Jaringan sensor nirkabel (Wireless Sensor Network) adalah sekelompok sensor khusus dengan infrastruktur komunikasi yang memantau dan mencatat kondisi di berbagai lokasi. Parameter yang biasa dipantau adalah suhu, kelembaban, tekanan, arah dan kecepatan angin, intensitas cahaya, intensitas getaran, intensitas suara, tegangan saluran listrik, konsentrasi bahan kimia, tingkat polusi, dan fungsi vital tubuh.
Jaringan sensor terdiri dari beberapa stasiun sensor yang disebut node sensor, masing-masing berukuran kecil, ringan, dan portable. Setiap node sensor dilengkapi dengan transduser, mikrokomputer, transceiver, dan sumber daya. Transduser menghasilkan sinyal listrik berdasarkan fenomena dan efek fisik yang diamati. Komputer mikro memproses dan menyimpan keluaran sensor. Pemancar menerima perintah dari komputer host dan mengirimkan data ke komputer itu. Setiap node sensor ditenagai oleh baterai.
Jaringan sensor nirkabel membantu untuk memantau kondisi hutan, pertanian, pengiriman, pertokoan, stasiun cuaca, pembangkit listrik, pabrik, taman, jaringan jalan, jalan setapak, dan bangunan "pintar". WSN skala kecil yang canggih memastikan bahwa jalur perakitan robotik, pengambilan dan pengepakan otomatis, serta kendaraan adalah “pintar”. antara lain:
a) Internet of Things
b) Otomasi Industri
c) Rumah otomatis dan pintar
d) Pemantauan lalu lintas dan industri
e) Pemantauan alat kesehatan
f) Pengontrolan robot
g) Pengawasan dan Pemantauan untuk keamanan untuk mendeteksi ancaman
h) Pendeteksi tingkat kebisingan sekitar
i) Pendeteksi longsor
Sensor WSN digunakan untuk menangkap variabel lingkungan dan mengumpulkan data. Sinyal sensor diubah menjadi sinyal listrik.
Digunakan untuk menerima dan mengirim data yang dihasilkan oleh sensor ke stasiun pangkalan WLAN. Ini terdiri dari mikrokontroler, pemancar, memori eksternal dan sumber daya.
Ini menerima data yang dikirim oleh node radio secara nirkabel, biasanya melalui internet.
Data yang diterima dari Titik Akses WLAN diproses oleh perangkat lunak yang disebut Perangkat Lunak Evaluasi, yang memberi pengguna laporan untuk pemrosesan data lebih lanjut, yang dapat digunakan untuk pemrosesan, analisis, penyimpanan, dan penambangan data.
Node sensor kecil (sensor nirkabel) membentuk tulang punggung jaringan. Ini adalah mikrokomputer yang terdiri dari empat komponen - sensor, prosesor, transceiver, dan catu daya.
Sensor (misalnya mikrofon, akselerometer, pelat peka tekanan) mengumpulkan data mentah. Data yang dikumpulkan dilewatkan melalui konverter analog-ke-digital (jika perlu) dan diteruskan melalui bus sirkuit ke unit pemrosesan pusat (CPU) berdaya rendah.
Chip CPU kemudian mem-parsing aliran data, menggunakan program tetap untuk mengubahnya menjadi kode yang dapat ditransmisikan. Semua data yang tidak relevan atau rusak akan dihapus. 'Paket' kemudian diberi cap waktu dan disimpan dalam blok kecil memori jangka pendek (flash) di dalam CPU untuk pengumpulan nanti. Saat diminta oleh radio ping atau timer, data apa pun yang ditahan ditransmisikan kembali saat memori lokal node 'berkedip' sendiri kosong. Siklus pengumpulan kemudian restart.
Bahkan dengan semburan transmisi terkontrol dan pemadaman berwaktu, mengoperasikan antena radio selama berbulan-bulan akan membutuhkan energi yang jauh lebih banyak daripada yang dapat disediakan oleh baterai yang dapat diganti.
Node nirkabel memerlukan catu daya andal yang terpisah. Beberapa rakitan hanya mengandalkan arus kabel dan kapasitor cadangan. Node yang jauh dan tidak dapat diakses menggunakan generator "menyapu" untuk memanen listrik terbarukan dalam jumlah besar untuk baterai lithium-ion yang dapat diisi ulang. Kincir angin, panel surya, dan turbin adalah solusi barang selundupan yang umum.
Rakitan aktuator hampir sama dengan yang lain - dengan satu perbedaan besar. Node ini hanya aktif ketika komponen sensor kelima, aktuator, dipicu.
Aktuator serba guna seperti sensor yang mereka gunakan. Tekanan, kedekatan, waktu atau kekuatan fisik (misalnya panas, hujan, angin) semuanya dapat bertindak sebagai pemicu. Saklar khusus memungkinkan node untuk mengumpulkan dan mengirimkan data hanya saat diaktifkan. Alternatifnya, perintah gateway yang dikonfigurasi dapat bertindak sebagai saklar radio.
Ideal untuk digunakan sebagai alarm status, node pengaktifan sangat penting untuk mendeteksi gempa bumi, banjir, kebakaran, keruntuhan, dan tanah longsor di WSN. Sebagai node terbatas waktu, mereka juga berguna sebagai solusi hemat energi yang murah dan efektif untuk lokasi dengan prioritas rendah, terisolasi, dan terpencil.
WSN biasanya terdiri dari sensor yang dioperasikan dengan baterai dengan sumber daya energi yang terbatas. Oleh karena itu, sulit untuk memastikan bahwa jaringan akan bekerja selama untuk waktu yang lama tanpa sering mengganti baterai.
WSN sering terdiri dari berbagai jenis sensor dan node dengan karakteristik berbeda. Hal ini membuat sulit untuk memastikan bahwa jaringan bekerja secara efisien dan efektif.
WSN sering digunakan dalam aplikasi kritis seperti pemantauan lingkungan atau kontrol proses industri. Tantangan besar adalah memastikan bahwa jaringan dapat diandalkan dan berfungsi dengan baik dalam semua kondisi.
WSN rentan terhadap berbagai serangan seperti penyadapan, jamming, dan spoofing. Mengamankan jaringan dan data yang dikumpulkannya merupakan tantangan besar.
WSN seringkali perlu mendukung node sensor dalam jumlah besar dan memproses data dalam jumlah besar. Tantangan besar adalah memastikan bahwa jaringan memenuhi persyaratan ini.
Tidak semua ruang terkontrol diciptakan sama. Dengan demikian, desainer mengadaptasi tata letak WSN mereka ke lingkungan yang berbeda.
WSN Terestrial memantau kondisi luar ruangan. Mereka biasanya ditempatkan dalam kisi 2D atau 3D di lingkungan perkotaan, pinggiran kota, pedesaan, dan hutan belantara, menyediakan cakupan penuh. Untuk melacak wilayah luar tertentu, kotak menggantikan kluster verteks yang "dioptimalkan" pada poligon berbentuk ganjil (mis. batu, pulau)..
Seismometer, pemantauan terowongan, dan simpul peringatan banjir harus tetap berada di bawah tanah secara permanen untuk beroperasi. Sayangnya, sinyal radio dilemahkan oleh dinding tebal, bebatuan, dan tanah padat.
Laut, danau, dan sungai merupakan tantangan utama bagi node. Air mempersulit pengiriman sinyal radio, arus menggerakkan peralatan terapung bebas, dan banjir dapat dengan mudah merusak elektronik sensitif.
Jaringan sensor nirkabel (Wireless Sensor Network) adalah sekelompok sensor khusus dengan infrastruktur komunikasi yang memantau dan mencatat kondisi di berbagai lokasi. Komponen Jaringan Sensor Nirkabel terdiri dari Sensor, Radio Nodes, WLAN Access Point, dan Evaluation Software. Tantangan yang perlu diperhatikan, yaitu Daya dan Energi Terbatas, Heterogenitas, Keandalan, Keamanan, dan memiliki skalabilitas.
Kesempatan lowongan magang terbaru di tahun 2024
Baca Selengkapnya..