Réseaux de capteurs : définition et applications

Capteur Les réseaux offrent aux gens des systèmes intégrés de surveillance, de contrôle et de communication sans fil. L'application du réseau de capteurs nous aide à vivre une vie plus sûre et plus efficace. Les gens peuvent utiliser des réseaux de capteurs dans de nombreux domaines différents. Ils peuvent être aussi petits que la surveillance d'une seule maison ou aussi importants que la détection globale des tremblements de terre.

Qu'est-ce qu'un réseau de capteurs ?

Les réseaux de capteurs sont constitués de petits appareils alimentés avec une infrastructure de réseau filaire ou sans fil. Ils enregistrent les différentes conditions de l'environnement dans lequel ils se trouvent. Ils peuvent être utilisés dans certaines installations industrielles, fermes et sites hospitaliers. Les réseaux de capteurs prennent en charge les connexions à Internet ou aux réseaux informatiques. Il utilise ces réseaux pour télécharger des données vers un système désigné. Les données sont ensuite stockées, analysées et utilisées par le système. La mise en place de réseaux de capteurs rend les ordinateurs plus polyvalents. Les gens peuvent interagir avec leur environnement sans barrières grâce aux ordinateurs.

Voici la définition des réseaux de capteurs de Wikipedia:

Réseaux de capteurs sans fil et filaires

Les réseaux de capteurs prennent en charge les réseaux sans fil et câblés. Capteur sans fil (WSN) prend en charge l'utilisation de nombreuses technologies pour connecter des capteurs. Certaines technologies courantes sont Bluetooth, WiFi, communication en champ proche (NFC), et cellulaire. Les capteurs filaires sont relativement limités car ils utilisent principalement des câbles Ethernet pour les connecter.

Les WSN sont plus faciles à déployer et à entretenir, ce qui permet une plus grande flexibilité de l'appareil que les capteurs filaires. La combinaison des capteurs et de la technologie sans fil a transformé de nombreuses imaginations en réalité. Les réseaux de capteurs sans fil ont remplacé les technologies traditionnelles. Elle est devenue la technologie clé des IoT. Au fur et à mesure que la technologie évolue, les WSN prennent en charge l'utilisation sans modifier l'infrastructure physique du réseau.

Comment fonctionne un réseau de capteurs ?

Un réseau de capteurs se compose de nœuds de capteurs, de nœuds d'actionneurs, de passerelles et de clients. Les capteurs peuvent regrouper des nœuds de capteurs pour former des réseaux de différentes topologies. Il fonctionne principalement par les moyens suivants.

• Les nœuds capteurs suivent et envoient les données aux autres nœuds capteurs.
• Lorsque les capteurs envoient les données collectées au système, de nombreux nœuds de capteurs peuvent traiter les données lorsqu'elles atteignent les nœuds de passerelle.
• Les données traitées sont transmises au nœud de gestion.
• L'utilisateur peut déterminer si les données doivent être surveillées et donner des instructions pour collecter les données au niveau du nœud de gestion.

Qu'est-ce qu'un capteur ?

Un capteur est simplement un lien entre les nœuds du réseau de détection. Un capteur peut également être un appareil utilisé pour mesurer les apports physiques de son environnement. Il convertit également les éléments physiques en données qu'un humain ou une machine peut interpréter. La plupart des capteurs sont électroniques, convertissant les données collectées en données électroniques. Certains capteurs sont relativement plus simples, comme les thermomètres en verre. Les thermomètres en verre présentent principalement des données visuelles à l'utilisateur. Les capteurs peuvent être utilisés à diverses fins. Les exemples incluent la mesure de la température et de la distance, la détection de la fumée, la régulation de la pression, etc.

Il existe deux principaux types de capteurs électroniques, analogiques et numériques. Un capteur analogique convertit les données biologiques recueillies en un signal analogique. D'autre part, les capteurs numériques le convertissent en un ensemble limité de valeurs possibles. Ainsi, les capteurs analogiques ont un degré de précision plus élevé que les capteurs numériques.

Il existe de nombreux types de capteurs. Il existe des dizaines de types de capteurs différents présents dans nos voitures courantes. Un technicien de service peut utiliser un capteur de pression des pneus pour savoir si un pneu fuit ou a besoin de plus d'air. Certaines voitures autonomes seront équipées de capteurs à ultrasons. Les capteurs à ultrasons sont principalement utilisés pour mesurer la distance entre un véhicule et d'autres objets dans son environnement. Les systèmes de sécurité à domicile détectent les mouvements d'objets plus grands à l'aide de détecteurs de mouvement. Les détecteurs de mouvement utilisés pour la surveillance à domicile sont également appelés systèmes PIR infrarouges passifs. Ce système détecte le rayonnement infrarouge dans l'environnement du capteur.

Applications des réseaux de capteurs

Réseaux de capteurs de sécurité domestique

Sécurité à domicile les réseaux de capteurs sont conçus pour détecter les visiteurs non autorisés. Habituellement, nous pouvons choisir différents types de capteurs pour collecter des données pour la détection. Vous pouvez choisir entre des caméras de sécurité, des capteurs d'ouverture de porte et des capteurs magnétiques ouverts, par exemple. Bien sûr, vous pouvez également choisir des capteurs acoustiques de bris de vitre, des détecteurs de mouvement, etc. plus intelligents.

Les données recueillies par ces capteurs sont transmises à un système central. Le système stockera les données pour que l'utilisateur les visualise. Certains systèmes plus sophistiqués peuvent également analyser les données. Ils alerteront l'utilisateur lorsque suffisamment de données d'intrusion auront été collectées. Cette application de réseau de capteurs est extrêmement importante pour la sécurité domestique.

Surveillance de l'environnement

Plus de données peuvent être collectées à l'aide de réseaux de capteurs que les méthodes traditionnelles de surveillance de l'environnement. Les méthodes traditionnelles de surveillance sont basées sur la collecte manuelle. Les chercheurs se rendent sur le terrain pour prélever des échantillons et les rapportent au laboratoire pour analyse et enregistrement des résultats. Cette méthode de collecte est laborieuse et prend plus de temps. Par conséquent, aucune quantité importante de données n'est générée à l'aide des méthodes de surveillance traditionnelles.

Les réseaux de capteurs sont une approche automatisée et évolutive. Vous pouvez placer de nombreux capteurs à différents endroits dans une zone pour collecter automatiquement des données environnementales. Ces données comprennent la vitesse du vent, la température de l'eau et la température de l'air. Les données environnementales collectées sont automatiquement transmises à un serveur central pour traitement.

Des bouées utilisant des capteurs peuvent être vues dans la région des Grands Lacs aux États-Unis. Ces bouées utilisent des capteurs pour collecter des données environnementales telles que la hauteur des vagues, la température de l'air et la vitesse du vent. La plupart de ces bouées appartiennent à des groupes de recherche, mais certaines appartiennent à des particuliers. Ils envoient les données environnementales collectées au même serveur pour stockage et traitement de manière unifiée.

Les données recueillies par les capteurs sur le Bouées des Grands Lacs sont essentiellement partagés publiquement sur le Web. Vous pouvez afficher les informations que vous souhaitez connaître en visitant le Portail des bouées des Grands Lacs. Certaines bouées du lac Érié permettent même d'y envoyer des textos. Les bouées vous répondront automatiquement avec les dernières données environnementales.

Surveillance municipale

Mise en place d'un réseau de surveillance les caméras peuvent aider à réduire l'incidence de la criminalité. Le crime peut se produire n'importe où dans la ville. La police ne peut pas se rendre immédiatement sur les lieux du crime lorsqu'elle reçoit un rapport. Ainsi, la mise en place d'un réseau de caméras de surveillance dans une ville est l'un des moyens efficaces pour accélérer la police dans la résolution des crimes. Toutes les caméras de surveillance de la ville sont connectées au même système. Les services de police peuvent visualiser la surveillance des lieux signalés via le système. Et puis ils peuvent rechercher des informations sur les criminels. Les informations recueillies aident la police à attraper plus rapidement les criminels.

La ville de Chicago, dans l'Illinois, exploite un vaste réseau de caméras de surveillance. Le réseau se compose de plus de 30 000 caméras de sécurité. Des caméras supplémentaires sont disponibles sur les policiers, les bateaux et les véhicules de commandement.

Certaines caméras de sécurité sont également livrées avec d'autres accessoires. Ces accessoires leur donnent des fonctionnalités supplémentaires. Certaines caméras des rues et des autoroutes de Chicago sont équipées de lecteurs de plaques d'immatriculation automatiques. Lorsqu'un véhicule passe, la technologie prend automatiquement une photo de sa plaque d'immatriculation. Et ensuite, il convertira la photo en texte à télécharger dans la base de données. Par la suite, la base de données suit chaque plaque d'immatriculation. La police peut utiliser la base de données pour savoir où se trouve le véhicule, s'il s'agit d'un véhicule manquant et si le conducteur est un suspect en liberté.

L'application du réseau de détecteurs de coups de feu a également réduit l'incidence de la violence armée à Chicago. Le réseau utilise conjointement des capteurs acoustiques et infrarouges pour détecter la source des coups de feu. Ils triangulent l'emplacement des coups de feu pour déterminer leur emplacement exact. Étant donné que la ville peut être plus calme la nuit que le jour, le bruit des coups de feu se propage plus loin. Les données recueillies et transmises par ces capteurs fournissent un emplacement plus précis que ce qui est signalé dans un appel au 911.

Détection de tremblement de terre

Exécution réseaux de capteurs sismiques a apporté une approche plus scientifique à la détection des tremblements de terre. Ces stations sismiques constituent un vaste réseau de stations sismiques. Il existe plus de 150 stations sismiques dans le monde. Chaque station sismique sera spécialement équipée de capteurs sismiques et géophysiques. La station sismique permet aux scientifiques de visualiser ses données en temps réel via Internet. Il permet aux scientifiques de mieux comprendre ce qui peut se passer dans le monde entier dans la croûte terrestre.

Le réseau mondial de capteurs capte les tremblements de terre de haut niveau dans de nombreux pays. Le réseau régional de capteurs est assez dense, de sorte que les gens peuvent facilement capter les tremblements de terre de faible intensité. Avec les données de milliers de capteurs dans le monde, les ordinateurs peuvent déterminer les séismes. Le système peut déterminer quand le tremblement de terre arrive et sa force. Un avertissement est également envoyé à l'endroit où le tremblement de terre est sur le point de se produire. Même si quelques secondes d'avertissement peuvent sembler insignifiantes, elles peuvent sauver bien d'autres vies. Lorsque les gens reçoivent l'avertissement, ils ralentissent immédiatement les trains en mouvement et éteignent les robinets de gaz. Les choses que les gens peuvent faire en quelques secondes peuvent sauver des vies.

Je pense que vous avez une compréhension préliminaire des réseaux de capteurs avec le contenu ci-dessus. Il est largement utilisé dans la surveillance environnementale, la surveillance municipale et la détection des tremblements de terre. L'application de réseaux de capteurs permet de nombreuses tâches d'automatisation.

À propos des réseaux de capteurs FAQ

1. Que sont les réseaux de capteurs et comment fonctionnent-ils ?

   Les réseaux de capteurs sont des réseaux de petits capteurs à faible coût qui collectent des données sur un environnement physique et communiquent sans fil avec un nœud central ou une station de base. Ils collectent et transmettent les données des capteurs individuels à un emplacement central pour le traitement et l'analyse.

2. Quels sont les différents types de capteurs utilisés dans les réseaux de capteurs ?

   Les différents types de capteurs utilisés dans les réseaux de capteurs comprennent les capteurs de température, d'humidité, de pression, de mouvement et de lumière, entre autres.

3. Quels sont les différents protocoles de communication utilisés dans les réseaux de capteurs ?

   Les différents protocoles de communication utilisés dans les réseaux de capteurs incluent Zigbee, Bluetooth, Wi-Fi et LoRaWAN, entre autres.

4. Comment les réseaux de capteurs gèrent-ils la gestion et le traitement des données ?

   Les réseaux de capteurs gèrent la gestion et le traitement des données via un traitement local sur des capteurs individuels et un traitement centralisé sur une station de base ou un serveur cloud.

5. Comment les réseaux de capteurs gèrent-ils la gestion de l'alimentation pour un fonctionnement à long terme ?

   Les réseaux de capteurs gèrent la gestion de l'alimentation pour un fonctionnement à long terme grâce à des capteurs à faible consommation d'énergie, à la récupération d'énergie et aux modes veille.

6. Quelles sont les différences entre les réseaux de capteurs filaires et sans fil ?

   Les réseaux de capteurs filaires utilisent des connexions physiques pour transmettre des données, tandis que les réseaux de capteurs sans fil utilisent des protocoles de communication sans fil pour transmettre des données.

7. Comment les réseaux de capteurs gèrent-ils la communication et le transfert de données sans connexion réseau stable ?

   Les réseaux de capteurs gèrent la communication et le transfert de données sans connexion réseau stable via un réseau maillé, qui permet aux capteurs individuels de communiquer entre eux et de relayer les données vers une station de base.

8. Comment les réseaux de capteurs peuvent-ils être intégrés à d'autres systèmes de surveillance et de contrôle ?

   Les réseaux de capteurs peuvent être intégrés à d'autres systèmes de surveillance et de contrôle à l'aide d'API et de protocoles, permettant l'échange de données et l'interopérabilité.

9. Comment les réseaux de capteurs peuvent-ils être utilisés pour la maintenance prédictive et la surveillance de l'état ?

   Les réseaux de capteurs peuvent être utilisés pour la maintenance prédictive et la surveillance de l'état en collectant et en analysant des données sur les performances des équipements et en identifiant les problèmes potentiels avant qu'ils ne deviennent graves.