Ανάπτυξη πλατφόρμας με χρήση των ασύρματων δικτύων αισθητήρων για τη συλλογή και την επεξεργασία των περιβαλλοντικών δεδομένων, επιτήρησης χώρου και άμεση ενημέρωση κάτω απο επικίνδυνες συνθήκες.

Abstract

Τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων αναγνωρίζονται ως μία από τις σημαντικότερες τεχνολογίες αυτού του αιώνα και μπορεί να αντιπροσωπεύουν μια πραγματική και εφαρμόσιμη λύση για πολλούς τομείς της σύγχρονης ζωής, όπως η επιτήρηση χώρου, η γεωργία ακριβείας (precision agriculture), η οδική ασφάλεια, στρατιωτικές εφαρμογές, ανίχνευση δασικών πυρκαγιών, ιατρικές εφαρμογές, εφαρμογές έξυπνων κτηρίων κ.τ.λ. Σε αυτή την εργασία, παρουσιάζουμε τη γενική θεωρία για τους αισθητήρες και τα δίκτυα αισθητήρων, λίγα λόγια για το TinyOS - το λειτουργικό σύστημα ενός WSN και θα αναλύσουμε το πρωτόκολλο επικοινωνίας του WSN που υλοποιήσαμε σε αυτήν την εργασία, το XMesh που βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στις προδιαγραφές του 802.15.4 και του Zigbee. Επίσης, αναφέρουμε μερικά βασικά χαρακτηριστικά του υλικού (hardware) που χρησιμοποιήσαμε στην εφαρμογή μας, όπως το Micaz module, το MTS400 sensor board και η πλακέτα διεπαφής προγραμματισμού Mib520. Τέλος, στο κεφάλαιο 7 παρουσιάζεται η WSN εφαρμογή μας, που είναι η δημιουργία ενός δικτύου το οποίο θα αποτελείται από μικρό αριθμό κόμβων-αισθητήρων ( 5 nodes ), που προβλέπει την επιτήρηση ενός χώρου (δηλαδή τη πρόβλεψη και την ανίχνευση πυρκαγιάς) σε πραγματικό χρόνο. Οι αισθητήρες θα λαμβάνουν και θα παρέχουν μετρήσεις για διάφορες περιβαλλοντικές παραμέτρους, όπως η θερμοκρασία, υγρασία, κλπ σε τακτά χρονικά διαστήματα. Στη συνέχεια, τα δεδομένα θα διαβιβάζονται από το δίκτυο αισθητήρων σε ένα κεντρικό σταθμό και θα αποθηκεύονται σε κεντρική βάση δεδομένων. Ο χρήστης, χρησιμοποιώντας ένα Web Application (δυναμική ιστοσελίδα), την οποία καλούμαστε να υλοποιήσουμε, θα έχει πρόσβαση μέσω του διαδικτύου σε τρέχοντα και τα παλαιότερα δεδομένα. Επίσης, στο τελευταίο κεφάλαιο, αναφερόμαστε σε μερικές ενδιαφέρουσες μελέτες - εφαρμογές με την υποστήριξη ασύρματου δικτύου αισθητήρων, που έχουν γίνει από άλλους ερευνητές, και παρέχουν έξυπνες λύσεις στην παρακολούθηση του περιβάλλοντος.

Wireless sensor networks are recognized as one of the most important technologies of this century and can represent a real and workable solution for surveillance of space i.e. precision agriculture, road safety, military applications, forest fire detection, medical applications, smart building applications, e.t.c. In this article we will present the general theory behind the sensors and sensor networks, some word for TinyOS – the operating system of a WSN and will analyze the communication protocol of our WSN, XMesh which we used in this work , based largely on standards 802.15.4 and Zigbee. Also, we refer some basic features of the hardware which we used in our application such as Micaz module, MTS400 sensor board and Mib520 programming interface board. Finally, in chapter 7 we present the our WSN Application which is the creation of a network which will consist of small sensor nodes, providing for the surveillance of a space (i.e. the prediction and detection of fire) in real time. The sensors will take and will offer measurements of various environmental parameters, such as temperature, humidity, etc. at regular intervals. Then the data will be forwarded by the network to a central station and will be stored in a central database. The user using a Web application, which we are called to implement, will have access to current and older data.