma kovovými tuhými tyčemi a připojení těchto dvou tyčí je dáno řídicí jednotce.
Kromě toho lze tento projekt vyvinout propojením a GSM modul . Abychom mohli zaslat dotyčné osobě SMS ohledně stavu vodního čerpadla a také můžeme zapnout / vypnout vodní čerpadlo zasláním SMS.
Automatizovaný zavlažovací systém založený na WSN a GSM modulu
Hlavní koncepcí tohoto zavlažovacího systému je zapnutí / vypnutí motorového čerpadla snímáním půdy pomocí WSN v oblasti zemědělství. Stav půdy lze zjistit zasláním SMS pomocí modulu GSM.
V oblasti zemědělství je používání zavlažování povinné. Použitím této metody můžeme snížit pracovní sílu. Tento projekt je navržen s předprogramovaným 8051 mikrokontrolér , který přijímá signál z uspořádání senzorů.
Automatický zavlažovací systém založený na obsahu vlhkosti půdy
Tohoto postupu je dosaženo použitím operačního zesilovače a funguje jako rozhraní b / n snímacího zařízení a mikrokontrolérů 8051.
Když mikrokontrolér 8051 dostane tento signál, vytvoří výstup pro řízení relé pro provoz vodního čerpadla. Pomocí GSM modemu také odesílá SMS oprávněné osobě. LCD displej se používá k zobrazení stavu stavu zapnutí / vypnutí vodního čerpadla a znečištění.
Snímací uspořádání je navrženo se dvěma tuhými kovovými tyčemi a spojení těchto tyčí je propojeno s řídicí jednotkou. Dále může být tento projekt vyvinut s Xbee nebo Technologie Bluetooth , takže při zapnutí nebo vypnutí vodního čerpadla jsou data odeslána do mobilního telefonu.
Monitorování semaforu na základě WSN
V městských oblastech automobilová doprava každým dnem stoupá, což způsobí větší dopravní zácpy a dopady na lidské zdraví, životní prostředí a ekonomiku. Tradiční metody, které se používají ke snížení provozu, jsou neefektivní z hlediska nákladů, výkonu, podpory a údržby kvůli zvýšenému provozu.
K překonání tohoto problému je WSN (Wireless Sensor Network) rozvíjející se technologií, která zahrnuje efektivní potenciál. Tato technologie má obrovskou přidanou hodnotu pro ITS (inteligentní dopravní systémy).
Systém identifikace nehod využívající WSN
Tento projekt se používá k implementaci systému detekce dopravní nehody s cílem zachránit lidský život. V současné době je zásadní snížit nehodovost vozidel efektivním zasíláním oznámení orgánům. Tento projekt se používá k implementaci RTTADS (Real-Time Traffic Accident Detection System) pomocí technologií RFID a WSN.
V tomto projektu jsou senzory uspořádány tak, aby detekovaly místo nehody vozidla spolu s rychlostí vozidla před nehodou a č. cestujícího ve vozidle. Jakmile senzory detekují polohu vozidla, odešlou signál na monitorovací stanici, aby detekovala polohu vozidla a odešle upozornění dotyčné osobě.
Monitorování oblasti založené na WSN
Monitorování oblasti je jednou z aplikací bezdrátových senzorových sítí. Při monitorování oblasti je uspořádána WSN, kde je vyžadováno monitorování. Ve vojenských aplikacích se senzory používají hlavně k detekci přerušení nepřátel.
Jakmile senzory detekují teplo nebo tlak, jsou data přenesena do jedné ze základnových stanic, aby bylo možné provést příslušnou akci. Podobně WSN používají různé senzory, aby si všimly existence vozidel, která sahají od motorek po automobily.
Monitorování znečištění ovzduší založené na WSN
WSN hrají klíčovou roli při monitorování nebezpečných plynů ve vzduchu. Ty se tedy používají v různých městech, jako je Londýn, Stockholm a Brisbane. Ve srovnání s kabelovými spoji mohou tyto sítě využívat výhod bezdrátových spojů, jako je ad hoc, aby byly přenositelnější pro testování naměřených hodnot v různých oblastech.
Monitorovací systém založený na WSN a Zigbee pro tělo pacienta
Tento projekt se používá k implementaci systému WSN (bezdrátová síť senzorů), který se používá ke vzdálenému monitorování pacienta pomocí sítě Zigbee. Jsou sledovány různé parametry zdraví, jako je EKG, tělesná teplota, tep pomocí různých senzorů.
Data shromážděná ze senzorů mohou být přenášena k lékaři nebo centrální monitorovací stanici prostřednictvím sítě Zigbee. Všechny tyto parametry lze graficky zobrazit na PC na přijímacím konci prostřednictvím rozhraní LabVIEW GUI.
Inteligentní ovladač pro ropné vrty založený na WSN
Tento projekt se používá k návrhu systému monitorování zdraví ropného vrtu. V tomto projektu se WSN používá k monitorování a dohledu nad různými jednotlivými řadiči, které jsou umístěny v ropných vrtech. Každý ovladač Zigbee prostřednictvím snímačů teploty, hladiny a plynu lze vzdáleně monitorovat z centrální polohy prostřednictvím sítě Zigbee.
Detekce lesních požárů založená na Zigbee a WSN
Tento projekt je navržen s ovladačem založeným na solární energii pro dálkovou detekci lesního požáru. Uspořádání ovladače založeného na sluneční energii lze provést v lese pomocí sítě Zigbee. Tento ovladač obsahuje různé senzory s transceiverem Zigbee, jako je teplota, kouř, déšť a tlak. Tyto parametry lze sledovat na centrálním místě na dálku.
Strukturální monitorování založené na WSN
Bezdrátové senzorové sítě se používají ke kontrole pohybu v budovách a dopravních strukturách, jako jsou mosty, tunely, náspy, nadjezdy atd. Tento systém umožní technikovi sledovat struktury bez nutnosti prohlídek na místě. Údaje lze shromažďovat obvykle týdně nebo měsíčně návštěvou stránek. K překonání tohoto problému je implementován strukturální monitorovací systém založený na WSN.
Monitorování stavu stroje pomocí WSN
WSN byly implementovány pro CBM strojů. CBM zde znamená údržbu založenou na podmínkách. Tento systém poskytuje významné úspory nákladů a umožňuje inovativní funkce. Ve srovnání s bezdrátovými systémy používají kabelové systémy pro instalaci dostatek senzorů, protože senzory jsou často omezeny náklady na kabeláž. Dříve nedosažitelné oblasti, jako jsou nebezpečné jinak kontrolované oblasti, mobilní aktiva a rotační stroje, lze nyní dosáhnout prostřednictvím bezdrátových senzorů.
WSN v zemědělství
Bezdrátové senzorové sítě jsou použitelné v zemědělství, aby se snížila údržba kabeláže v obtížné atmosféře. Vodní systémy pro napájení gravitace lze kontrolovat pomocí tlakových vysílačů, takže lze kontrolovat hladinu vodní nádrže a ovládat vodní čerpadla pomocí bezdrátových zařízení. Spotřebu vody lze měřit a bezdrátově přenášet zpět do centra centrálního ovládání pro fakturaci. Automatizace zavlažování umožňuje využívat účinnější vodu a snižuje množství odpadu.
O toto tedy jde bezdrátová senzorová síť projekty. Jedná se o špičkové inovativní projekty bezdrátových senzorových sítí a závěrečné projekty pro ECE studenti v různých aplikačních oblastech. Doufáme, že jste těmto projektům lépe porozuměli. Jakékoli pochybnosti týkající se aplikací bezdrátových senzorových sítí prosím poskytněte zpětnou vazbu komentářem v sekci komentářů níže. Zde je otázka, co je to Zigbee?
