WSN (Mạng cảm biến không dây) là một cảm biến phân tán trong không gian, được sử dụng để theo dõi các điều kiện vật lý cũng như điều kiện môi trường như âm thanh, nhiệt độ, áp suất để truyền thông tin của chúng qua mạng đến nơi chính. Các mạng hiện tại là hai hướng, cũng cho phép kiểm soát hoạt động của cảm biến. Sự phát triển của những n / w’s này được lấy cảm hứng từ các ứng dụng quân sự. Các ứng dụng của mạng cảm biến không dây chủ yếu liên quan đến người tiêu dùng và công nghiệp như theo dõi sức khỏe của máy móc, điều khiển và giám sát quá trình công nghiệp và các dự án mạng cảm biến không dây. WSN được tạo ra với hàng trăm và hàng nghìn nút, trong đó mỗi nút được kết nối với một hoặc nhiều cảm biến. Mỗi nút bao gồm các bộ phận khác nhau như bộ thu phát vô tuyến có ăng ten, mạch điện tử , một bộ vi điều khiển và một nguồn năng lượng. Bài viết này liệt kê các Dự án mạng cảm biến không dây dành cho sinh viên kỹ thuật.
Dự án mạng cảm biến không dây cho sinh viên kỹ thuật
Dự án tạo ra một số cơ hội cho sinh viên kỹ thuật học những điều quan trọng và nâng cao kiến thức thực tế. Bất kỳ ai muốn trở thành một kỹ sư chính thức đều phải yêu cầu kiến thức bổ sung cùng với kiến thức môn học.
Vì vậy, một sinh viên kỹ thuật phải có được nhiều kiến thức thực tế hơn thông qua phương pháp tiếp cận học tập thực dụng bằng các CÔNG VIỆC DỰ ÁN như dự án điện tử . Do đó, bài viết này thảo luận về một số dự án mạng cảm biến không dây mới và dự án truyền thông cho sinh viên kỹ thuật năm cuối trong năm 2014-2015.
Dự án mạng cảm biến không dây
Mạng cảm biến không dây các dự án bao gồm các ứng dụng mạng cảm biến không dây như SCADA không dây, tự động hóa nhà Zigbee, máy biến áp hệ thống theo dõi sức khỏe , và như thế.
Mạng không dây dựa trên SCADA không dây
Không thể đạt được sự kiểm soát thủ công đối với nhiều quá trình liên tục diễn ra trong các ngành công nghiệp. Hệ thống được đề xuất được thiết kế để đạt được và kiểm soát nhiều quá trình trong các ngành công nghiệp quy mô lớn từ xa bằng sự giám sát. SCADA là một trong những công nghệ tuyệt vời trong dự án điện tử cơ bản được sử dụng để giám sát khu vực từ xa mà không có sự can thiệp của con người.
Trong dự án này, sử dụng bốn cảm biến nhiệt độ được hình thành như các dự án mạng cảm biến không dây, được đặt ở nhiều nơi khác nhau. Nếu nhiệt độ cảm biến tăng tại điểm cài đặt của GUI, thì rơ le được thực hiện để BẬT và TẮT bộ sưởi (tải đèn) để duy trì nhiệt độ cài đặt. Trong hệ thống SCADA, các loại cảm biến khác nhau có thể được sử dụng cho nhiều hệ thống điều khiển
Mạng không dây dựa trên SCADA không dây
Hệ thống giám sát từ xa dựa trên XBEE
Đây là một đơn giản dự án nhỏ cho học sinh ECE được thiết kế để bảo vệ máy biến áp bằng cách giám sát các thông số của máy phát / máy biến áp như dòng điện, điện áp và nhiệt độ thông qua các thiết bị cảm biến như máy biến dòng, cảm biến nhiệt độ và máy biến áp tiềm năng, tương ứng và giám sát chúng từ vị trí xa sử dụng Giao tiếp không dây Zigbee .
Hệ thống giám sát từ xa dựa trên XBEE
Ba cảm biến được cố định ở đầu phát để tạo thành các dự án mạng cảm biến không dây với một phạm vi nhất định của mỗi tham số. Nếu các thông số này vượt quá giới hạn cố định, thì bộ phát sẽ gửi tín hiệu đến đầu nhận bởi bộ thu phát XBEE. Để chuyển tải cảnh báo bằng cách sử dụng rơ le và cảnh báo người dùng thông qua mô-đun thoại.
Giám sát từ xa dựa trên XBEE của 3 thông số về tình trạng máy biến áp / máy phát điện
Hệ thống này được sử dụng để lấy các thông số như điện áp, dòng điện, nhiệt độ của máy biến áp phân phối thông qua các thiết bị đo lường hoặc mạng cảm biến như cảm biến nhiệt độ, máy biến áp điện thế và dòng điện để chuyển các giá trị đó đến một vị trí từ xa thông qua Công nghệ không dây Zigbee .
Giám sát sức khỏe máy biến áp từ xa dựa trên XBEE
Đây là một dự án mạng cảm biến không dây trong đó mạng cảm biến được cố định ở đầu phát với một phạm vi nhất định của mỗi tham số. Nếu các thông số này vượt quá giới hạn cố định, thì bộ phát sẽ gửi tín hiệu đến đầu nhận bằng bộ thu phát XBEE. Để chuyển tải bằng rơ le và hiển thị thông báo trên màn hình LCD.
Các ứng dụng y tế dựa trên mạng cảm biến không dây
Ngày nay, hệ thống chăm sóc sức khỏe rất phức tạp. Hệ thống đề xuất được thiết kế để cung cấp các giải pháp chăm sóc sức khỏe tối ưu bằng cách sử dụng mạng cảm biến không dây. Hệ thống được đề xuất này được sử dụng để theo dõi sức khỏe của bệnh nhân bằng cách sử dụng không dây Công nghệ RF .
Đó là một phương pháp rất tẻ nhạt. Trong hệ thống đề xuất này, mô-đun truyền liên tục đọc nhiệt độ cơ thể của bệnh nhân thông qua cảm biến nhiệt độ kỹ thuật số, hiển thị trên màn hình LCD và gửi đến bộ vi điều khiển để truyền dữ liệu nối tiếp được mã hóa qua không khí bằng RF (tần số vô tuyến) thông qua mô-đun RF .
Các ứng dụng y tế dựa trên mạng cảm biến không dây
Hệ thống dựa trên cảm biến không dây để tiêu thụ năng lượng tại nhà
Hệ thống dựa trên mạng cảm biến không dây được sử dụng trong các thiết bị gia dụng đòi hỏi năng lượng cao như hàng trắng, thiết bị âm thanh / video, thiết bị liên lạc, hệ thống điều hòa không khí, hệ thống sưởi và hệ thống làm mát, khiến ngôi nhà của chúng ta trở thành một trong những khu vực quan trọng nhất đối với tác động của tiêu thụ năng lượng trong môi trường tự nhiên. Zigbee tự động hóa nhà là một dự án nhỏ đơn giản dành cho sinh viên ece có thể được triển khai để điều khiển tự động các thiết bị gia dụng
Hệ thống dựa trên cảm biến không dây để tiêu thụ năng lượng tại nhà
Ứng dụng dựa trên di động và WSN để tạo giám sát đồng ruộng và bảo vệ thực vật nhằm sản xuất cây trồng bền vững và giảm nghèo
Mạng cảm biến không dây (WSN) xuất hiện từ những tiến bộ trong các lĩnh vực công nghệ hệ thống cơ điện vi mô (MEMS) , giao tiếp không dây và điện tử kỹ thuật số . Các thiết bị WSN có kích thước nhỏ, chi phí thấp và yêu cầu công suất thấp để hoạt động. Cấu trúc cơ bản của các nút cảm biến WSN như được xác định được thể hiện trong hình
Mạng cảm biến di động và không dây
Có bốn thành phần chính tạo nên một nút cảm biến. Các bộ phận chủ yếu là bộ phận cảm biến, bộ phận xử lý, bộ phận truyền tải và bộ phận nguồn. Tùy thuộc vào loại ứng dụng, một nút cảm biến có thể có các bộ phận bổ sung như tình huống, hệ thống tìm kiếm, huy động và máy phát điện.
Bộ phận Cảm biến thường chịu trách nhiệm phát hiện và thu thập dữ liệu cảm biến và sau đó chuyển dữ liệu đến bộ phận xử lý. Đơn vị xử lý nhận dữ liệu cảm nhận và xử lý theo Master của các dự án này. Một đơn vị truyền dẫn kết nối cảm biến, không kết nối với mạng. Bộ nguồn cung cấp năng lượng cần thiết để chạy một nút cảm biến.
Các ứng dụng quân sự dựa trên mạng cảm biến không dây
Các mạng cảm biến không dây có thể được quân đội sử dụng cho một số mục đích như giám sát hoạt động của chiến binh ở các khu vực hẻo lánh và Bảo vệ lực lượng. Được trang bị các cảm biến thích hợp, các mạng lưới này có thể cho phép phát hiện chuyển động của kẻ thù, xác định lực lượng của kẻ thù và phân tích sự di chuyển và tiến bộ của chúng. Trọng tâm của bài viết này là về các yêu cầu quân sự đối với mạng cảm biến không dây linh hoạt.
Các ứng dụng quân sự dựa trên mạng cảm biến không dây
Dựa trên các đặc điểm mạng chính và các trường hợp sử dụng quân sự, thông tin chi tiết về các yêu cầu quân sự cụ thể được đưa ra để giúp người đọc hiểu rõ hơn về hoạt động của các mạng này trong thời gian gần và trung hạn (trong vòng ba đến tám năm tới). Bài báo mô tả sự phát triển của các thiết bị mạng cảm biến quân sự bằng ba thế hệ cảm biến bay giống hệt nhau cùng với khả năng của chúng.
Các dự án mạng cảm biến không dây mang lại lợi nhuận to lớn cho một số doanh nghiệp thương mại như cải tiến năng lượng và quy trình, tiết kiệm chi phí, nguyên liệu và năng lượng, nỗ lực lao động và nâng cao năng suất. Một số ý tưởng dự án mạng cảm biến không dây cho năm 2015 được thảo luận dưới đây.
Theo dõi nhiệt độ và độ ẩm của đất dựa trên WSN bằng Arduino
Mục đích chính của dự án này là thiết kế một hệ thống tưới tự động điều đó làm cho động cơ máy bơm BẬT và TẮT bằng cách cảm nhận độ ẩm của đất. Việc sử dụng hợp lý hệ thống thủy lợi trong lĩnh vực nông nghiệp là rất quan trọng. Ưu điểm chính của việc sử dụng dự án này là chúng ta có thể giảm bớt sự tham gia của con người
Dự án WSN này sử dụng bảng Arduino được lập trình trước để nhận tín hiệu i / p về việc thay đổi điều kiện độ ẩm của đất thông qua một sự sắp xếp cảm biến. Dự án sử dụng một Bảng Arduino được lập trình để nhận tín hiệu đầu vào về các điều kiện độ ẩm khác nhau của đất thông qua một sự sắp xếp cảm biến. Quá trình này được thực hiện bằng cách sử dụng hoạt động khuếch đại đó là được sử dụng như một bộ so sánh . Bộ so sánh này hoạt động như một giao diện giữa bộ vi điều khiển và sự sắp xếp cảm biến.
Khi bộ vi điều khiển nhận tín hiệu, sau đó nó tạo ra tín hiệu o / p để điều khiển rơ le cho công tắc BẬT máy bơm nước. An Màn hình LCD được sử dụng để hiển thị trạng thái của máy bơm nước và đất, được giao tiếp với bộ vi điều khiển. Bố trí cảm biến của dự án này được thiết kế với hai thanh kim loại cứng và kết nối của hai thanh này được trao cho thiết bị điều khiển.
Hơn nữa, dự án này có thể được phát triển bằng cách giao diện Mô-đun GSM . Để chúng tôi có thể gửi tin nhắn SMS cho người có liên quan về tình trạng của máy bơm nước và chúng tôi cũng có thể BẬT / TẮT máy bơm nước bằng cách gửi tin nhắn SMS.
Hệ thống tưới tự động dựa trên mô-đun WSN và GSM
Khái niệm chính của hệ thống tưới tiêu này là BẬT / TẮT máy bơm động cơ bằng cách cảm nhận đất bằng WSN trong lĩnh vực nông nghiệp, Trạng thái của đất có thể được biết bằng cách gửi tin nhắn SMS sử dụng mô-đun GSM.
Trong lĩnh vực nông nghiệp, việc sử dụng thủy lợi là bắt buộc. Bằng cách sử dụng phương pháp này, chúng tôi có thể giảm bớt nhân lực. Dự án này được thiết kế với một Vi điều khiển 8051 , nhận tín hiệu từ sự sắp xếp cảm biến.
Hệ thống tưới tự động dựa trên độ ẩm của đất
Quy trình này đạt được bằng cách sử dụng một bộ khuếch đại hoạt động và nó hoạt động như một giao diện b / n thiết bị cảm biến & bộ vi điều khiển 8051.
Khi bộ vi điều khiển 8051 nhận được tín hiệu này, nó sẽ tạo ra một đầu ra để điều khiển một rơ le vận hành máy bơm nước. Sử dụng modem GSM, nó cũng gửi tin nhắn SMS đến người được ủy quyền. Màn hình LCD được sử dụng để hiển thị trạng thái BẬT / TẮT máy bơm nước và đất.
Bố trí cảm biến được thiết kế với hai thanh kim loại cứng và các kết nối của các thanh này được giao với thiết bị điều khiển. Hơn nữa, dự án này có thể được phát triển với Xbee hoặc Công nghệ Bluetooth , để khi máy bơm nước bật hoặc tắt, dữ liệu được gửi đến điện thoại di động.
Giám sát đèn giao thông dựa trên WSN
Tại các đô thị, lưu lượng phương tiện ngày một gia tăng nên sẽ gây ra tình trạng ùn tắc giao thông nhiều hơn và gây ra nhiều hậu quả về sức khỏe con người, môi trường và nền kinh tế. Các phương pháp truyền thống được sử dụng để giảm lưu lượng truy cập không hiệu quả về chi phí, hiệu suất, hỗ trợ và bảo trì do lưu lượng truy cập tăng lên.
Để khắc phục vấn đề này, WSN (Mạng cảm biến không dây) là một công nghệ mới nổi bao gồm một tiềm năng hiệu quả. Công nghệ này có giá trị gia tăng rất lớn đối với ITS (hệ thống giao thông thông minh).
Hệ thống Nhận dạng Tai nạn sử dụng WSN
Dự án này được sử dụng để triển khai hệ thống phát hiện tai nạn xe cộ để cứu sống con người. Hiện nay, điều cần thiết là giảm thiểu tai nạn xe cộ bằng cách gửi thông báo đến các cơ quan chức năng một cách hiệu quả. Dự án này được sử dụng để triển khai RTTADS (Hệ thống phát hiện tai nạn giao thông thời gian thực) sử dụng công nghệ RFID và WSN.
Trong dự án này, các cảm biến được bố trí để nó sẽ phát hiện vị trí tai nạn của một chiếc xe cùng với tốc độ xe trước khi xảy ra tai nạn và không. của hành khách trong xe. Sau khi các cảm biến phát hiện vị trí xe, nó sẽ gửi tín hiệu đến một trạm giám sát để nó sẽ phát hiện vị trí xe và gửi cảnh báo đến người có liên quan.
Giám sát khu vực dựa trên WSN
Giám sát khu vực là một trong những ứng dụng của mạng cảm biến không dây. Trong việc giám sát khu vực, một WSN được bố trí ở những nơi cần giám sát. Trong các ứng dụng quân sự, cảm biến chủ yếu được sử dụng để phát hiện sự gián đoạn của đối phương.
Sau khi các cảm biến phát hiện ra nhiệt hoặc áp suất, thì dữ liệu sẽ được truyền đến một trong các trạm gốc để có thể thực hiện các hành động thích hợp. Tương tự như vậy, WSN sử dụng các cảm biến khác nhau để thông báo sự tồn tại của các phương tiện giao thông từ xe máy đến ô tô.
Giám sát ô nhiễm không khí dựa trên WSN
WSN đóng một vai trò quan trọng trong việc giám sát các khí nguy hiểm trong không khí. Vì vậy, chúng được sử dụng ở các thành phố khác nhau như London, Stockholm & Brisbane. So với các liên kết có dây, các mạng này có thể tận dụng các lợi ích của các liên kết không dây như ad-hoc để làm cho chúng di động hơn để kiểm tra các kết quả đọc ở các khu vực khác nhau.
Hệ thống giám sát dựa trên WSN & Zigbee cho cơ thể bệnh nhân
Dự án này được sử dụng để triển khai hệ thống WSN (mạng cảm biến không dây) được sử dụng để theo dõi bệnh nhân từ xa bằng mạng Zigbee. Có các thông số sức khỏe khác nhau được theo dõi như ECG, nhiệt độ cơ thể, nhịp tim bằng các cảm biến khác nhau.
Dữ liệu được thu thập từ các cảm biến có thể được truyền đến bác sĩ hoặc trạm giám sát trung tâm thông qua mạng Zigbee. Tất cả các thông số này có thể được hiển thị trên PC bằng đồ họa ở đầu nhận thông qua LabVIEW GUI.
Bộ điều khiển thông minh dựa trên WSN cho giếng dầu
Dự án này được sử dụng để thiết kế hệ thống giám sát sức khỏe cho một giếng dầu. Trong dự án này, WSN được sử dụng để giám sát cũng như giám sát các bộ điều khiển riêng lẻ khác nhau được đặt trong các giếng dầu. Mọi bộ điều khiển Zigbee thông qua các cảm biến nhiệt độ, mức và khí có thể được giám sát từ xa từ vị trí trung tâm thông qua mạng Zigbee.
Phát hiện cháy rừng dựa trên Zigbee & WSN
Dự án này được thiết kế với một bộ điều khiển dựa trên năng lượng mặt trời để phát hiện đám cháy rừng từ xa. Việc sắp xếp bộ điều khiển dựa trên năng lượng mặt trời có thể được thực hiện trong rừng với sự trợ giúp của mạng Zigbee. Bộ điều khiển này bao gồm các cảm biến khác nhau với bộ thu phát Zigbee như nhiệt độ, khói, mưa và áp suất. Các thông số này có thể được giám sát từ xa tại vị trí trung tâm.
Giám sát cấu trúc dựa trên WSN
Mạng cảm biến không dây được sử dụng để kiểm tra chuyển động trong các tòa nhà và công trình giao thông như cầu, đường hầm, kè, cầu vượt, v.v. Hệ thống này sẽ cho phép kỹ sư giám sát các công trình mà không cần đến hiện trường. Dữ liệu có thể được thu thập thường hàng tuần hoặc hàng tháng bằng cách truy cập các trang web. Để khắc phục điều này, một hệ thống giám sát kết cấu dựa trên WSN được triển khai.
Theo dõi sức khỏe của máy bằng WSN
WSN đã được thực hiện cho CBM của máy móc. Ở đây CBM có nghĩa là bảo trì dựa trên điều kiện. Hệ thống này tiết kiệm chi phí đáng kể và cho phép các chức năng sáng tạo. So với không dây, hệ thống có dây sử dụng đủ cảm biến để lắp đặt vì cảm biến thường bị giới hạn do chi phí đi dây. Các khu vực không thể tiếp cận trước đây như khu vực nguy hiểm được kiểm soát, tài sản di động và máy móc hiện có thể được tiếp cận thông qua cảm biến không dây.
WSN trong nông nghiệp
Mạng cảm biến không dây được áp dụng trong lĩnh vực nông nghiệp để giảm thiểu việc bảo trì hệ thống dây điện trong môi trường khó khăn. Hệ thống cấp nước để cung cấp trọng lực có thể được kiểm tra thông qua bộ truyền áp lực để có thể kiểm tra mức độ bể nước và có thể điều khiển máy bơm nước với sự trợ giúp của các thiết bị không dây. Việc sử dụng nước có thể được đo và truyền ngược không dây về trung tâm điều khiển trung tâm để thanh toán. Việc tự động hóa tưới tiêu cho phép sử dụng nước hiệu quả hơn và giảm thiểu chất thải.
Vì vậy, đây là tất cả về mạng cảm biến không dây các dự án. Đây là những dự án mạng cảm biến không dây sáng tạo hàng đầu và các dự án năm cuối cho ECE sinh viên trong các lĩnh vực ứng dụng khác nhau. Chúng tôi hy vọng rằng bạn đã hiểu rõ hơn về các dự án này. Hơn nữa, mọi nghi ngờ liên quan đến ứng dụng mạng cảm biến không dây, vui lòng phản hồi bằng cách bình luận trong phần bình luận bên dưới. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, Zigbee là gì?
