Что такое сеть беспроводных датчиков с низким энергопотреблением?

Достижения в области технологий упростили сбор данных дома, на складах и на производственных площадках, а также в городах. По мере сбора и интерпретации этих данных лица, принимающие решения, теперь могут их эффективно использовать. Эти шаги создают то, что называется Интернетом вещей (IoT), Интернетом всего (спасибо Cisco!) Или, как его раньше называли, межмашинной связью (M2M). Городские менеджеры, предприятия и граждане являются (и будут) бенефициарами информации, созданной из этих потоков данных. Но в подавляющем большинстве случаев люди, которые хотели получить доступ к этим данным, не могли их получить. На сегодняшний день существующие решения имеют слишком ограниченное покрытие сети, слишком энергоемкие или и то, и другое. Однако эта ситуация быстро меняется с созданием сетей беспроводных датчиков с низким энергопотреблением. Теперь все эти данные можно собирать и передавать тем, кто в них нуждается.

Чтобы понять, что такое маломощная беспроводная сенсорная сеть и как она работает, мы собрали эту статью. Он отвечает на ключевые вопросы:откуда берутся все эти данные и сколько энергии уходит на их получение? Для начала мы сделаем шаг назад и опишем, что такое беспроводная сенсорная сеть, чтобы мы все оказались на одной странице.

Сети беспроводных датчиков (WSN)

Сеть беспроводных датчиков (WSN) - это группа пространственно распределенных независимых устройств, которые собирают данные путем измерения физических условий или условий окружающей среды. Вот некоторые из измеряемых условий:температура, давление, влажность, положение, информация об использовании, освещение и звук. Эти показания в виде данных передаются по сети, сопоставляются и упорядочиваются, а затем доставляются конечному пользователю. WSN уже используются для многих приложений, таких как мониторинг и управление производственными процессами, управление электроэнергетическими системами и мониторинг здоровья человека.

Традиционно для работы этих WSN требуется много энергии, но снижение энергопотребления системы увеличивает срок службы сенсорных устройств и создает пространство для приложений с батарейным питанием. Устройства с батарейным питанием позволяют реализовать самые разные сценарии использования и открывают возможности для приложений с низкой рентабельностью инвестиций. Здесь маломощные беспроводные сенсорные сети войдите.

Сети беспроводных датчиков с низким энергопотреблением

Ключом к увеличению срока службы WSN является разработка сетей с беспроводными датчиками . которые минимизируют энергопотребление беспроводных датчиков устройств , отсюда и название «малой мощности». Чтобы снизить общее энергопотребление, сети беспроводных датчиков с низким энергопотреблением контролируют активное время или «время бодрствования» устройств (таких как радиоприемник или микроконтроллер) и ограничивают потребление тока, когда они «спят». Эти сети достигают этого, изменяя режимы настройки мощности устройств, такие как «всегда включен», «ждущий» или «спящий» режим.

Например, подумайте об основном удаленном датчике температуры, который собирает данные за длительный период времени. В «активном» режиме устройство использует питание для измерения температуры и обработки данных с помощью сложного алгоритма фильтрации шума, но устройству не нужно делать это постоянно. Когда микроконтроллер не находится в активном режиме, он может вернуться в спящий режим до тех пор, пока не будут выполнены дополнительные измерения образцов. Затем через регулярные промежутки времени часы и календарь реального времени (RTCC) будут выходить из спящего режима, чтобы увидеть, есть ли еще одна задача, которую нужно выполнить. В противном случае он снова перейдет в спящий режим с сохранением энергопотребления. Когда количество времени, которое микроконтроллер проводит в работе, разумно регулируется и контролируется, общее потребление энергии резко снижается.

Один идеальный вариант использования маломощных беспроводных сенсорных сетей - это приложения «умного города». Сетевая технология с низким энергопотреблением оптимальна для наблюдения за состоянием таких вещей, как парковка, уличные фонари, управление движением, городские транспортные системы (автобусы), снегоочиститель, сбор мусора и общественная безопасность. Данные собираются с этих устройств, а затем интерпретируются в значимую информацию в формате, который позволяет городским служащим принимать обоснованные решения о распределении ресурсов и предоставлении услуг. Во многих случаях реагирование на изменение условий может быть сделано заранее и автоматизировано, что приведет к созданию «умного города».

Кто создает WSN с низким энергопотреблением?

Есть несколько компаний, занимающихся межмашинными беспроводными технологиями (M2M), которые создают мощные маломощные беспроводные сенсорные сети. Вот несколько:

SIGFOX

Модемы SIGFOX Ready ™ работают с низкой мощностью передачи и без непрерывной синхронизации сети, что дает выигрыш в энергоэффективности наряду с годами функциональности. Типичное энергопотребление модема SIGFOX Ready ™ варьируется от 20 мА до 70 мА, а в неактивном состоянии они почти ничего не потребляют. Прямо сейчас SIGFOX использует сеть только для восходящего канала, и они разрабатывают двунаправленную функцию следующего поколения, но их базовая технология означает, что нисходящий канал не будет иметь симметричного канала.

Линейная технология

Еще одна компания, использующая WSN с низким энергопотреблением, - это Dust Networks, часть Linear Technology. Их продукты SmartMesh IP и SmartMesh WirelessHART разработаны для суровых промышленных условий, требующих низкого энергопотребления, надежности и масштабируемости, и хорошо подходят для общепромышленных приложений.

OnRamp Wireless

OnRamp Wireless также развивает свою маломощную сеть RPMA. Эта сеть обеспечивает связь как для жилых, так и для коммерческих измерений и может поддерживать возможности интеллектуального измерения в той же сетевой инфраструктуре, которая поддерживает автоматизацию энергосистемы, и все это при использовании энергоэффективности.

Активность

Активность тоже стоит на пороге. Сквозная услуга M2M от Actility, ThingPark Wireless, предлагает двунаправленную сеть с низким энергопотреблением, которая обеспечивает покрытие в диапазоне от 2 до 5 км в густонаселенных городских районах и до 15 км для приложений в сельской местности.

Link Labs

Link Labs строит свои маломощные беспроводные сенсорные сети. Благодаря лучшей в своем классе чувствительности и энергопотреблению, гибкому стеку протоколов, а также симметричному восходящему и нисходящему каналам, маломощная беспроводная сенсорная сеть Link Labs является идеальной платформой для всего:от парковок и счетчиков воды до уличных фонарей и отслеживания активов.

Заключение

Сеть беспроводных датчиков с низким энергопотреблением - это более дешевое решение для передачи и сбора данных в пространстве Интернета вещей. Сохраняя и ограничивая мощность, используемую удаленными устройствами, маломощные беспроводные сети открывают пространство для множества новых приложений в экосистеме Интернета вещей. Лучшее понимание функций управления питанием в WSN с низким энергопотреблением позволяет инженерам создавать экологически чистые и энергоэффективные беспроводные решения. Прислушиваясь к мнению наших клиентов и предоставляя гибкое решение с помощью протокола Wide Area Low Power Protocol, Symphony Link, Link Labs лидирует в разработке сетей беспроводных датчиков с низким энергопотреблением.