Kablosuz Sensör Ağı Teknolojisi

Hangi Sensör Ağı İhtiyacımızı Karşılayacak ??? Çalışmanın Önemi Algılama Mekanizması Uygun Sensör SENSÖR SİSTEMİ Ölçme ve Kontrol Sistemi Sensör Bilgi İhtiyacI Bİlİmden Mühendislİğe Geçİş Sensör Sistemi, elde edilen verilerin uygun formda hedef noktaya ulaştırılmasını sağlayan haberleşme ortamıdır. Hangi Sensör Ağı İhtiyacımızı Karşılayacak ???

Çalışmanın Önemi Kablosuz Sensör Ağı Kablolu Sensör Ağı Avantajları Güvenli ve sağlam bir iletişim ortamı Yüksek veri iletim hızı Dezavantajları Kablolarda oluşabilecek kopukluklar Mobil haberleşme ve hareketli sistemlerden elde edilen verilerin uzak bilgisayarlara gönderilme isteği Kablosuz Sensör Ağı Avantajları Edinme maliyetindeki azalmalar Sensör boyutlarının giderek küçülmesi Radyo frekans teknolojisi ve dijital devrelerdeki başarılı gelişmeler Güç tüketimi, esneklik ve dağıtılabilirlik Dezavantajları Veri bitlerinde oluşabilen hatalar, düşük bant genişliği ve veri iletimindeki gecikmeler Kablosuz sensör ağları, maliyet, boyut, güç, esneklik ve dağıtılabilirlik gibi avantajları nedeniyle tercih edilmektedir

Hassas Tarım ve Hayvan İzleme Kablosuz Sensör Ağı Uygulamaları Çalışmanın Amacı Taşıma ve Lojistik Akıllı Binalar Endüstriyel Uygulamalar Akıllı Şebekeler ve Enerji Kontrol Sistemleri Hassas Tarım ve Hayvan İzleme Kablosuz Sensör Ağı Uygulamaları Çevresel Gözlem Sağlık Güvenlik ve Gözetim Arazi ve Bina İzleme Eğlence Kaynak: OECD, based on Culler, D., D. Estrin and M. Srivastava (2004), “Overview of Sensor Networks”, Computer, August, IEEE Computer Society, Washington DC, pp. 40-49; Heppner, A. (2007), “Sensornetzwerke – Beispiele aus der Praxis”, in Sensornetzwerke. Konzepte, Technologien und Anwendungen, University of Oldenburg, Oldenburg; Verdone, R., D. Dardari, G. Mazzini and A. Conti (2008), Wireless Sensor and Actuator Networks, Academic Press/Elsevier, London.

Kablosuz Sensör Ağı Örnekleri Endüstriyel otomasyonda kablosuz haberleşme, IEEE (Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü) 802.11 ve 802.15 kodlarıyla standardize edilerek WPAN (Kablosuz Kişisel Alan Ağı ), WLAN (Kablosuz Yerel Alan Ağı) ve WWAN (Kablosuz Geniş Alan Ağı) ağları ile yapılandırılmıştır. 802.11 (Wi-Fi) tabanlı standartlar, 802.15 tabanlı standartlara oranla yüksek veri iletim hızlarına imkan vermektedirler. Ancak, 802.11 teknolojisi, yüksek oranda güç tüketimi nedeniyle kablosuz haberleşmenin limitlerini sınırlandırmaktadır. Güç tüketiminin önemli olduğu kablosuz sensör ağlarında 802.15.1 (Bluetooth) ve 802.15.4 tabanlı teknolojiler kullanılmaktadır.

Kablosuz Sensör Ağı Örnekleri Kablosuz ağ sistemlerinin genel yapısı

Wireless Interface for Sensor and Actuators (WISA) WISA, 2003 yılında ABB firması tarafından, IEEE 802.15.1 standardı içerisinde Bluetooth olarak bilinen teknolojiyi kullanan bir kablosuz sensör ağıdır . 2,4 GHz çalışma frekansı 1 Mbps veri iletim hızı Maksimum 32 hücre ve her bir hücre içerisi maksimum 120 adet sensör ve hareketlendirici Pahalı ve zor bir sensör ağı.

Wireless Interface for Sensor and Actuators (WISA) 1. Kablosuz mesafe sensörü 2. Kablosuz sensör kutusu 3. Kablosuz I/O kutusu 4. Anten 5. Baz istasyonu 6. Kablosuz güç kaynağı 7. Güç kaynağı anteni

Sadece HART protokolünü destekler. Wireless HART Wireless HART, 2007 yılında HART İletişim Vakfı tarafından proses ölçüm ve kontrol uygulamaları için tasarlanmış olan 802.15.4 tabanlı bir kablosuz sensör ağıdır. 2,4 GHz çalışma frekansı 250 Kbps veri iletim hızı 15 düğüm 50-100 cihaz Sadece HART protokolünü destekler.

Proses Otomasyon Kontrolcüsü HART Özellikli Sensörler Wireless HART Ana Uygulama Proses Otomasyon Kontrolcüsü Gateway Ağ Yönetim Güvenlik Yönetim Access Point Kablosuz El Terminali HART Özellikli Sensörler HART Özellikli Sensörler Basınç Sıcaklık Akış Seviye Sensörler Ayrıca 4..20mA çıkış verebilen tüm sensörler

WirelessHART Sensör Adaptörü Gateway WirelessHART Sensör Adaptörü WirelessHART Sıcaklık Çevirici

ISA100 ISA100, Uluslararası Otomasyon Derneği’nin (ISA) bir parçası olan ISA100 standartlar komitesi tarafından 2009 yılında endüstriyel otomasyon uygulamaları için geliştirdiği 802.15.4 tabanlı bir kablosuz sensör ağı teknolojisidir. 2,4 GHz çalışma frekansı 250 Kbps veri iletim hızı 15 düğüm 50-100 cihaz WirelessHART ile benzer Avantajı, otomasyon uygulamalarında kullanılan tüm protokolleri destekler.

Multi-Protocol Gateway ISA100 Multi-Protocol Gateway Otomasyon uygulamalarında kullanılan tüm protokolleri destekler

ZigBee ZigBee, 2007 yılında ZigBee Alliance tarafından geliştirilen endüstriyel otomasyon amaçlı, düşük maliyetli ve düşük güç tüketimine sahip 802.15.4 tabanlı bir kablosuz sensör ağı teknolojisidir. 2,4 GHz çalışma frekansı 250 Kbps veri iletim hızı Toplam 65536 ağ düğümünü adresleyebilir. Her ağ düğümü 240 sensör içerebilir.

ZigBee Yönetici (Coordinator), belirlenen frekansta ve uygun kanalda iletişimi başlatan ve ağı yöneten cihaz olarak tanımlanır ve ZigBee ağından gelen verileri başka platformlara aktarmak için kullanılır. Yönlendirici (Router), belirlenen frekansta ve uygun kanalda yayın yapan yönetici cihazlara doğrudan bağlanmaktadır. Ağ üzerindeki cihazlardan gelen veya kendi oluşturdukları veri paketlerini otomatik olarak hedefe iletmekle görevlidirler. Uç cihazlar (End Device) ise, sensör cihazları veya ihtiyaca bağlı ayarlanmış özel donanımlardır.

ZigBee ZigBee Koordinatör En önemli avantajı, ucuz ve geliştirilebilir olması. ZigBee Sensör Modülü Sistem star topolojiye göre tasarlanırsa Router kullanmaya gerek yoktur.