{"id":1825,"date":"2022-10-21T10:48:51","date_gmt":"2022-10-21T10:48:51","guid":{"rendered":"https:\/\/rfidunion.com\/?p=1825"},"modified":"2023-04-14T06:05:37","modified_gmt":"2023-04-14T06:05:37","slug":"wireless-sensor-networks","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/rfidunion.com\/it\/technology\/wireless-sensor-networks.html","title":{"rendered":"Che cos'\u00e8 la rete di sensori wireless (WSN)?"},"content":{"rendered":"
Negli ultimi anni, sempre pi\u00f9 persone in tutto il mondo hanno utilizzato il wireless reti di sensori<\/a>. La progettazione efficace di WSN sta diventando un'area di ricerca nei principali siti di ricerca. In questo articolo parleremo della definizione di reti di sensori wireless e delle relative applicazioni.<\/p>\n\n\n\n Una rete di sensori wireless (WSN) pu\u00f2 essere definita come una rete wireless autoconfigurante. E non \u00e8 richiesta alcuna infrastruttura aggiuntiva. \u00c8 progettato per osservare condizioni fisiche o altre condizioni ambientali. Come pressione, movimento, temperatura, suono e vibrazione. Inoltre collega questi dati o informazioni direttamente a un ricevitore attraverso la rete. Questo ricevitore \u00e8 spesso considerato il luogo principale per l'osservazione e l'analisi delle informazioni.<\/p>\n\n\n\n L'interfaccia tra l'utente e la rete sembra consistere in una stazione base o in un ricevitore. A questo punto, le persone possono inserire query in questa interfaccia e far raccogliere i risultati dal destinatario. Possono quindi recuperare le informazioni di cui hanno bisogno dalla rete.<\/p>\n\n\n\n Le reti di sensori wireless hanno migliaia di nodi di sensori. Questi nodi consentono loro di comunicare tra loro utilizzando segnali radio<\/a>. Anche i nodi di sensori wireless sono dotati di potenti componenti. Questi componenti sono sensori, ricetrasmettitori radio, dispositivi informatici e alimentatori.<\/p>\n\n\n\n I nodi dei sensori wireless sono intrinsecamente limitati in termini di risorse. Questi nodi hanno velocit\u00e0 di elaborazione, capacit\u00e0 di archiviazione e larghezza di banda di comunicazione limitate.<\/p>\n\n\n\n Distribuiscono nodi di sensori nell'area. Successivamente, saranno responsabili dell'organizzazione dell'infrastruttura di rete appropriata. Avr\u00e0 quindi luogo la comunicazione multi-hop con loro. I sensori di bordo iniziano quindi a raccogliere informazioni sui dati di interesse per l'utente. Il dispositivo di rete di sensori wireless gestisce la risposta alla richiesta inviata dalla stazione di controllo. Dopo aver ricevuto una query, esegue immediatamente un comando specifico o fornisce un campione di rilevamento all'utente.<\/p>\n\n\n\n I nodi del sensore di solito funzionano in modo continuo o guidato dagli eventi. GPS<\/a> e gli algoritmi di posizionamento locale LPS possono ottenere informazioni specifiche sulla posizione e sul posizionamento.<\/p>\n\n\n\n I dispositivi sensori wireless sono generalmente dotati di attuatori efficienti. Questi attuatori sono progettati per "agire" in determinate condizioni. Queste reti sono spesso chiamate wireless sensore e attuatore<\/a> reti.<\/p>\n\n\n\n I sensori wireless offrono maggiori vantaggi rispetto ai tradizionali sensori e controller autonomi. I WSN sono specifici del sito e possono essere posizionati vicino al sito di produzione. Consente inoltre agli utenti di personalizzare i nodi di rete per tenere traccia delle loro variabili di interesse. Gli utenti possono anche aumentare il numero di sensori e controller per area unitaria utilizzando molti nodi. L'uso di reti di sensori wireless pu\u00f2 aiutare gli utenti a ridurre efficacemente il numero di sensori implementati e il costo della rete.<\/p>\n\n\n\n Le reti di sensori wireless sono classificate in diversi tipi in base al loro ambiente di utilizzo. Le persone possono implementare queste reti su terra, sottoterra, sott'acqua, ecc. I tipi di WSN includono quanto segue:<\/p>\n\n\n\n Una rete di sensori wireless terrestre \u00e8 progettata per comunicare con le stazioni base. Il sensore wireless viene implementato in modalit\u00e0 strutturata (ad hoc) o non strutturata (pre-pianificata) per migliaia di nodi WSN. In una distribuzione non strutturata, i nodi del sensore sono distribuiti in modo casuale nell'area di destinazione rilasciata dal piano impostato. Ometti, la modalit\u00e0 strutturata considera il posizionamento ottimale, il posizionamento della griglia e i modelli di posizionamento 2D e 3D.<\/p>\n\n\n\n La rete di sensori wireless terrestri \u00e8 dotata di una cella solare. La batteria viene utilizzata solo come fonte di energia ausiliaria e la potenza della batteria di rete stessa \u00e8 limitata. WSN ottiene risparmi energetici attraverso poche operazioni. Come ciclo di lavoro ridotto, routing ottimizzato, latenza ridotta al minimo, ecc.<\/p>\n\n\n\n Le reti di sensori wireless sotterranee sono pi\u00f9 costose delle reti di sensori wireless terrestri. Gli utenti devono considerare i costi di implementazione, manutenzione e attrezzatura prima di utilizzare questo WSN. Le reti di sensori wireless sotterranee hanno diversi nodi di sensori in grado di tracciare le condizioni del sottosuolo. Questi nodi di sensori sotterranei sono solitamente nascosti. Il resto dei nodi sono fuori terra. Inviano dati alla stazione base tramite nodi di sensori specializzati.<\/p>\n\n\n\n Le reti di sensori wireless sotterranee devono affrontare diverse sfide. \u00c8 difficile per le persone caricare reti di sensori wireless sotterranee dispiegate sottoterra. Anche i nodi sensori dotati di batterie non hanno facile accesso all'energia. In secondo luogo, anche l'ambiente sotterraneo rende il segnale di comunicazione significativamente pi\u00f9 debole. \u00c8 difficile per le persone utilizzare la comunicazione wireless in questo ambiente.<\/p>\n\n\n\n Secondo studi pertinenti, pi\u00f9 di 70% dell'area terrestre appartiene a risorse marine. Le reti di sensori wireless sottomarini sono costituite da molti nodi di sensori e veicoli sott'acqua. Questi dispositivi e veicoli subacquei raccolgono dati dai nodi dei sensori distribuiti.<\/p>\n\n\n\n L'ambiente sottomarino rende la comunicazione wireless una sfida enorme. L'ambiente sottomarino \u00e8 soggetto a ritardi di propagazione, larghezza di banda e guasti ai sensori. Uno equipaggia anche i WSN con batterie limitate che non possono essere ricaricate o sostituite per problemi di energia.<\/p>\n\n\n\n Le reti di sensori wireless multimediali consentono alle persone di tracciare e tenere traccia di eventi multimediali. Ad esempio, alcuni video, immagini e audio. I nodi di sensori di rete sono principalmente dotati di telecamere e microfoni. Questi nodi di rilevamento sono collegati tramite Internet. Forniscono agli utenti il recupero dei dati, la compressione dei dati e le funzioni di correlazione.<\/p>\n\n\n\n Ci sono molti problemi con i WSN multimediali. Ad esempio, larghezza di banda elevata, elevato consumo di energia e tecniche di elaborazione e compressione difficili. Inoltre, i contenuti multimediali devono avere una larghezza di banda elevata per fornire correttamente i contenuti.<\/p>\n\n\n\n Una rete di sensori wireless mobile \u00e8 costituita da nodi di sensori che possono muoversi liberamente. Questi nodi possono interagire con l'ambiente fisico e calcolare il rilevamento e la comunicazione. Le reti di sensori wireless mobili sono pi\u00f9 versatili dei sensori statici. Ha anche pi\u00f9 vantaggi. Le WSN mobili hanno una capacit\u00e0 di canale superiore, una migliore efficienza energetica, ecc.<\/p>\n\n\n\n Varie applicazioni di WSN sono ampiamente utilizzate nel mondo. In base alla natura delle applicazioni di rete di sensori wireless, possiamo classificarle in cinque categorie. Sono i seguenti:<\/p>\n\n\n\n Il settore militare \u00e8 considerato dai pi\u00f9 come la forza trainante della ricerca sulle reti di sensori. Questo campo \u00e8 anche la prima area dell'attivit\u00e0 umana a utilizzare i WSN. Man mano che la tecnologia dei sensori avanza, pu\u00f2 supportare un'ampia gamma di operazioni. Le applicazioni militari WSN sono principalmente la sorveglianza del campo di battaglia, la sorveglianza del combattimento e il rilevamento degli intrusi.<\/p>\n\n\n\n I sensori possono essere utilizzati per rilevare sostanze composte da sostanze chimiche, biologiche e radiologiche. E materiali industriali tossici (TIM). Per rilevare le intrusioni, si userebbero diversi tipi di WSN. Come i sensori a infrarossi, optoelettronici, laser e di vibrazione. Tra questi, i nodi di WSN utilizzeranno RADAR, LIDAR, LADAR e sensori a ultrasuoni per rilevare la distanza dall'oggetto target. In questo caso, RADAR significa rilevamento radio e distanza, e LIDAR \u00e8 rilevamento luce e distanza. E LADAR \u00e8 rilevamento e portata laser. I sensori LADAR ea infrarossi aiutano anche nell'imaging rapido.<\/p>\n\n\n\n La distribuzione di nodi di sensori sul campo di battaglia vicino a percorsi che le forze nemiche potrebbero utilizzare \u00e8 una delle applicazioni WSN efficaci. Un WSN sul campo di battaglia pu\u00f2 funzionare senza assistenza e manutenzione manuale continua e inviare la sua posizione. Devi essere consapevole che ci sono molte variabili sul campo di battaglia. Pertanto, la copertura e il consumo energetico dei nodi del sensore svolgono un ruolo importante in questo caso.<\/p>\n\n\n\n Le reti di sensori wireless utilizzano dispositivi medici e indossabili avanzati nel campo della salute. Sensori medici rintracciare i pazienti<\/a> in strutture mediche, ospedali oa casa. Allo stesso tempo, i dispositivi indossabili monitorano i segni vitali di questi pazienti in tempo reale. La combinazione di sensori medicali e dispositivi indossabili offre molti vantaggi. Consente ai medici di monitorare le condizioni di salute dei pazienti da remoto. Riduce significativamente il costo del trattamento per i pazienti.<\/p>\n\n\n\n Un ottimo esempio sono gli elettrocardiogrammi in tempo reale (ECG). I sensori in tempo reale utilizzati dagli ECG forniscono ai pazienti assistenza medica personalizzata. I sensori in tempo reale consentono inoltre ai medici di monitorare i livelli di zucchero nel sangue dei pazienti e altre diagnosi.<\/p>\n\n\n\n Il monitoraggio continuo delle condizioni ambientali in un'area specifica viene ottenuto utilizzando WSN. WSN aiuta anche ad aiutarlo a migliorare le applicazioni ambientali. La rete pu\u00f2 impedire che danneggi la salute delle persone attraverso pericolose malattie trasmesse per via aerea. Le applicazioni ambientali WSN pi\u00f9 comuni sono il monitoraggio della qualit\u00e0 dell'acqua e il monitoraggio dell'aria.<\/p>\n\n\n\n Le persone possono utilizzare il sistema cyber-fisico di PipeSense per valutare la qualit\u00e0 dell'acqua potabile fresca. Il sistema utilizza un WSN basato su RFID<\/a> all'interno della condotta per il monitoraggio della qualit\u00e0 dell'acqua. La rete supporta la fornitura di varie informazioni sulla domanda idrica o sulla qualit\u00e0 dell'acqua. Sono inoltre disponibili per la visualizzazione alcune informazioni sulla manutenzione, come i punti deboli o le perdite dei tubi. La pipeline gestisce i sensori RFID per raccogliere informazioni dal sistema e inviarle al servizio dati designato. Quindi gli algoritmi utilizzano queste informazioni per fornire supporto decisionale.<\/p>\n\n\n\n Le persone possono utilizzare reti di sensori wireless per monitorare la qualit\u00e0 dell'aria nelle aree occupate da forze ostili. WSN-AQMS \u00e8 un tipico esempio di applicazione di monitoraggio dell'aria. Il sistema combina sensori di gas con Libelium waspmotes. La combinazione dei due pu\u00f2 misurare i parametri di qualit\u00e0 dell'aria per gas come ozono, CO e NO 2.<\/p>\n\n\n\n WSN pu\u00f2 essere applicato al monitoraggio delle serre e al miglioramento del suo funzionamento. Gli agricoltori possono raccogliere parametri ambientali utilizzando un sistema chiamato AEMS. Il sistema utilizza sensori WSN insieme a telecamere CCTV. Gli agricoltori possono raccogliere e monitorare i dati sulla crescita delle colture all'interno e all'esterno della serra. Raccolgono principalmente parametri ambientali. Come temperatura, intensit\u00e0 della luce, umidit\u00e0, pressione atmosferica, precipitazioni, ecc.<\/p>\n\n\n\n Le persone possono monitorare la crescita dei raccolti nelle serre attraverso questo sistema. Allo stesso tempo, le persone possono anche usarli per aumentare i raccolti o migliorare la qualit\u00e0 del raccolto modificando determinati fattori ambientali.<\/p>\n\n\n\n L'applicazione di WSN in varie applicazioni industriali risolve molti problemi. Molti sistemi logistici utilizzeranno WSN per il monitoraggio in tempo reale di vari parametri ambientali. Aiuta i lavoratori a gestire meglio i pacchi. Distribuzione del sistema basata su WSN, le aziende possono tenere traccia delle condizioni di trasporto di vari percorsi di trasporto. Ad esempio, la temperatura e l'umidit\u00e0 all'interno di un container per camion in movimento. I risultati dello studio mostrano che l'utilizzo di WSN nella logistica migliora la qualit\u00e0 fornendo una migliore supervisione. Aiuta anche a ridurre i costi riducendo le perdite durante il trasporto.<\/p>\n\n\n\n L'applicazione di WSN nella logistica della catena del freddo pu\u00f2 migliorarne il monitoraggio e la gestione. WSN pu\u00f2 monitorare vari parametri ambientali in tempo reale. Pu\u00f2 fornire alle imprese dati accurati per soddisfare le esigenze logistiche della catena del freddo.<\/p>\n\n\n\n Esistono molte altre potenziali applicazioni per le reti di sensori wireless.<\/p>\n\n\n\n Non c'\u00e8 dubbio che le reti di sensori wireless abbiano capacit\u00e0 straordinarie. Le reti di sensori wireless offrono vantaggi significativi in tutte le aree dell'attivit\u00e0 umana. Con la continua evoluzione della tecnologia, si prevede che la gamma di applicazioni WSN crescer\u00e0.<\/p>\n\n\n\n Negli ultimi anni, sempre pi\u00f9 persone in tutto il mondo hanno utilizzato reti di sensori wireless. La progettazione efficace di WSN sta diventando un'area di ricerca nei principali siti di ricerca. In questo articolo parleremo della definizione di reti di sensori wireless e delle relative applicazioni. Cos'\u00e8 una rete di sensori wireless? 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Tipi di reti di sensori wireless<\/h2>\n\n\n\n
Reti di sensori wireless terrestri<\/h3>\n\n\n
Reti di sensori wireless sotterranee<\/h3>\n\n\n
Reti di sensori wireless subacquei<\/h3>\n\n\n
Reti di sensori wireless multimediali<\/h3>\n\n\n
Reti di sensori wireless mobili<\/h3>\n\n\n
Applicazioni di reti di sensori wireless<\/h2>\n\n\n\n
Applicazioni militari<\/h3>\n\n\n
Applicazioni sanitarie<\/h3>\n\n\n
Applicazioni ambientali<\/h3>\n\n\n
Rete di sensori wireless per monitorare la qualit\u00e0 dell'acqua<\/h4>\n\n\n\n
Monitoraggio dell'aria<\/h4>\n\n\n\n
Applicazioni vegetali e animali<\/h3>\n\n\n
Applicazioni industriali<\/h3>\n\n\n
\n\n\n\n\n\n\n\nDomande frequenti sulle reti di sensori wireless<\/h2>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"