Un WSN (Wireless Sensor Network) és un sensor distribuït espacialment, que s’utilitza per controlar les condicions físiques i les condicions ambientals com el so, la temperatura i la pressió per transmetre la seva informació a través de la xarxa al lloc principal. Les xarxes actuals són bidireccionals i també permeten controlar l'activitat del sensor. El desenvolupament d’aquests n / n s’inspira en aplicacions militars. El aplicacions de xarxes de sensors sense fils participen principalment en consumidors i industrials, com ara la vigilància de la salut d'una màquina, el control i la supervisió dels processos industrials i els projectes de xarxes de sensors sense fils. El WSN es fabrica amb centenars i milers de nodes, on cada node està connectat amb sensors individuals o múltiples. Cada node inclou diverses parts com un transceptor de ràdio amb una antena, un circuit electrònic , un microcontrolador i una font d'energia. En aquest article es detallen els projectes de xarxa de sensors sense fils per a estudiants d’enginyeria.
Projectes de xarxes de sensors sense fils per a estudiants d’enginyeria
El treball per projectes ofereix diverses oportunitats als estudiants d’enginyeria per aprendre coses importants i millorar el coneixement pràctic. Qualsevol persona que vulgui convertir-se en enginyer de ple dret ha de requerir coneixements addicionals juntament amb els coneixements de l'assignatura.
Per tant, un estudiant d’enginyeria ha d’obtenir coneixements més pràctics mitjançant un enfocament d’aprenentatge pragmàtic mitjançant TREBALLS DE PROJECTES com projectes electrònics . Per tant, aquest article analitza alguns nous projectes de xarxes de sensors sense fils i projectes de comunicació per a estudiants d’enginyeria de darrer curs el 2014- 2015.
Projectes de xarxa de sensors sense fils
Xarxa de sensors sense fils els projectes inclouen aplicacions de xarxes de sensors sense fils com SCADA sense fils, domòtica Zigbee, transformador sistema de vigilància de la salut , etcètera.
SCADA sense fils basat en xarxes sense fils
No és possible aconseguir un control manual sobre múltiples processos continus que tenen lloc a les indústries. El sistema proposat està dissenyat per aconseguir i controlar de forma remota els múltiples processos en indústries a gran escala mitjançant supervisió. El SCADA és una de les grans tecnologies de projectes electrònics bàsics que s’utilitza per controlar l’àrea remota sense interferències humanes.
En aquest projecte, se n’utilitzen quatre sensors de temperatura es formen com a projectes de xarxes de sensors sense fils, ubicats a diversos llocs. Si la temperatura del sensor augmenta en el punt de configuració de la interfície gràfica d’usuari, el relé es fa encendre i apagar l’escalfador (una càrrega de llum) per mantenir la temperatura configurada. En un sistema SCADA, diferents tipus de sensors es pot utilitzar per a sistemes de control múltiples
SCADA sense fils basat en xarxes sense fils
Sistema de monitorització remota basat en XBEE
Això és senzill mini projecte per a estudiants ECE que està dissenyat per protegir el transformador mitjançant la supervisió dels paràmetres d’un generador / transformador com ara corrent, voltatge i temperatura a través dels dispositius de detecció, com ara un transformador de corrent, un sensor de temperatura i un transformador de potencial, respectivament, i per controlar-los des d’una ubicació remota utilitzant Comunicació sense fils Zigbee .
Sistema de monitorització remota basat en XBEE
Es fixen tres sensors a l'extrem del transmissor per formar projectes de xarxa de sensors sense fils amb un cert rang de cada paràmetre. Si aquests paràmetres superen els límits fixats, el transmissor envia un senyal a l’extrem receptor per l’emissor-receptor XBEE. Per canviar una càrrega d'advertència mitjançant un relé i avisar l'usuari mitjançant un mòdul de veu.
Monitorització remota basada en XBEE de 3 paràmetres sobre la salut del transformador / generador
Aquest sistema s’utilitza per obtenir paràmetres com el voltatge, el corrent, la temperatura d’un transformador de distribució a través dels dispositius de mesura o la xarxa de sensors com ara el sensor de temperatura, els transformadors de potencial i de corrent per transferir aquests valors a una ubicació remota mitjançant Tecnologia sense fils Zigbee .
Supervisió de la salut del transformador remot basat en XBEE
Es tracta d’un projecte de xarxes de sensors sense fils on la xarxa de sensors es fixa a l’extrem del transmissor amb un cert rang de cada paràmetre. Si aquests paràmetres superen els límits fixats, el transmissor envia un senyal a l’extrem receptor mitjançant el transceptor XBEE. Per canviar la càrrega pel relé i mostrar el missatge a la pantalla LCD.
Aplicacions mèdiques basades en xarxes de sensors sense fils
Actualment, el sistema sanitari és molt complex. El sistema proposat està dissenyat per proporcionar solucions definitives a la salut mitjançant xarxes de sensors sense fils. Aquest sistema proposat s’utilitza per controlar la salut del pacient mitjançant un ús sense fils Tecnologia de RF .
És un mètode molt tediós. En aquest sistema proposat, el mòdul de transmissió llegeix contínuament la temperatura corporal del pacient a través d’un sensor de temperatura digital, el mostra a la pantalla LCD i l’envia al microcontrolador que transmet les dades en sèrie codificades per aire mitjançant RF (radiofreqüència) a través d’un mòdul RF .
Aplicacions mèdiques basades en xarxes de sensors sense fils
Sistema basat en sensors sense fils per al consum d’energia domèstica
Un sistema basat en xarxa amb sensors sense fils s’utilitza en electrodomèstics que requereixen molta energia, com ara electrodomèstics, dispositius d’àudio / vídeo, equips de comunicació, sistemes d’aire condicionat, calefacció i sistema de refrigeració, que fan de les nostres llars una de les àrees més crítiques. per l’impacte del consum d’energia en el medi natural. Zigbee domòtica és un mini projecte senzill per a estudiants ece que es poden implementar per al control automàtic d’aparells electrodomèstics
Sistema basat en sensors sense fils per al consum d’energia domèstica
Aplicació mòbil i basada en WSN per crear un seguiment del camp agrícola i protecció vegetal per a la producció sostenible de cultius i la reducció de la pobresa
Les xarxes de sensors sense fils (WSN) van sorgir dels avenços en les àrees de tecnologia de sistemes micro-electromecànics (MEMS) , comunicació sense fils, i electrònica digital . Els dispositius WSN són de mida petita, de baix cost i requereixen poca energia per funcionar. L’estructura bàsica dels nodes del sensor WSN tal com s’identifica es mostra a la fig
Xarxa de sensors mòbils i sense fils
Hi ha quatre components principals que formen un node sensor. Les peces són principalment una unitat de detecció, una unitat de processament, una unitat de transmissió i una unitat de potència. Depenent del tipus d’aplicació, un node sensor pot tenir parts addicionals com ara una situació, un sistema de cerca, una mobilització i un generador d’energia.
La unitat de detecció sol assumir la càrrega de detecció i recopilació de dades del sensor i, a continuació, passa les dades a la unitat de processament. La unitat de processament rep les dades detectades i les processa segons el mestre d’aquests projectes. Una unitat de transmissió connecta el sensor, no amb una xarxa. La unitat de potència subministra la potència necessària per executar un node de sensor.
Aplicacions militars basades en xarxes de sensors sense fils
Les xarxes de sensors sense fils poden ser utilitzades pels militars per a diversos propòsits, com ara controlar l’activitat militant en zones remotes i protegir la força. Equipades amb sensors adequats, aquestes xarxes poden permetre la detecció del moviment enemic, la identificació de la força enemiga i l'anàlisi del seu moviment i progrés. Aquest article se centra en els requisits militars per a xarxes de sensors sense fils flexibles.
Aplicacions militars basades en xarxes de sensors sense fils
Basant-se en les principals característiques de xarxes i casos d’ús militar, es proporciona informació sobre els requisits militars específics per tal de facilitar la comprensió del lector del funcionament d’aquestes xarxes a prop de mitjà o mitjà termini (en els propers tres a vuit anys). L’article estructura l’evolució dels dispositius de xarxa de sensors militars mitjançant tres generacions de sensors de vol idèntic i les seves capacitats.
Els projectes de xarxa de sensors sense fils donen un enorme benefici a diverses empreses comercials, com ara millores d’energia i processos, estalvis de costos, materials i energia, esforç laboral i augment de la productivitat. Alguns dels idees de projectes de xarxes de sensors sense fils per al 2015 es comenten a continuació.
Monitorització basada en WSN de temperatura i humitat del sòl mitjançant Arduino
L’objectiu principal d’aquest projecte és dissenyar un fitxer sistema de reg automàtic això fa que una motobomba s'encengui i s'apagui detectant la humitat del sòl. L’ús adequat d’un sistema de reg en el camp de l’agricultura és molt important. El principal avantatge d’utilitzar aquest projecte és que podem reduir la implicació humana
Aquest projecte WSN utilitza una placa Arduino preprogramada per rebre el senyal i / p de canviar la condició d’humitat del sòl mitjançant una disposició de detecció. El projecte utilitza un fitxer Taula Arduino que està programat per rebre el senyal d’entrada de les diferents condicions d’humitat del sòl mitjançant una disposició de detecció. Aquest procés s'aconsegueix utilitzant un fitxer amplificador operacional el qual és utilitzat com a comparador . Aquest comparador funciona com una interfície entre el microcontrolador i la disposició de detecció.
Quan el microcontrolador pren el senyal, produeix un senyal o / p per accionar un relé per a l’interruptor de la bomba d’aigua. An Pantalla LCD s’utilitza per mostrar l’estat de la bomba d’aigua i del sòl, que està connectat al microcontrolador. L’arranjament de detecció d’aquest projecte està dissenyat amb dues barres rígides metàl·liques i les connexions d’aquestes dues barres es donen a la unitat de control.
A més, aquest projecte es pot desenvolupar mitjançant la interfície d'un Mòdul GSM . De manera que podem enviar un SMS a la persona interessada sobre l’estat de la bomba d’aigua i també podem activar / apagar la bomba d’aigua enviant un SMS.
Sistema de reg automatitzat basat en mòduls WSN i GSM
El concepte principal d’aquest sistema de reg és encendre / apagar una motobomba detectant el sòl mitjançant WSN en el camp de l’agricultura. L’estat del sòl es pot conèixer enviant un SMS mitjançant el mòdul GSM.
En el camp de l’agricultura, l’ús del reg és obligatori. Mitjançant aquest mètode podem reduir la mà d’obra. Aquest projecte està dissenyat amb un programa preprogramat Microcontrolador 8051 , que rep el senyal de la disposició del sensor.
Sistema de reg automàtic basat en el contingut d’humitat del sòl
Aquest procediment s’aconsegueix utilitzant un amplificador operacional i actua com a interfície b / n del dispositiu de detecció i dels microcontroladors 8051.
Quan el microcontrolador 8051 rep aquest senyal, produeix una sortida per accionar un relé per accionar la bomba d’aigua. Mitjançant un mòdem GSM, també envia un SMS a la persona autoritzada. S'utilitza una pantalla LCD per mostrar l'estat de la condició ON / OFF de la bomba d'aigua i del sòl.
La disposició de detecció està dissenyada amb dues barres metàl·liques rígides i les connexions d’aquestes barres s’interfacen amb la unitat de control. A més, aquest projecte es pot desenvolupar amb Xbee o Tecnologia Bluetooth , de manera que quan la bomba d'aigua s'encén o s'apaga, les dades s'envien a un telèfon mòbil.
Monitorització basada en WSN del semàfor
A les zones urbanes, el trànsit de vehicles augmenta dia a dia, de manera que provocarà més congestió del trànsit i conseqüències sobre la salut humana, el medi ambient i l’economia. Els mètodes tradicionals que s’utilitzen per reduir el trànsit són ineficients en termes de cost, rendiment, assistència i manteniment a causa de l’augment del trànsit.
Per superar aquest problema, una WSN (Wireless Sensor Network) és una tecnologia emergent que inclou un potencial eficaç. Aquesta tecnologia té un enorme valor afegit a ITS (sistemes de transport intel·ligents).
Sistema d’identificació d’accidents mitjançant WSN
Aquest projecte s’utilitza per implementar un sistema per detectar un accident de vehicle per salvar la vida humana. Actualment, és fonamental reduir els accidents de vehicles enviant notificacions a les autoritats de manera eficient. Aquest projecte s’utilitza per implementar un sistema RTTADS (Sistema de detecció d’accidents de trànsit en temps real) que utilitza tecnologies RFID i WSN.
En aquest projecte, els sensors estan disposats de manera que detectin la ubicació de l'accident d'un vehicle juntament amb la velocitat del vehicle abans de l'accident i el núm. del passatger dins del vehicle. Un cop els sensors detectin la ubicació del vehicle, envia un senyal a una estació de control perquè detecti la ubicació del vehicle i enviï una alerta a la persona interessada.
Monitorització de l'àrea basada en WSN
El control de zones és una de les aplicacions de les xarxes de sensors sense fils. En el seguiment de la zona, s’organitza un WSN on es requereix un seguiment. En aplicacions militars, els sensors s'utilitzen principalment per detectar la interrupció de l'enemic.
Una vegada que els sensors detecten la calor o la pressió, les dades es transmeten a una de les estacions base, de manera que es poden prendre les mesures adequades. De la mateixa manera, els WSN utilitzen diversos sensors per notar l'existència de vehicles que van des de la moto fins als cotxes.
Monitorització de la contaminació atmosfèrica basada en WSN
Els WSN juguen un paper clau en el control dels gasos perillosos a l’aire. Per tant, s’utilitzen a diferents ciutats com Londres, Estocolm i Brisbane. En comparació amb els enllaços per cable, aquestes xarxes poden aprofitar els enllaços sense fils com ad-hoc per fer-les més portàtils per provar les lectures en diferents àrees.
Sistema de monitorització basat en WSN i Zigbee per al cos del pacient
Aquest projecte s’utilitza per implementar un sistema WSN (xarxa de sensors sense fils) que s’utilitza per controlar el pacient de manera remota mitjançant la xarxa Zigbee. Hi ha diferents paràmetres de salut que es controlen, com ara l'ECG, la temperatura corporal i els batecs del cor mitjançant diferents sensors.
Les dades que es recopilen dels sensors es poden transmetre al metge o a l'estació central de control a través de la xarxa Zigbee. Tots aquests paràmetres es poden visualitzar gràficament a l'ordinador a l'extrem receptor mitjançant LabVIEW GUI.
Controlador intel·ligent basat en WSN per a Oil Wells
Aquest projecte s’utilitza per dissenyar un sistema de vigilància de la salut d’un pou de petroli. En aquest projecte, WSN s'utilitza per controlar i supervisar diferents controladors individuals que es col·loquen en pous de petroli. Tots els controladors Zigbee mitjançant sensors de temperatura, nivell i gas es poden controlar remotament des de la posició central a través de la xarxa Zigbee.
Detecció d'incendis forestals basada en Zigbee i WSN
Aquest projecte està dissenyat amb un controlador basat en energia solar per detectar l’incendi forestal a distància. L'arranjament del controlador basat en l'energia solar es pot fer al bosc amb l'ajut d'una xarxa Zigbee. Aquest controlador inclou diferents sensors amb transceptor Zigbee, com ara temperatura, fum, pluja i pressió. Aquests paràmetres es poden controlar a distància a la ubicació central.
Monitorització estructural basada en WSN
Les xarxes de sensors sense fils s’utilitzen per comprovar el moviment dels edificis i les estructures de transport com ponts, túnels, terraplens, passos elevats, etc. Aquest sistema permetrà a l’enginyer controlar les estructures sense necessitat de visites al lloc. Les dades es poden recollir normalment setmanalment o mensualment visitant els llocs. Per superar-ho, s’implementa un sistema de control estructural basat en WSN.
Monitorització de la salut de la màquina mitjançant WSN
S'han implementat WSN per al CBM de maquinària. Aquí CBM significa manteniment basat en l’estat. Aquest sistema proporciona importants estalvis de costos i permet funcionalitats innovadores. En comparació amb els sistemes sense fil, els sistemes amb cable fan servir prou sensors per a la instal·lació, perquè els sensors solen limitar-se pel cost del cablejat. Ara es pot arribar a les regions inaccessibles anteriorment, com ara zones perilloses controlades, actius mòbils i maquinària rotativa mitjançant sensors sense fils.
WSN a Agricultura
Les xarxes de sensors sense fils són aplicables en el camp agrícola per reduir el manteniment del cablejat en una atmosfera difícil. Els sistemes d’aigua per alimentar la gravetat es poden comprovar mitjançant transmissors de pressió de manera que es puguin comprovar els nivells del dipòsit d’aigua i controlar les bombes d’aigua amb l’ajut de dispositius sense fils. L'ús de l'aigua es pot mesurar i transmetre sense fils a un centre de control central per facturar. L’automatització del reg permet utilitzar aigua més eficient i disminueix els residus.
Per tant, tot es tracta xarxa de sensors sense fils projectes. Aquests són els principals projectes innovadors de xarxes de sensors sense fils i projectes de darrer any per ECE estudiants en diferents àmbits d’aplicació. Esperem que tingueu una millor comprensió d’aquests projectes. A més, si teniu dubtes sobre les aplicacions de xarxes de sensors sense fils, envieu els vostres comentaris fent comentaris a la secció de comentaris següent. Aquí teniu una pregunta, què és Zigbee?
