Aplicaṭii ale reṭelelor cu senzori - Vedere de ansamblu asupra tehnologiei

Aplicaṭii ale reṭelelor cu senzori

In mod tradiṭional reṭelele cu senzori au fost utilizate in cadrul unor aplicaṭii de nivel inalt precum sistemele de detectare a radiaṭiilor, sistemele de detecṭie a ameninṭarilor nucleare, sisteme cu senzori amplasaṭi pe armele navelor de lupta, aplicaṭii biomedicale, monitorizarea unui habitat sau monitorizarea seismica. Mai recent insa, interesul a fost canalizat catre senzorii chimici ṣi biologici pentru aplicaṭii de securitate naṭionala dar acest interes s-a propagat pana la aplicaṭiile pentru consumatorul de zi cu zi. Dintre domeniile de aplicare ale reṭelelor cu senzori, in existenṭa sau in stadiul de proiect se pot aminti: aplicaṭii militare, controlul traficului aerian, controlul traficului terestru, supravegherea video, automatizarea industriala, controlul proceselor, managementul inventarului, prognozarea meteo, monitorizarea mediului sau a frontierelor sau monitorizarea cladirilor.

In continuare se va prezenta o lista categorisita a aplicaṭiilor reṭelelor cu senzori:

1)     Aplicaṭii militare:

Monitorizarea forṭelor inamice;

Monitorizarea forṭelor aliate ṣi a echipamentelor acestora;

Supravegherea teatrului de lupta;

Ghidarea proiectilelor;

Estimarea daunelor din timpul luptei;

Detecṭia atacurilor nucleare, chimice sau biologice;

2)     Aplicaṭii ale mediului:

Microclimate;

Detecṭia incendiilor de padure;

Detecṭia pericolului de inundaṭie;

Agricultura de precizie;

3)     Aplicaṭii in domeniul sanataṭii:

Monitorizarea de la distanṭa a parametrilor pacienṭilor;

Monitorizarea doctorilor ṣi a pacienṭilor in interiorul spitalului;

Evidenṭa administrarii medicamentelor;

4)     Aplicaṭii casnice:

Automatizarea locuinṭei;

Reglarea ambianṭei in diferite camere;

Citirea automatizata a contoarelor;

5)     Aplicaṭii comerciale:

Controlul mediului de lucru in domeniul industrial sau in cladiri de birouri;

Controlul inventariului;

Detecṭia ṣi urmarirea vehiculelor;

Supravegherea fluxului de trafic.

Senzorii wireless se pot utiliza in cazul in care sistemele cu cabluri nu pot fi instalate. Exista locaṭii in care pur ṣi simplu amplasarea unor astfel de senzori este foarte periculoasa, spre exemplu locaṭii contaminate cu toxine. In astfel de locaṭii este mult mai comoda utilizarea unor senzori wireless. Implementarea rapida, organizarea proprie precum ṣi toleranṭa la erori a reṭelelor wireless cu senzori sunt avantaje ce impun folosirea acestora in servicii de control, de comunicaṭii, militare, ale serviciilor secrete, de supraveghere sau de recunoaṣtere ṣi orientare. Senzorii chimici, fizici, acustici ṣi de imagine pot fi utilizaṭi pentru a studia ecosisteme de dimensiuni mari (la nivel global) sau de dimensiuni mici (la nivelul locuinṭei). Din punct de vedere istoric, cercetarea ṣi dezvoltarea reṭelelor cu senzori s-a datorat in mare masura interesului militar, mai precis interesului pentru aplicaṭiile de aparare. Pe langa posibilitatea de a amplasa aceste reṭele wireless cu senzori pentru a detecta ṣi urmari pericole in camp deschis, microsenzorii inteligenṭi pot fi instalaṭi in interioriul vehiculelor sau cladirilor. Casele, cladirile ṣi locaṭiile echipate cu aceasta tehnologie sunt denumite spaṭii inteligente.

Expansiunea segmentului de piaṭa pentru astfel de reṭele va fi una importanta in urmatorii 3-5 ani. Aceasta expansiune se refera nu numai la aplicaṭii ṣtiinṭifice sau in domeniul ingineriei dar ṣi la o multitudine de noi aplicaṭii destinate consumatorului. Importante firme din domeniul industrial se asteapta ca in viitorul apropiat sa fie posibila integrarea senzorilor in produse ṣi sisteme comerciale pentru a imbunataṭi performanṭa si durata de viaṭa a mai multor produse. De asemenea se aṣteapta reducerea costului ciclului de viaṭa a produselor. Aplicaṭiile destinate consumatorilor includ: protecṭia ṣi securitatea infrastructurii, protecṭia sanataṭii, protecṭia mediului, conservarea energiei sau imbunataṭirea calitaṭii vieṭii. WSN-urile de asemenea vor permite utilizatorilor accesul la diferite aplicaṭii precum: incalzirea ṣi controlul iluminaṭiei de la distanṭa, diagnostic personal al sanataṭii, mentenanṭa automata a automobiliului prin telemetrie. Scopul final este acela ca intr-un viitor mai mult sau mai puṭin indepatat, reṭelele wireless cu senzori vor permite consumatorilor sa iṣi monitorizeze proprietaṭile, animalele de companie ṣi copii mici.

In viitorul apropiat se preconizeaza dezvoltarea unor aplicaṭii comerciale precum sisteme de control al electrocasnicelor, senzori ṣi actuatori pentru automobile sau sisteme de automatizare a casei. Segmentele de piaṭa corespunzatoare sunt:

Monitorizarea ṣi controlul in domeniul industrial;

Monitorizarea ṣi controlul in domeniul comercial;

Controlul proceselor;

Senzori wireless utilizaṭi in aplicaṭii din domeniul agriculturii;

Automatizarea locuinṭelor;

Citirea automata a contoarelor prin metode wireless (AMR - automated meter reading);

Aplicaṭii metropolitane (trafic, parcare cu plata automata, sisteme anti-incendiu etc.);

Aplicaṭii pe domeniul securitaṭii naṭionale - senzori wireless specializaṭi pe domeniul chimic, biologic, radiologic sau nuclear;

Senzori utilizaṭi in aplicaṭiile militare;

Vedere de ansamblu asupra tehnologiei

Datele reprezinta punctul central al unei reṭele de senzori. In mod normal, exista o cantitate mare de date etichetate in timp ṣi dependente de timp. Aṣadar, reṭelele de senzori vor suporta deseori computaṭia la nivelul reṭelei. Unele reṭele de senzori folosesc o tehnica numita source-node processing - informaṭia este procesata de catre nodul sursa. Altele folosesc o procesare bazata pe o arhitectura ierarhica. In loc de a trimite datele in forma lor primara catre nodurile responsabile pentru agregarea datelor, nodurile deseori se folosesc de puterea lor de procesare locala pentru a efectua computaṭii elementare ṣi abia apoi transmit date parṭial procesate. Intr-o arhitectura ierarhica de procesare, procesarea are loc la nivele consecutive pana cand informaṭia ajunge la punctul de decizie sau punctul administrativ stabilit. Nodurile senzor sunt aproape intotdeauna constranse in ceea ce priveste cantitatea de energie disponibila ṣi banda canalului radio de transmisie disponibila. Aceste constrangeri corelate cu un numar mare de noduri senzor amplasate in spaṭiul considerat duc catre o multitudine de provocari adresate designerului de reṭele wireless cu senzori. Aceste provocari implica necesitatea de a conṣtientiza problema energiei la toate nivelele stivei de protocol de comunicaṭii folosita.