ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, వైర్లెస్ సెన్సార్ నెట్వర్క్ యొక్క సమర్థవంతమైన రూపకల్పన పరిశోధన యొక్క ప్రముఖ ప్రాంతంగా మారింది. సెన్సార్ అనేది ఒత్తిడి, వేడి, కాంతి వంటి భౌతిక లేదా పర్యావరణ పరిస్థితుల నుండి కొన్ని రకాల ఇన్పుట్లను ప్రతిస్పందించే మరియు గుర్తించే పరికరం. సెన్సార్ యొక్క అవుట్పుట్ సాధారణంగా ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్, ఇది మరింత ప్రాసెసింగ్ కోసం నియంత్రికకు ప్రసారం చేయబడుతుంది .
వైర్లెస్ సెన్సార్ నెట్వర్క్లు (WSN లు)
వైర్లెస్ సెన్సార్ నెట్వర్క్ను మానిటర్ ఫీల్డ్ నుండి సేకరించిన సమాచారాన్ని వైర్లెస్ లింక్ల ద్వారా కమ్యూనికేట్ చేయగల పరికరాల నెట్వర్క్గా నిర్వచించవచ్చు. డేటా బహుళ నోడ్ల ద్వారా ఫార్వార్డ్ చేయబడుతుంది మరియు గేట్వేతో డేటా ఇతర నెట్వర్క్లకు అనుసంధానించబడుతుంది వైర్లెస్ ఈథర్నెట్ .
వైర్లెస్ సెన్సార్ నెట్వర్క్లు
WSN అనేది వైర్లెస్ నెట్వర్క్, ఇది బేస్ స్టేషన్లు మరియు నోడ్ల సంఖ్యలను (వైర్లెస్ సెన్సార్లు) కలిగి ఉంటుంది. ఈ నెట్వర్క్లు శబ్దం, పీడనం, ఉష్ణోగ్రత వంటి భౌతిక లేదా పర్యావరణ పరిస్థితులను పర్యవేక్షించడానికి మరియు చిత్రంలో చూపిన విధంగా సహకారంతో నెట్వర్క్ ద్వారా డేటాను ప్రధాన స్థానానికి పంపుతాయి.
WSN నెట్వర్క్ టోపోలాజీస్
రేడియో కమ్యూనికేషన్ నెట్వర్క్ల కోసం, WSN యొక్క నిర్మాణం క్రింద ఇవ్వబడిన వాటి వంటి వివిధ టోపోలాజీలను కలిగి ఉంటుంది.
వైర్లెస్ సెన్సార్ నెట్వర్క్ టోపోలాజీలు
స్టార్ టోపోలాజీస్
స్టార్ టోపోలాజీ అనేది కమ్యూనికేషన్ టోపోలాజీ, ఇక్కడ ప్రతి నోడ్ నేరుగా గేట్వేతో కలుపుతుంది. ఒకే గేట్వే అనేక రిమోట్ నోడ్లకు సందేశాన్ని పంపగలదు లేదా స్వీకరించగలదు. ఇన్స్టార్ టోపోలాజీలు, నోడ్లు ఒకదానికొకటి సందేశాలను పంపడానికి అనుమతించబడవు. ఇది రిమోట్ నోడ్ మరియు గేట్వే (బేస్ స్టేషన్) మధ్య తక్కువ జాప్యం సంభాషణలను అనుమతిస్తుంది.
నెట్వర్క్ను నిర్వహించడానికి ఒకే నోడ్పై ఆధారపడటం వలన, గేట్వే అన్ని వ్యక్తిగత నోడ్ల యొక్క రేడియో ప్రసార పరిధిలో ఉండాలి. ప్రయోజనం రిమోట్ నోడ్ల విద్యుత్ వినియోగాన్ని కనిష్టంగా మరియు నియంత్రణలో ఉంచే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. నెట్వర్క్ పరిమాణం హబ్కు చేసిన కనెక్షన్ల సంఖ్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
ట్రీ టోపోలాజీస్
ట్రీ టోపోలాజీని క్యాస్కేడ్ స్టార్ టోపోలాజీ అని కూడా అంటారు. ట్రీ టోపోలాజీలలో, ప్రతి నోడ్ చెట్టులో ఎక్కువ ఉంచిన నోడ్కు, ఆపై గేట్వేకి కలుపుతుంది. ట్రీ టోపోలాజీ యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనం ఏమిటంటే, నెట్వర్క్ యొక్క విస్తరణ సులభంగా సాధ్యమవుతుంది మరియు లోపం గుర్తించడం కూడా సులభం అవుతుంది. ఈ నెట్వర్క్తో ఉన్న ప్రతికూలత ఏమిటంటే, అది బస్సు కేబుల్ విచ్ఛిన్నమైతే అది ఎక్కువగా ఆధారపడుతుంది, అన్ని నెట్వర్క్ కూలిపోతుంది.
మెష్ టోపోలాజీస్
మెష్ టోపోలాజీలు దాని రేడియో ప్రసార పరిధిలో ఉన్న ఒక నోడ్ నుండి మరొక నోడ్కు డేటాను ప్రసారం చేయడానికి అనుమతిస్తాయి. ఒక నోడ్ రేడియో కమ్యూనికేషన్ పరిధికి దూరంగా ఉన్న మరొక నోడ్కు సందేశాన్ని పంపాలనుకుంటే, దీనికి ఇంటర్మీడియట్ నోడ్ అవసరం సందేశాన్ని ఫార్వార్డ్ చేయండి కావలసిన నోడ్కు. ఈ మెష్ టోపోలాజీ యొక్క ప్రయోజనం నెట్వర్క్లో సులభంగా వేరుచేయడం మరియు లోపాలను గుర్తించడం. ప్రతికూలత ఏమిటంటే నెట్వర్క్ పెద్దది మరియు భారీ పెట్టుబడి అవసరం.
WSN ల రకాలు (వైర్లెస్ సెన్సార్ నెట్వర్క్లు)
పర్యావరణంపై ఆధారపడి, ది నెట్వర్క్ల రకాలు నీటి అడుగున, భూగర్భంలో, భూమిపై, మరియు మొదలైన వాటిని మోహరించడానికి వీలుగా నిర్ణయించబడతాయి. వివిధ రకాల WSN లు:
- భూగోళ WSN లు
- భూగర్భ WSN లు
- అండర్వాటర్ WSN లు
- మల్టీమీడియా WSN లు
- మొబైల్ WSN లు
1. భూగోళ WSN లు
టెరెస్ట్రియల్ డబ్ల్యుఎస్ఎన్లు బేస్ స్టేషన్లను సమర్థవంతంగా కమ్యూనికేట్ చేయగలవు మరియు నిర్మాణాత్మకమైన (తాత్కాలిక) లేదా నిర్మాణాత్మక (ప్రిప్లాన్డ్) పద్ధతిలో అమలు చేయబడిన వందల నుండి వేల వైర్లెస్ సెన్సార్ నోడ్లను కలిగి ఉంటాయి. నిర్మాణాత్మక మోడ్లో, సెన్సార్ నోడ్లు యాదృచ్ఛికంగా లక్ష్య విమానం లోపల పంపిణీ చేయబడతాయి, అవి స్థిర విమానం నుండి పడిపోతాయి. ప్రిప్లాన్డ్ లేదా స్ట్రక్చర్డ్ మోడ్ సరైన ప్లేస్మెంట్, గ్రిడ్ ప్లేస్మెంట్ మరియు 2 డి, 3 డి ప్లేస్మెంట్ మోడళ్లను పరిగణిస్తుంది.
ఈ WSN లో, ది బ్యాటరీ శక్తి అయితే పరిమితం, బ్యాటరీ సౌర ఘటాలతో ద్వితీయ శక్తి వనరుగా ఉంటుంది. ఈ డబ్ల్యుఎస్ఎన్ల యొక్క శక్తి పరిరక్షణ తక్కువ డ్యూటీ సైకిల్ కార్యకలాపాలను ఉపయోగించడం, ఆలస్యాన్ని తగ్గించడం మరియు సరైన రౌటింగ్ మరియు మొదలైన వాటి ద్వారా సాధించబడుతుంది.
2. భూగర్భ WSN లు
భూగర్భ వైర్లెస్ సెన్సార్ నెట్వర్క్లు విస్తరణ, నిర్వహణ మరియు పరికరాల వ్యయ పరిశీలనలు మరియు జాగ్రత్తగా ప్రణాళిక పరంగా భూగోళ WSN ల కంటే ఖరీదైనవి. WSNs నెట్వర్క్లు భూగర్భ పరిస్థితులను పర్యవేక్షించడానికి భూమిలో దాగి ఉన్న అనేక సెన్సార్ నోడ్లను కలిగి ఉంటాయి. సెన్సార్ నోడ్ల నుండి బేస్ స్టేషన్కు సమాచారాన్ని ప్రసారం చేయడానికి, అదనపు సింక్ నోడ్లు భూమి పైన ఉన్నాయి.
భూగర్భ WSN లు
భూమిలోకి అమర్చిన భూగర్భ వైర్లెస్ సెన్సార్ నెట్వర్క్లు రీఛార్జ్ చేయడం కష్టం. పరిమిత బ్యాటరీ శక్తితో కూడిన సెన్సార్ బ్యాటరీ నోడ్లను రీఛార్జ్ చేయడం కష్టం. వీటితో పాటు, అధిక స్థాయి అటెన్యుయేషన్ మరియు సిగ్నల్ నష్టం కారణంగా భూగర్భ వాతావరణం వైర్లెస్ కమ్యూనికేషన్ను సవాలుగా చేస్తుంది.
3. నీటి WSN ల క్రింద
భూమిలో 70% కంటే ఎక్కువ నీటితో ఆక్రమించబడ్డాయి. ఈ నెట్వర్క్లు అనేక సెన్సార్ నోడ్లను మరియు నీటి అడుగున వాహనాలను కలిగి ఉంటాయి. ఈ సెన్సార్ నోడ్ల నుండి డేటాను సేకరించడానికి అటానమస్ అండర్వాటర్ వాహనాలు ఉపయోగించబడతాయి. నీటి అడుగున కమ్యూనికేషన్ యొక్క సవాలు సుదీర్ఘ ప్రచారం ఆలస్యం మరియు బ్యాండ్విడ్త్ మరియు సెన్సార్ వైఫల్యాలు.
నీటి WSN ల క్రింద
అండర్వాటర్, డబ్ల్యుఎస్ఎన్ లు పరిమిత బ్యాటరీని కలిగి ఉంటాయి, అవి రీఛార్జ్ చేయబడవు లేదా భర్తీ చేయబడవు. నీటి అడుగున WSN లకు శక్తి పరిరక్షణ సమస్య నీటి అడుగున కమ్యూనికేషన్ మరియు నెట్వర్కింగ్ పద్ధతుల అభివృద్ధిని కలిగి ఉంటుంది.
4. మల్టీమీడియా WSN లు
ఇమేజింగ్, వీడియో మరియు ఆడియో వంటి మల్టీమీడియా రూపంలో సంఘటనల ట్రాకింగ్ మరియు పర్యవేక్షణను ప్రారంభించడానికి మల్టీమీడియా వైర్లెస్ సెన్సార్ నెట్వర్క్లు ప్రతిపాదించబడ్డాయి. ఈ నెట్వర్క్లు మైక్రోఫోన్లు మరియు కెమెరాలతో కూడిన తక్కువ-ధర సెన్సార్ నోడ్లను కలిగి ఉంటాయి. డేటా కుదింపు, డేటా తిరిగి పొందడం మరియు సహసంబంధం కోసం వైర్లెస్ కనెక్షన్ ద్వారా ఈ నోడ్లు ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడి ఉంటాయి.
మల్టీమీడియా WSN లు
మల్టీమీడియా WSN తో ఉన్న సవాళ్లలో అధిక శక్తి వినియోగం, అధిక బ్యాండ్విడ్త్ అవసరాలు, డేటా ప్రాసెసింగ్ మరియు కుదించే పద్ధతులు ఉన్నాయి. వీటితో పాటు, మల్టీమీడియా విషయాలకు విషయాలు సరిగ్గా మరియు సులభంగా పంపిణీ చేయడానికి అధిక బ్యాండ్విడ్త్ అవసరం.
5. మొబైల్ WSN లు
ఈ నెట్వర్క్లు సెన్సార్ నోడ్ల సేకరణను కలిగి ఉంటాయి, అవి వాటి స్వంతంగా తరలించబడతాయి మరియు భౌతిక వాతావరణంతో సంకర్షణ చెందుతాయి. మొబైల్ నోడ్లు అర్ధాన్ని లెక్కించగలవు మరియు కమ్యూనికేట్ చేయగలవు.
మొబైల్ వైర్లెస్ సెన్సార్ నెట్వర్క్లు స్టాటిక్ సెన్సార్ నెట్వర్క్ల కంటే చాలా బహుముఖమైనవి. స్టాటిక్ వైర్లెస్ సెన్సార్ నెట్వర్క్లపై MWSN యొక్క ప్రయోజనాలు మెరుగైన మరియు మెరుగైన కవరేజ్, మెరుగైన శక్తి సామర్థ్యం, ఉన్నతమైన ఛానల్ సామర్థ్యం మరియు మొదలైనవి.
వైర్లెస్ సెన్సార్ నెట్వర్క్ల పరిమితులు
- చాలా తక్కువ నిల్వ సామర్థ్యం కలిగి ఉండండి - కొన్ని వందల కిలోబైట్లు
- నిరాడంబరమైన ప్రాసెసింగ్ శక్తి -8MHz కలిగి
- చిన్న కమ్యూనికేషన్ పరిధిలో పనిచేస్తుంది - అధిక శక్తిని వినియోగిస్తుంది
- కనీస శక్తి అవసరం - ప్రోటోకాల్లను అడ్డుకుంటుంది
- పరిమిత జీవితకాలంతో బ్యాటరీలను కలిగి ఉండండి
- నిష్క్రియాత్మక పరికరాలు తక్కువ శక్తిని అందిస్తాయి
వైర్లెస్ సెన్సార్ నెట్వర్క్లు అనువర్తనాలు
వైర్లెస్ సెన్సార్ నెట్వర్క్లు అనువర్తనాలు
- ఈ నెట్వర్క్లు అటవీ గుర్తింపు, జంతువుల ట్రాకింగ్, వరద గుర్తింపు, అంచనా మరియు వాతావరణ అంచనా వంటి పర్యావరణ ట్రాకింగ్లలో మరియు భూకంప కార్యకలాపాల అంచనా మరియు పర్యవేక్షణ వంటి వాణిజ్య అనువర్తనాలలో కూడా ఉపయోగించబడతాయి.
- సైనిక అనువర్తనాలు ట్రాకింగ్ మరియు ఎన్విరాన్మెంట్ మానిటరింగ్ నిఘా అనువర్తనాలు వంటివి ఈ నెట్వర్క్లను ఉపయోగిస్తాయి. సెన్సార్ నెట్వర్క్ల నుండి సెన్సార్ నోడ్లు ఆసక్తి రంగానికి పడిపోతాయి మరియు వినియోగదారు రిమోట్గా నియంత్రించబడతాయి. ఈ నెట్వర్క్లను ఉపయోగించడం ద్వారా శత్రు ట్రాకింగ్, భద్రతా గుర్తింపులను కూడా నిర్వహిస్తారు.
- రోగులు మరియు వైద్యుల ట్రాకింగ్ మరియు పర్యవేక్షణ వంటి ఆరోగ్య అనువర్తనాలు ఈ నెట్వర్క్లను ఉపయోగిస్తాయి.
- రవాణా వ్యవస్థల రంగంలో ట్రాఫిక్ పర్యవేక్షణ, డైనమిక్ రూటింగ్ నిర్వహణ మరియు పార్కింగ్ స్థలాల పర్యవేక్షణ మొదలైన వాటిలో ఎక్కువగా ఉపయోగించే వైర్లెస్ సెన్సార్ నెట్వర్క్ అనువర్తనాలు ఈ నెట్వర్క్లను ఉపయోగిస్తాయి.
- వేగవంతమైన అత్యవసర ప్రతిస్పందన, పారిశ్రామిక ప్రక్రియ పర్యవేక్షణ , స్వయంచాలక భవనం వాతావరణ నియంత్రణ, పర్యావరణ వ్యవస్థ మరియు నివాస పర్యవేక్షణ, పౌర నిర్మాణ ఆరోగ్య పర్యవేక్షణ మొదలైనవి ఈ నెట్వర్క్లను ఉపయోగిస్తాయి.
ఇదంతా వైర్లెస్ సెన్సార్ నెట్వర్క్లు మరియు వాటి అనువర్తనాల గురించి. అన్ని రకాల నెట్వర్క్ల గురించి సమాచారం మీ ఆచరణాత్మక అవసరాలకు బాగా తెలుసుకోవటానికి మీకు సహాయపడుతుందని మేము నమ్ముతున్నాము. ఇది కాకుండా, గురించి అదనపు సమాచారం కోసం వైర్లెస్ SCADA , ప్రశ్నలు మరియు ఈ అంశానికి సంబంధించి సందేహాలు లేదా విద్యుత్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ ప్రాజెక్టులు , మరియు ఏవైనా సూచనలు ఉంటే, దయచేసి దిగువ వ్యాఖ్య విభాగంలో మాకు వ్యాఖ్యానించండి లేదా వ్రాయండి.
ఫోటో క్రెడిట్స్