Kablosuz Sensör Ağı Teknolojisi
description
Transcript of Kablosuz Sensör Ağı Teknolojisi
Kablosuz Sensör Ağı Teknolojisi
Çalışmanın ÖnemiÇalışmanın Önemi
Algılama Mekanizması
Algılama Mekanizması
Uygun SensörUygun Sensör
SENSÖR SİSTEMİSENSÖR SİSTEMİ
Ölçme ve Kontrol Sistemi
Ölçme ve Kontrol Sistemi
Hangi Sensör Ağı İhtiyacımızı Karşılayacak ???
Sensör Sistemi, elde edilen verilerin uygun formda hedef noktaya ulaştırılmasını sağlayan haberleşme ortamıdır.
Sensör Sistemi, elde edilen verilerin uygun formda hedef noktaya ulaştırılmasını sağlayan haberleşme ortamıdır.
Çalışmanın ÖnemiÇalışmanın ÖnemiKablolu 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 ağlarıKablosuz sensör ağları, maliyet, boyut, güç, esneklik ve dağıtılabilirlik gibi avantajları nedeniyle tercih edilmektedir
Çalışmanın AmacıÇalışmanın Amacı
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
Uygulamaları
Arazi ve Bina İzleme
Hassas Tarım ve Hayvan
İzleme
Çevresel Gözlem
Endüstriyel Uygulamalar
Güvenlik ve Gözetim
Eğlence
Akıllı Şebekeler ve Enerji Kontrol
Sistemleri
Sağlık
Akıllı Binalar
Taşıma ve Lojistik
Kablosuz Sensör Ağı ÖrnekleriKablosuz 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 ÖrnekleriKablosuz Sensör Ağı Örnekleri
Kablosuz ağ sistemlerinin genel yapısı
Wireless Interface for Sensor and Actuators (WISA)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)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
Wireless HARTWireless 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.
Wireless HARTWireless HART
Ana Uygulama
Proses Otomasyon Kontrolcüsü
Gateway
Ağ Yönetim
Güvenlik Yönetim
Access Point
Access Point
Kablosuz El Terminali
HART Özellikli Sensörler
Sensörler
HART Özellikli
Sensörler
• Basınç
• Sıcaklık
• Akış
• Seviye
Ayrıca 4..20mA çıkış
verebilen tüm sensörler
Wireless HARTWireless HART
WirelessHART Gateway
WirelessHART Sensör Adaptörü
WirelessHART Sıcaklık Çevirici
ISA100ISA100
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.
ISA100ISA100
Otomasyon uygulamalarında kullanılan tüm protokolleri destekler
Multi-Protocol Gateway
ZigBeeZigBee
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.
ZigBeeZigBee
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.
ZigBeeZigBee
Sistem star topolojiye göre tasarlanırsa Router kullanmaya gerek yoktur.
ZigBee Koordinatör
ZigBee Sensör Modülü
•En önemli avantajı, ucuz
ve geliştirilebilir olması.