IV. Ứng dụng của mạng cảm biến không dây.

Hình 1.10 Mạng WSN cảnh báo cháy rừng



•



Cảnh báo lũ lụt: Hệ thông này bao gồm các nút cảm biến về lượng



mưa, mực nước.Các cảm biến này cung cấp thông tin cho hệ thống cơ sở dữ

liệu trung tâm để phân tích và cảnh báo lụt sớm.

•



Giám sát và cảnh báo các hiện tượng địa trấn: Các cảm biến về độ



rung … được đặt rải rác ở mặt đất hay trong lòng đất những khu vực

hay sảy ra động đất, hay gần các núi lửa để giám sát và cảnh báo sớm hiện

tượng động đất và núi lửa phun trào.



Hình 1.11 Cảnh báo và đo thông số động đất



* Các ứng dụng trong y học:

Giám sát trong y tế và chẩn đoán từ xa: Trong tương lai, các nút cảm ứng có

thể được gắn vào cơ thể, ví dụ như ở dưới da và đo các thông số của máu để phát



22



hiện sớm các bệnh như ung thư, nhờ đó việc chữa bệnh sẽ dễ dàng hơn. Hiện nay

đã tồn tại những video sensor rất nhỏ có thể nuốt vào trong người, dùng một lần

và được bọc vỏ hoàn toàn, nguồn nuôi của thiết bị này đủ để hoạt động trong 24h

(hình 1.12). Trong thời gian đó, chúng gửi hình ảnh về bên trong con người sang

một thiết bị khác mà không cần phải phẫu thuật. Các bác sĩ có thể dựa vào đó để

chuẩn đoán và điều trị.



Hình 1.12 Ứng dụng trong y tế



* Ứng dụng trong gia đình:

Trong lĩnh vực tự động hóa nhà ở, các nút cảm ứng được đặt ở các phòng để

đo nhiệt độ. Không những thế, chúng còn được dùng để phát hiện những sự dịch

chuyển trong phòng và thông báo lại thông tin này đến thiết bị báo động trong

trường hợp không có ai ở nhà.



23



Hình 1.13 Ứng dụng nhà thông minh

* Trong công nghiệp

•



Trong lĩnh vực quản lý kinh doanh, công việc bảo quản và lưu giữ



hàng hóa sẽ được giải phóng. Các kiện hàng sẽ bao gồm các nút cảm ứng mà

chỉ cần tồn tại trong thời kì lưu trữ và bảo quản. Trong mỗi lần kiểm kê, một

query tới kho lưu trữ dưới dạng bản tin quảng bá. Tất cả các kiện hàng sẽ trả

lời query đó để bộc lộ các đặc điểm của chúng. Ngay cả các bản tin có cường

độ yếu từ những cảm biến đơn lẻ vẫn có thể được truyền tin cậy nếu chúng

được chuyển tiếp qua từng nút. Cảm biến còn có thể được dùng để đo nhiệt độ

và độ ẩm. Vào ban đêm chúng được đặt ở chế độ chống trộm. Nếu một ai đó

cố dịch một kiện hàng, sensor sẽ hoạt động và ra hiệu cho thiết bị cảnh báo.

Điều này đặc biệt hữu dụng trong việc bảo vệ hàng hóa trong những tòa nhà

lớn



Hình 1.14 Ứng dụng trong quản lý hàng hóa

24



•



Những nút cảm ứng này cũng có thể ứng dụng trong việc quản lý



các container ở cảng. Mỗi một container là một nút mạng trong mạng cảm ứng

và có thể ghi nhớ thông tin của nó một cách xác thực. Việc liên lạc qua khoảng

cách xa hơn có thể thực hiện theo kiểu điểm – điểm từ container này đến

container khác. Tập hợp các container tự bản thân nó là một cơ sở dữ liệu và vì

vậy luôn luôn nhất quán. Nhờ đó tàu có thể dễ dàng xác định được chính xác

kiện hàng của nó và container thậm chí còn có thể thông báo lại nếu có

container lân cận bị lỡ, mà không cần phải truy nhập vào dữ liệu toàn cầu

(global database).



Hình 1.15 Ứng dụng ở cảng

•



Quản lí dây truyền sản xuất, theo dõi sản phẩm:



* Trong nông nghiệp:

•



Ứng dụng trong trồng trọt:Các cảm biến được dùng để đo nhiệt độ,



độ ẩm, ánh sáng ở nhiều điểm trên thửa ruộng và truyền dữ liệu mà chúng thu

được về trung tâm để người nông dân có thể giám sát và chăm sóc, điều chỉnh

cho phù hợp.



25



Hình 1.16 Ứng dụng trong trồng trọt

•



Ứng dụng trong chăn nuôi: Trong chăn nuôi gia súc, gia cầm cũng



trang bị các cảm biến để dễ dàng theo dõi và giám sát .



Hình 1.17 Ứng dụng trong chăn nuôi

* Trong quân sự:

Các mạng cảm biến có vai trò quan trọng trong hệ thống C4ISRT

(military command,control,communications,computing,intelligence, servaillence,

reconnaissance and targeting systems ) vì nó có các đặc tính triển khai nhanh, tự

cấu hình, và chịu lỗi.Các ứng dụng của mạng cảm biến trong quân sự như là giám

sát quân đội, giám sát trang thiết bị,vũ khí, khảo sát chiến trường,quân địch, dò

tấn công bằng vũ khí hạt nhân, sinh học, hóa học của quân địch.

26



* Trong giao thông:

Các cảm biến được đặt trong các ô tô để người dùng có thể điều khiển, hoặc

được gắn ở vỏ của ô tô, các phương tiện giao thông để chúng tương tác với

nhau và tương tác với đường và các biển báo để giúp các phương tiện đi được

an toàn, tránh tai nạn giao thông và giúp việc điều khiển luồng tốt hơn.



Hình 1.18 Ứng dụng trong giao thông



Tất cả các ứng dụng của mạng cảm biến không dây được phân loại thành :

-Giám sát các môi trường tĩnh: giám sát môi trường,các hệ sinh thái,cảnh báo

cháy…

-Giám sát sự chuyển động của các đối tượng: như là giám sát các động vật trong

cuộc sống hoang dã,giám sát sự chuyển động của các phương tiện giao thông…

V. Những khó khăn trong việc phát triển mạng WSN.

Vì mạng cảm ứng không dây có những ứng dụng vô cùng to lớn trong cuộc

sống, và để tận dụng hết những thuận lợi này chúng ta phải xác định rõ những

hạn chế của mạng cảm ứng và các vấn đề kĩ thuật mà ta sẽ gặp phải khi triển

khai:

 Bị giới hạn năng lượng

Khi các thiết bị tính toán tăng hiệu quả nhanh chóng thì sự tiêu thụ năng

lượng của mạng cảm ứng không dây giống như một nút cổ chai. Do các sensor có



27



kích cỡ nhỏ và giá thành rẻ nên có thể triển khai hàng nghìn sensor trong mạng,

do đó ta không thể nối dây từ các sensor này đến nguồn năng lượng. Đồng thời

để có thể vận hành tự động thì các sensor cần phải có nguồn pin. Vì lượng năng

lượng có sẵn trong mỗi sensor chỉ giới hạn ở một mức nào đó nên sự đồng bộ hóa

chỉ nhận được khi duy trì đủ năng lượng để các sensor này hoạt động hiệu quả.

 Bị giới hạn về dải thông

Trong mạng cảm ứng, năng lượng được dùng trong xử lý dữ liệu ít hơn

nhiều so với việc truyền nó đi. Hiện nay việc truyền thông vô tuyến bị giới hạn

bởi tốc độ dữ liệu khoảng 10-100 Kbits/s. Sự giới hạn về băng thông này ảnh

hưởng trực tiếp đến việc truyền thông tin giữa các sensor, và nếu không có sự

truyền thông tin này thì không thể đồng bộ hóa được.



 Bị giới hạn về phần cứng



Hình 1.19 Cấu trúc phần cứng của hạt Mica

28