Jaringan Sensor Nirkabel dan Aplikasinya

Coba Instrumen Kami Untuk Menghilangkan Masalah





Dalam beberapa tahun terakhir desain yang efisien dari Jaringan Sensor Nirkabel telah menjadi bidang penelitian terkemuka. Sensor adalah sebuah perangkat yang merespon dan mendeteksi beberapa jenis input baik dari kondisi fisik maupun lingkungan, seperti tekanan, panas, cahaya, dll. Output dari sensor umumnya berupa sinyal listrik yang dikirimkan ke sebuah pengontrol untuk diproses lebih lanjut. .

Jaringan Sensor Nirkabel (WSN)

Jaringan sensor nirkabel dapat didefinisikan sebagai jaringan perangkat yang dapat mengkomunikasikan informasi yang dikumpulkan dari bidang yang dipantau melalui tautan nirkabel. Data diteruskan melalui beberapa node, dan dengan gateway, data tersebut terhubung ke jaringan lain seperti Ethernet nirkabel .




Jaringan Sensor Nirkabel

Jaringan Sensor Nirkabel

WSN adalah jaringan nirkabel yang terdiri dari BTS dan sejumlah node (sensor nirkabel). Jaringan ini digunakan untuk memantau kondisi fisik atau lingkungan seperti suara, tekanan, suhu, dan secara kooperatif melewatkan data melalui jaringan ke lokasi utama seperti yang ditunjukkan pada gambar.



Topologi Jaringan WSN

Untuk jaringan komunikasi radio, struktur WSN mencakup berbagai topologi seperti yang diberikan di bawah ini.

Topologi Jaringan Sensor Nirkabel

Topologi Jaringan Sensor Nirkabel

Topologi Bintang

Topologi star adalah topologi komunikasi, dimana setiap node terhubung langsung ke sebuah gateway. Sebuah gateway tunggal dapat mengirim atau menerima pesan ke beberapa node jauh. Topologi instar, node tidak diijinkan untuk saling mengirim pesan. Hal ini memungkinkan komunikasi latensi rendah antara node jarak jauh dan gateway (stasiun basis).

Karena ketergantungannya pada satu node untuk mengelola jaringan, gateway harus berada dalam jangkauan transmisi radio dari semua node individu. Keuntungannya mencakup kemampuan untuk meminimalkan konsumsi daya node jarak jauh dan mudah dikendalikan. Ukuran jaringan tergantung pada jumlah koneksi yang dibuat ke hub.


Topologi Pohon

Topologi pohon juga disebut sebagai topologi bintang bertingkat. Dalam topologi pohon, setiap node terhubung ke node yang ditempatkan lebih tinggi di pohon, dan kemudian ke gateway. Keuntungan utama dari topologi pohon adalah bahwa perluasan jaringan dapat dilakukan dengan mudah, dan juga deteksi kesalahan menjadi mudah. Kerugian dengan jaringan ini adalah sangat bergantung pada kabel bus jika putus, semua jaringan akan runtuh.

Topologi Mesh

Topologi Mesh memungkinkan transmisi data dari satu node ke node lainnya, yang berada dalam jangkauan transmisi radionya. Jika sebuah node ingin mengirim pesan ke node lain, yang berada di luar jangkauan komunikasi radio, dibutuhkan node perantara untuk meneruskan pesan ke node yang diinginkan. Keuntungan dari topologi mesh ini mencakup isolasi dan deteksi kesalahan yang mudah dalam jaringan. Kerugiannya adalah jaringannya besar dan membutuhkan investasi besar.

Jenis WSN (Jaringan Sensor Nirkabel)

Tergantung pada lingkungan, file jenis jaringan diputuskan sehingga mereka dapat digunakan di bawah air, bawah tanah, di darat, dan sebagainya. Jenis WSN yang berbeda meliputi:

  1. WSN terestrial
  2. WSN bawah tanah
  3. WSN bawah air
  4. WSN multimedia
  5. WSN seluler

1. WSN Terestrial

WSN terestrial mampu mengkomunikasikan stasiun pangkalan secara efisien, dan terdiri dari ratusan hingga ribuan node sensor nirkabel yang disebarkan baik secara tidak terstruktur (ad hoc) atau terstruktur (Terencana). Dalam mode tidak terstruktur, node sensor didistribusikan secara acak di dalam area target yang dijatuhkan dari bidang tetap. Mode yang direncanakan sebelumnya atau terstruktur mempertimbangkan penempatan optimal, penempatan kisi, dan model penempatan 2D, 3D.

Di WSN ini, file daya baterai terbatas namun, baterai dilengkapi dengan sel surya sebagai sumber tenaga sekunder. Konservasi energi WSN ini dicapai dengan menggunakan operasi siklus tugas rendah, meminimalkan penundaan, dan perutean yang optimal, dan sebagainya.

2. WSN Bawah Tanah

Jaringan sensor nirkabel bawah tanah lebih mahal daripada WSN terestrial dalam hal penerapan, pemeliharaan, dan pertimbangan biaya peralatan serta perencanaan yang cermat. Jaringan WSN terdiri dari beberapa node sensor yang tersembunyi di dalam tanah untuk memantau kondisi bawah tanah. Untuk menyampaikan informasi dari node sensor ke base station, node sink tambahan terletak di atas tanah.

WSN bawah tanah

WSN bawah tanah

Jaringan sensor nirkabel bawah tanah yang ditempatkan di tanah sulit diisi ulang. Node baterai sensor yang dilengkapi dengan daya baterai terbatas sulit untuk diisi ulang. Selain itu, lingkungan bawah tanah membuat komunikasi nirkabel menjadi tantangan karena tingkat redaman dan kehilangan sinyal yang tinggi.

3. WSN Bawah Air

Lebih dari 70% bumi ditempati oleh air. Jaringan ini terdiri dari beberapa node sensor dan kendaraan yang ditempatkan di bawah air. Kendaraan bawah air otonom digunakan untuk mengumpulkan data dari node sensor ini. Tantangan komunikasi bawah air adalah penundaan propagasi yang lama, serta kegagalan bandwidth dan sensor.

WSN Bawah Air

WSN Bawah Air

Di bawah air, WSN dilengkapi dengan baterai terbatas yang tidak dapat diisi ulang atau diganti. Isu konservasi energi untuk WSN bawah air melibatkan pengembangan teknik komunikasi dan jaringan bawah air.

4. WSN Multimedia

Jaringan sensor nirkabel multimedia telah diusulkan untuk memungkinkan pelacakan dan pemantauan peristiwa dalam bentuk multimedia, seperti pencitraan, video, dan audio. Jaringan ini terdiri dari node sensor berbiaya rendah yang dilengkapi dengan mikrofon dan kamera. Node-node ini saling berhubungan satu sama lain melalui koneksi nirkabel untuk kompresi data, pengambilan data, dan korelasi.

WSN multimedia

WSN multimedia

Tantangan dengan WSN multimedia termasuk konsumsi energi yang tinggi, kebutuhan bandwidth yang tinggi, pemrosesan data, dan teknik kompresi. Selain itu, konten multimedia membutuhkan bandwidth tinggi agar konten dapat tersampaikan dengan baik dan mudah.

5. WSN Seluler

Jaringan tersebut terdiri dari kumpulan node sensor yang dapat dipindahkan sendiri-sendiri dan dapat berinteraksi dengan lingkungan fisik. Node seluler dapat menghitung rasa dan berkomunikasi.

Jaringan sensor nirkabel seluler jauh lebih serbaguna daripada jaringan sensor statis. Keunggulan MWSN dibandingkan jaringan sensor nirkabel statis termasuk cakupan yang lebih baik dan lebih baik, efisiensi energi yang lebih baik, kapasitas saluran yang lebih baik, dan sebagainya.

Batasan Jaringan Sensor Nirkabel

  1. Memiliki kapasitas penyimpanan yang sangat kecil - beberapa ratus kilobyte
  2. Memiliki kekuatan pemrosesan sederhana-8MHz
  3. Bekerja dalam jangkauan komunikasi pendek - menghabiskan banyak daya
  4. Membutuhkan energi minimal - membatasi protokol
  5. Miliki baterai dengan masa pakai terbatas
  6. Perangkat pasif memberikan sedikit energi

Aplikasi Jaringan Sensor Nirkabel

Aplikasi Jaringan Sensor Nirkabel

Aplikasi Jaringan Sensor Nirkabel

  • Jaringan ini digunakan dalam pelacakan lingkungan, seperti deteksi hutan, pelacakan hewan, deteksi banjir, peramalan dan prediksi cuaca, dan juga dalam aplikasi komersial seperti prediksi dan pemantauan aktivitas seismik.
  • Aplikasi militer , seperti pelacakan dan aplikasi pengawasan pemantauan lingkungan menggunakan jaringan ini. Node sensor dari jaringan sensor diturunkan ke bidang minat dan dikendalikan dari jarak jauh oleh pengguna. Pelacakan musuh, deteksi keamanan juga dilakukan dengan menggunakan jaringan ini.
  • Aplikasi kesehatan, seperti Pelacakan dan pemantauan pasien dan dokter menggunakan jaringan ini.
  • Aplikasi jaringan sensor nirkabel yang paling sering digunakan di bidang sistem Transportasi seperti pemantauan lalu lintas, manajemen perutean dinamis, dan pemantauan tempat parkir, dll., Menggunakan jaringan ini.
  • Tanggap darurat cepat, pemantauan proses industri , kontrol iklim bangunan otomatis, pemantauan ekosistem dan habitat, pemantauan kesehatan struktural sipil, dll., menggunakan jaringan ini.

Ini semua tentang jaringan sensor nirkabel dan aplikasinya. Kami percaya bahwa informasi tentang semua jenis jaringan yang berbeda akan membantu Anda untuk mengetahuinya lebih baik untuk kebutuhan praktis Anda. Selain itu, untuk informasi tambahan tentang SCADA nirkabel , pertanyaan, dan keraguan tentang topik ini atau proyek listrik dan elektronik , dan saran apa pun, silakan beri komentar atau tulis kepada kami di bagian komentar di bawah.

Kredit Foto