無線傳感器網(wǎng)絡的應用市場和解決方案

應用

凌力爾特的Dust Networks SmartMesh™產(chǎn)品線兼有符合WirelessHART及6LoWPAN標準的 IPv6 產(chǎn)品，它們利用 802.15.4 以提供市面上可靠最高和功率最低的 WSN 解決方案。Dust Eterna™ 微塵 (LTC5800 系列) 是單芯片器件，其將一個 Cortex-M3™ 微處理器、存儲器和外設耦合至目前功率最低的 802.15.4 無線線路。設計人員將微塵芯片嵌入在其傳感器組件之中，并可依靠網(wǎng)絡形成和優(yōu)化，并將傳感器數(shù)據(jù)傳輸至其應用。Dust 的管理器可實現(xiàn)從幾十到幾千個設備的平穩(wěn)調(diào)節(jié)，并提供用于網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)及配置接口。兩個產(chǎn)品系列均適合構(gòu)建能提供可按節(jié)點配置之數(shù)據(jù)速率之高度可靠的多跳網(wǎng)格網(wǎng)絡。它們適于解決各種各樣的 WSN 問題。采用 Dust 微塵和管理器的部分應用實例包括：

泊車-Streetline公司是一家智能泊車解決方案供應商，其產(chǎn)品可監(jiān)視城市泊車位的實時可用情況。車輛探測器安裝在泊車位的下方，位于鋪砌層的內(nèi)部并與路面齊平。這就帶來了挑戰(zhàn)，因為傳感器件的天線安放在地下，而后當車位被占據(jù)時則被金屬車輛所覆蓋。無線路徑分集是必不可少的，因為不同的車輛停放位置會改變器件對之間的路徑質(zhì)量。Streetline 將高架的轉(zhuǎn)發(fā)器件安裝在附近的街燈上，以獲得至停車傳感器的視線。這些轉(zhuǎn)發(fā)器形成了一個多跳網(wǎng)格，用于把所有的車位占用數(shù)據(jù)收集至局部網(wǎng)絡管理器，并在此匯總到一個覆蓋全城的數(shù)據(jù)庫之中以供客戶和執(zhí)法機構(gòu)使用。無線技術(shù)對于此類應用是至關(guān)緊要的，因為要想用電線將傳感器連接至每個車位操作起來是非常困難的，而低功率無線通信還可降低更換電池的頻度。

煉油廠過程控制-雪佛龍 (Chevron) 公司采用無線網(wǎng)絡來監(jiān)視石油開采和提煉設備。這些網(wǎng)絡常常部署于嚴酷的環(huán)境 (因為存在危險的極端溫度和化學品，并存在發(fā)生爆炸的風險)，在這里無法為有線傳感器布設導管。此外，無線網(wǎng)絡技術(shù)還可實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和移動運營商的監(jiān)視。無線網(wǎng)絡被安裝在遍布一個大型煉油廠的不同位置。為了把數(shù)據(jù)收集到一個集中式控制中心，采用了一個 Cisco IEEE 802.11a 無線網(wǎng)格，作為每個 IEEE 802.15.4 網(wǎng)絡管理器的回傳骨干連接。這使得低功率傳感器件能夠向其局部管理器進行報告，數(shù)據(jù)在局部管理器上聚集并可靠地往復傳送。該配置充分體現(xiàn)了兩種標準之間的強大融合。

能耗監(jiān)測 - Vigilent 公司可提供用于室內(nèi)環(huán)境的智能型能耗管理系統(tǒng)。由于數(shù)據(jù)中心里任何位置的溫度上升都可能導致設備故障，因此空調(diào)常常以滿功率連續(xù)運行，從而造成能源浪費。設備管理人員不愿意其內(nèi)部網(wǎng)絡受到危害，因此 Vigilent 部署了不會影響常規(guī)運作的無線器件。另外，設備對于安全性也十分敏感，因此需要采用無線協(xié)議對所有的數(shù)據(jù)包進行端到端加密，并在網(wǎng)絡管理器上提供附加的安全性。數(shù)據(jù)中心檢測點通常都很密集，Vigilent 成功地部署了多個重疊網(wǎng)絡以實現(xiàn)所要求的傳感器數(shù)目。

結(jié)論

基于 802.15.4 無線標準的多通道時間同步網(wǎng)格網(wǎng)絡可解決構(gòu)建靈活、可靠、低功率無線傳感器網(wǎng)絡所涉及的眾多難題。