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.