2024, випуск 2, c. 74-86
Одержано 04.04.2024; Виправлено 24.04.2024; Прийнято 28.05.2024
Надруковано 09.06.2024; Вперше Online 14.06.2024
https://doi.org/10.34229/2707-451X.24.2.8
Попередня | ПОВНИЙ ТЕКСТ | Наступна
УДК 681.5.08:004.03; 004.67; 004.75
Основні аспекти бездротових сенсорних вузлів для цифрового землеробства
Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, Київ
Листування: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Вступ. Бездротові сенсорні мережі це частина інформаційно-комунікаційних технологій та основа технологій Інтернету речей. За допомогою WSN дані збираються, передаються та обробляються у режимі реального часу. Типова БСМ складається з великої кількості бездротових сенсорних вузлів та координатора. Бездротова мережа базується на стандартах бездротового зв'язку. Сьогодні БСМ використовуються у різних галузях, таких як медицина, військова справа та цифрове землеробство.
Мета – надати всебічний аналіз бездротового сенсорного вузла для цифрового землеробства.
Результати. Автором проаналізовано стандарти бездротового зв’язку, на основі яких працюють БСМ у цифровому землеробстві. Виконано аналіз архітектури типового бездротового вузла. Виокремлено параметри бездротового вузла для подальшого моделювання. Розглянуто і проаналізовано види Систем збору енергії. На основі вимог бездротового вузла для цифрового землеробства запропоновано перелік фотовольтаїчних перетворювачів енергії. Також запропоновано перелік видів мікросхем керування живленням Системи збору енергії. Розроблено Класифікацію засобів електроживлення бездротових сенсорних вузлів і мереж. Проаналізовано типи сенсорів для використання у цифровому землеробстві.
Висновки. Основними стандартами бездротового зв’язку, які використовуються у БСМ для цифрового землеробства є Wi-Fi, IEEE 802.15.4, ZigBee, Bluetooth 4.0, GPRS, 4G, LoRaWAN та NB-IoT. Запропоновані у статті параметри бездротового сенсорного вузла доцільно використовувати для подальшого моделювання. Надано перелік фотовольтаїчних перетворювачів енергії для підключення до бездротового сенсорного вузла. Запропоновано варіанти мікросхем керування живленням для підключення у контур EHS для енергоживлення бездротового вузла. Розроблена Класифікація засобів електроживлення бездротових сенсорних вузлів і мереж побудована на суттєвих ознаках засобів електроживлення, що дозволяє спростити процес вибору засобів електроживлення БСМ під час проєктування мережі. На основі аналізу параметрів сенсорів для цифрового землеробства зроблено висновок, що бездротові сенсори саме для експресної оцінки стану рослин на світовому ринку практично відсутні.
Ключові слова: бездротові сенсорні мережі, бездротовий сенсорний вузол, цифрове землеробство, системи збору енергії, Інтернет речей.
Цитувати так: Антонова Г.В. Основні аспекти бездротових сенсорних вузлів для цифрового землеробства. Cybernetics and Computer Technologies. 2024. 2. С. 74–86. https://doi.org/10.34229/2707-451X.24.2.8
Список літератури
1. Антонова Г.В., Ковирьова О.В. Бездротові технології як ланка цифровізації сільського господарства. Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2018. № 17. С. 53–59. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Kzms_2018_17_10
2. http://breakthrough.unglobalcompact.org/disruptive-technologies/digital-agriculture (звернення: 16.03.2024)
3. https://www.wi-fi.org/ (звернення: 10.01.2024)
4. https://standards.ieee.org/ (звернення: 10.01.2024)
5. https://ezzigbee.com/ (звернення: 10.01.2024)
6. https://www.bluetooth.com/ (звернення: 10.01.2024)
7. https://lora-alliance.org/about-lorawan/ (звернення: 10.01.2024)
8. https://www.i-scoop.eu/internet-of-things-iot/lpwan/nb-iot-narrowband-iot/ (звернення: 10.01.2024)
9. ДСТУ EN 50160:2014. Характеристики напруги електропостачання в електричних мережах загальної призначеності. https://dnaop.com/html/61662/doc-%D0%94%D0%A1%D0%A2%D0%A3_EN_50160_2014
10. https://www.en-standard.eu / (звернення: 22.12.2023)
11. https://www.powerstream.com/li-cylindrical.htm (звернення: 14.12.2023)
12. https://www.powerstream.com/thin-lithium-ion.htm (звернення: 14.12.2023)
13. https://www.powerstream.com/ultra-light.htm (звернення: 14.12.2023)
14. https://www.un.org/en/climatechange/what-is-renewable-energy (звернення: 14.12.2023)
15. https://www.iea.org/energy-system/renewables (звернення: 14.12.2023)
16. Engmann F., Katsriku F.A., Jamal-Deen Abdulai , Kofi Sarpong Adu-Manu K.S., Banaseka F.K. Prolonging the Lifetime of Wireless Sensor Networks: A Review of Current Techniques. Hindawi Wireless Communications and Mobile Computing.Vol. 2018, Article ID 8035065. 23 p. https://doi.org/10.1155/2018/8035065
17. Shokoor F., Shafik W. Harvesting energy overview for sustainable wireless sensor networks. Journal of Smart Cities and Society. 2023. Vol. 2, No. 4. Р. 165–180. https://doi.org/10.3233/SCS-230016
18. Persson E. Energy Harvesting for Wireless Sensor Networks. UPTEC E19 014 Examensarbete 30 hp June 2019. Tryckt av: Uppsala ISSN: 1654-7616, UPTEC E19 014. P.70.
19. https://geopard.tech/blog/what-are-the-types-of-sensors-used-in-agriculture/ (звернення: 24.01.2024)
20. https://www.niubol.com/Product-catalog/, (дата звернення 24.01.2024)
21. https://www.milesight.com/solution/smart-agriculture (звернення: 24.01.2024)
22. https://store.comwintop.com/ (звернення: 24.01.2024)
23. https://www.vaisala.com (звернення: 24.01.2024)
24. Romanov V., Galelyuka I., Antonova H., Kovyrova O., Hrusha V., Voronenko O. Application of wireless sensor networks for digital agriculture. Proceeding of the 10th IEEE International conference on «Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications», IDAACS'2019. Metz, France, September 18–21, 2019. Р. 340–344. https://dl.acm.org/doi/abs/10.1109/IDAACS.2019.8924267
25. Romanov V., Galelyuka I., Hrusha V., Voronenko O., Kovyrova O., Antonova H., Kedych A. Wireless Sensor Networks for Digital Agriculture, Environmental Protection, and Healthcare. Cybernetics and Systems Analysis. 2023. Vol. 59, No. 6. P. 1023–1030. https://doi.org/10.1007/s10559-023-00638-3
ISSN 2707-451X (Online)
ISSN 2707-4501 (Print)
Попередня | ПОВНИЙ ТЕКСТ | Наступна