वायरलेस सेंसर नेटवर्क और उनके अनुप्रयोग

हाल के वर्षों में एक वायरलेस सेंसर नेटवर्क का एक कुशल डिजाइन अनुसंधान का एक प्रमुख क्षेत्र बन गया है। एक सेंसर एक ऐसा उपकरण है जो भौतिक या पर्यावरणीय स्थितियों, जैसे दबाव, गर्मी, प्रकाश, आदि से किसी प्रकार के इनपुट का जवाब देता है और उसका पता लगाता है। सेंसर का आउटपुट आम तौर पर एक विद्युत संकेत है जो आगे की प्रक्रिया के लिए एक नियंत्रक को प्रेषित होता है। ।

वायरलेस सेंसर नेटवर्क (WSNs)

एक वायरलेस सेंसर नेटवर्क को उपकरणों के एक नेटवर्क के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो वायरलेस लिंक के माध्यम से मॉनिटर किए गए क्षेत्र से एकत्रित जानकारी को संचार कर सकता है। डेटा को कई नोड्स के माध्यम से अग्रेषित किया जाता है, और एक प्रवेश द्वार के साथ, डेटा अन्य नेटवर्क से जुड़ा होता है जैसे वायरलेस ईथरनेट ।

वायरलेस सेंसर नेटवर्क

डब्लूएसएन एक वायरलेस नेटवर्क है जिसमें बेस स्टेशन और नोड्स (वायरलेस सेंसर) की संख्या होती है। इन नेटवर्क का उपयोग भौतिक या पर्यावरणीय स्थितियों जैसे ध्वनि, दबाव, तापमान की निगरानी के लिए किया जाता है, और नेटवर्क में मुख्य स्थान पर नेटवर्क के माध्यम से डेटा को सहकारी रूप से पास किया जाता है।

डब्लूएसएन नेटवर्क टोपोलॉजी

रेडियो संचार नेटवर्क के लिए, एक डब्ल्यूएसएन की संरचना में नीचे दिए गए लोगों की तरह विभिन्न टोपोलॉजी शामिल हैं।

वायरलेस सेंसर नेटवर्क टोपोलॉजी

स्टार टोपोलॉजी

स्टार टोपोलॉजी एक संचार टोपोलॉजी है, जहां प्रत्येक नोड सीधे एक प्रवेश द्वार से जुड़ता है। एक सिंगल गेटवे कई रिमोट नोड्स को संदेश भेज या प्राप्त कर सकता है। इंस्टार टोपोलॉजी, नोड्स को एक-दूसरे को संदेश भेजने की अनुमति नहीं है। यह रिमोट नोड और गेटवे (बेस स्टेशन) के बीच कम विलंबता संचार की अनुमति देता है।

नेटवर्क का प्रबंधन करने के लिए एकल नोड पर इसकी निर्भरता के कारण, गेटवे को सभी व्यक्तिगत नोड्स के रेडियो ट्रांसमिशन रेंज के भीतर होना चाहिए। लाभ में रिमोट नोड्स की बिजली की खपत को न्यूनतम और बस नियंत्रण में रखने की क्षमता शामिल है। नेटवर्क का आकार हब से किए गए कनेक्शन की संख्या पर निर्भर करता है।

वृक्ष टोपोलॉजी

ट्री टोपोलॉजी को कैस्केड स्टार टोपोलॉजी भी कहा जाता है। पेड़ की टोपोलॉजी में, प्रत्येक नोड एक नोड से जुड़ता है जो पेड़ में अधिक रखा जाता है, और फिर गेटवे के लिए। ट्री टोपोलॉजी का मुख्य लाभ यह है कि नेटवर्क का विस्तार आसानी से संभव हो सकता है, और त्रुटि का पता लगाना भी आसान हो जाता है। इस नेटवर्क के साथ नुकसान यह है कि यह बस केबल पर बहुत अधिक निर्भर करता है यदि यह टूट जाता है, तो सभी नेटवर्क ध्वस्त हो जाएगा।

मेष टोपोलॉजी

मेष टोपोलॉजी एक नोड से दूसरे में डेटा के संचरण की अनुमति देती है, जो इसकी रेडियो ट्रांसमिशन रेंज के भीतर है। यदि कोई नोड किसी अन्य नोड को संदेश भेजना चाहता है, जो रेडियो संचार सीमा से बाहर है, तो उसे एक मध्यवर्ती नोड की आवश्यकता है संदेश को अग्रेषित करें इच्छित नोड के लिए। इस जाल टोपोलॉजी के लाभ में नेटवर्क में आसान अलगाव और दोषों का पता लगाना शामिल है। नुकसान यह है कि नेटवर्क बड़ा है और भारी निवेश की आवश्यकता है।

WSNs (वायरलेस सेंसर नेटवर्क) के प्रकार

पर्यावरण पर निर्भर करता है नेटवर्क के प्रकार इसलिए तय किया जाता है ताकि उन लोगों को पानी के नीचे, जमीन पर, और इसी तरह से तैनात किया जा सके। विभिन्न प्रकार के WSN में शामिल हैं:

1. स्थलीय WSNs
2. डब्ल्यूएसएन को भूमिगत करें
3. पानी के नीचे WSNs
4. मल्टीमीडिया WSNs
5. मोबाइल WSNs

1. स्थलीय WSNs

स्थलीय WSNs बेस स्टेशनों को कुशलतापूर्वक संचार करने में सक्षम होते हैं, और इसमें सैकड़ों से हजारों वायरलेस सेंसर नोड्स होते हैं, जिन्हें या तो असंरचित (तदर्थ) या संरचित (Preplanned) तरीके से तैनात किया जाता है। एक असंरचित मोड में, सेंसर नोड्स को लक्षित क्षेत्र के भीतर बेतरतीब ढंग से वितरित किया जाता है जो एक निश्चित विमान से गिरा दिया जाता है। प्रीप्लेन्ड या स्ट्रक्चर्ड मोड इष्टतम प्लेसमेंट, ग्रिड प्लेसमेंट और 2 डी, 3 डी प्लेसमेंट मॉडल पर विचार करता है।

इस डब्ल्यूएसएन में, ए बैटरी की ताकत हालांकि सीमित है, बैटरी एक सौर ऊर्जा स्रोत के रूप में सौर कोशिकाओं से सुसज्जित है। इन WSNs का ऊर्जा संरक्षण कम शुल्क चक्र संचालन, देरी को कम करने और इष्टतम मार्ग, और इसी तरह का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।

2. डब्ल्यूएसएन को भूमिगत करें

भूमिगत वायरलेस सेंसर नेटवर्क तैनाती, रखरखाव, और उपकरण लागत विचार और सावधान योजना के मामले में स्थलीय WSNs की तुलना में अधिक महंगे हैं। डब्लूएसएन नेटवर्क में कई सेंसर नोड्स होते हैं जो जमीन में छिपे हुए हैं ताकि भूमिगत स्थिति की निगरानी की जा सके। सेंसर नोड्स से बेस स्टेशन तक जानकारी को रिले करने के लिए, अतिरिक्त सिंक नोड्स जमीन के ऊपर स्थित हैं।

डब्ल्यूएसएन को भूमिगत करें

जमीन में तैनात भूमिगत वायरलेस सेंसर नेटवर्क को रिचार्ज करना मुश्किल है। एक सीमित बैटरी शक्ति से लैस सेंसर बैटरी नोड को रिचार्ज करना मुश्किल है। इसके अलावा, भूमिगत वातावरण उच्च स्तर के क्षीणन और सिग्नल हानि के कारण वायरलेस संचार को चुनौती देता है।

3. वाटर डब्लूएसएन के तहत

पृथ्वी के 70% से अधिक हिस्से पर पानी का कब्जा है। इन नेटवर्कों में कई सेंसर नोड्स और वाहन हैं जो पानी के नीचे तैनात हैं। इन सेंसर नोड्स से डेटा इकट्ठा करने के लिए स्वायत्त पानी के नीचे वाहनों का उपयोग किया जाता है। पानी के नीचे संचार की एक चुनौती एक लंबे समय तक प्रसार देरी है, और बैंडविड्थ और सेंसर विफलताओं।

जल WSNs के तहत

पानी के नीचे, WSNs एक सीमित बैटरी से लैस हैं जिन्हें रिचार्ज या प्रतिस्थापित नहीं किया जा सकता है। पानी के नीचे WSNs के लिए ऊर्जा संरक्षण के मुद्दे में पानी के नीचे संचार और नेटवर्किंग तकनीकों का विकास शामिल है।

4. मल्टीमीडिया WSNs

मल्टीमीडिया वायरलेस सेंसर नेटवर्क को मल्टीमीडिया के रूप में घटनाओं की ट्रैकिंग और निगरानी के लिए सक्षम करने का प्रस्ताव किया गया है, जैसे कि इमेजिंग, वीडियो और ऑडियो। इन नेटवर्कों में माइक्रोफ़ोन और कैमरों से लैस कम लागत वाले सेंसर नोड होते हैं। ये नोड्स डेटा संपीड़न, डेटा पुनर्प्राप्ति और सहसंबंध के लिए एक वायरलेस कनेक्शन पर एक दूसरे के साथ जुड़े हुए हैं।

मल्टीमीडिया WSNs

मल्टीमीडिया WSN के साथ चुनौतियों में उच्च ऊर्जा खपत, उच्च बैंडविड्थ आवश्यकताओं, डेटा प्रसंस्करण और संपीड़ित तकनीक शामिल हैं। इसके अलावा, सामग्री को ठीक से और आसानी से वितरित करने के लिए मल्टीमीडिया सामग्री को उच्च बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है।

5. मोबाइल डब्ल्यूएसएन

इन नेटवर्कों में सेंसर नोड्स का एक संग्रह होता है जिसे अपने आप ले जाया जा सकता है और भौतिक वातावरण के साथ बातचीत की जा सकती है। मोबाइल नोड्स समझ और संवाद कर सकते हैं।

मोबाइल वायरलेस सेंसर नेटवर्क स्थिर सेंसर नेटवर्क की तुलना में अधिक बहुमुखी हैं। स्थिर वायरलेस सेंसर नेटवर्क पर MWSN के लाभों में बेहतर और बेहतर कवरेज, बेहतर ऊर्जा दक्षता, बेहतर चैनल क्षमता, और इसी तरह शामिल हैं।

वायरलेस सेंसर नेटवर्क की सीमाएं

1. बहुत कम भंडारण क्षमता - कुछ सौ किलोबाइट
2. 8-मेगाहर्ट्ज की मामूली प्रसंस्करण शक्ति
3. लघु संचार रेंज में काम करता है - बहुत अधिक बिजली की खपत करता है
4. न्यूनतम ऊर्जा की आवश्यकता होती है - बाधा प्रोटोकॉल
5. एक परिमित जीवनकाल के साथ बैटरी है
6. निष्क्रिय उपकरण थोड़ी ऊर्जा प्रदान करते हैं

वायरलेस सेंसर नेटवर्क अनुप्रयोग

वायरलेस सेंसर नेटवर्क अनुप्रयोग

• इन नेटवर्कों का उपयोग पर्यावरणीय ट्रैकिंग में किया जाता है, जैसे कि जंगल का पता लगाना, पशु ट्रैकिंग, बाढ़ का पता लगाना, पूर्वानुमान और मौसम की भविष्यवाणी, और भूकंपीय गतिविधि की भविष्यवाणी और निगरानी जैसे व्यावसायिक अनुप्रयोगों में भी।
• सैन्य अनुप्रयोगों , जैसे ट्रैकिंग और पर्यावरण निगरानी निगरानी अनुप्रयोग इन नेटवर्क का उपयोग करते हैं। सेंसर नेटवर्क से सेंसर नोड्स को रुचि के क्षेत्र में गिरा दिया जाता है और एक उपयोगकर्ता द्वारा दूरस्थ रूप से नियंत्रित किया जाता है। इन नेटवर्कों का उपयोग करके शत्रु ट्रैकिंग, सुरक्षा सुरक्षा भी की जाती है।
• मरीजों और डॉक्टरों की ट्रैकिंग और निगरानी जैसे स्वास्थ्य अनुप्रयोग, इन नेटवर्क का उपयोग करते हैं।
• परिवहन प्रणालियों के क्षेत्र में सबसे अधिक बार उपयोग किए जाने वाले वायरलेस सेंसर नेटवर्क अनुप्रयोग जैसे कि यातायात की निगरानी, ​​गतिशील मार्ग प्रबंधन, और पार्किंग स्थल की निगरानी, ​​आदि, इन नेटवर्क का उपयोग करते हैं।
• तेजी से आपातकालीन प्रतिक्रिया, औद्योगिक प्रक्रिया की निगरानी , स्वचालित भवन जलवायु नियंत्रण, पारिस्थितिकी तंत्र और आवास की निगरानी, ​​नागरिक संरचनात्मक स्वास्थ्य निगरानी, ​​आदि, इन नेटवर्क का उपयोग करते हैं।

यह सब वायरलेस सेंसर नेटवर्क और उनके अनुप्रयोगों के बारे में है। हमारा मानना ​​है कि सभी विभिन्न प्रकार के नेटवर्कों के बारे में जानकारी आपको उनकी व्यावहारिक आवश्यकताओं के लिए बेहतर तरीके से जानने में मदद करेगी। इसके अलावा, अतिरिक्त जानकारी के बारे में वायरलेस SCADA इस विषय के बारे में प्रश्न, और संदेह या बिजली और इलेक्ट्रॉनिक परियोजनाओं , और किसी भी सुझाव, नीचे टिप्पणी अनुभाग में हमें टिप्पणी या लिखें।

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