Sensor Technology

Wireless Sensor Network



1. What is sensor?



1.1. Sensor is a device that provides information of its physical environment. Some of the sensory physics are chemical, Biological, MEMS (Micro Electro Mechanical System), Optics, Microwave, Mechanical/Actuator, Acoustics and Magnetic.



1.2. Typical applications of sensor are in the area of agriculture (to monitor certain parameters in soil, water, temperature, salinity, pH, Dissolved Oxygen) and industrial automation (to detect, sense, control or monitor air flow and humidity).





2. Short Range Communications



2.1. Sensor Technology had been identified as one of the 3 main infrastructure to be focused under Ninth Malaysian Plan (9MP) besides Broadband and IPv6



2.2. Meanwhile, MyICMS 886, (Malaysian Information, Communications and Multimedia Services 886 strategy) also identifies Short Range Communications (e.g. RFID) as one of the 8 service areas which act as a catalyst and promotes the development of 8 essential infrastructures that together aimed at generating growth in 6 areas to propel Malaysia in the delivery of advanced information, communications and multimedia services.



2.3. Short Range Communications (SRC) support the creation of short-range wireless connections type of applications which use very low power and encourage local manufacturing of low cost Communication Devices under the Growth Areas for computer-peripheral connections and also between consumer electronics equipment. However, its coverage area is only approximately 10 – 100m. It can use variety of technologies including Bluetooth, ZigBee, RFID and Ultra Wide Band.



2.4. While RFID is widely used in personal identification cards and such systems for electronic payment, logistic, tracking and baggage handling; Bluetooth are expected to be predominantly short range wireless technology in mobile services, Ultrawideband (UWB) to play a central role in consumer devices and Zigbee is expected to play a major role in an array of home-use applications.


Figure 1 : Technology Classification



1.1. WSN is also a core technology to support efficient data acquisition for processing. Globally WSN is being implemented in a mass usage and for Malaysia to be at par with the rest of the world, introducing and implementing the WSN is timely required.



1.2. WSN consists of randomly distributed sensor node, (radio frequency transceiver, microcontroller unit, sensor devices), which communicating by means of wireless transmissions. These sensor nodes require very low operating power and usually small in size. However, they are limited in terms of energy, memory and computational power.



1.3. WSN concept is to create an ad hoc and multi hop (self-forming, self-healing) wireless network consists of small, low-cost wireless sensors to enable rapid, effective deployment of measuring and monitoring systems for all manner of applications. Information gathered from the sensors is then relayed through a gateway into a computer, LAN, or the Internet, making information about the physical world part of the digital network.



1.4 WSN is suitable to be applied in applications such as digital home or smart home where variety of sensors are used to monitor and control the function of home appliances, heating and cooling, security and monitoring system, communications (telephone, fax) and entertainment system. All of these can be connected to an outside network. Other similar applications of WSN are in soil monitoring, health monitoring, elderly and disabled assistive technology.

----------------------



Teknologi Sensor



Rangkaian Sensor Tanpa Wayar



1. Apakah sensor?



1.1. Sensor adalah sejenis alat yang menyampaikan maklumat persekitaran fizikalnya. Sensor boleh mengesan data kimia, biologi, MEMS (Sistem Elektro Mekanikal Mikro), optik, gelombang mikro, mekanikal / aktuator, ilmu akustik dan magnetik.



1.2. Aplikasi-aplikasi sensor digunakan dalam sektor pertanian (untuk memantau parameter tertentu dalam tanah, air, suhu, kemasinan, pH, oksigen terlarut) dan perindustrian (untuk mengesan, mengawal atau memantau aliran udara dan kelembapan).



2. Komunikasi Jarak Dekat



2.1. Teknologi sensor telah dikenal pasti sebagai salah satu daripada tiga infrastruktur utama yang diberi tumpuan di bawah Rancangan Malaysia Ke-9 (RMK-9) di samping Jalur Lebar dan IPv6.



2.2. Sementara itu, Strategi MyICMS 886 (Perkhidmatan Maklumat, Komunikasi dan Multimedia Malaysia 886) juga mengenal pasti Komunikasi Jarak Dekat (cth. RFID) sebagai salah satu daripada lapan (8) bidang perkhidmatan baru yang memangkinkan dan menggalakkan pembangunan lapan (8) prasarana penting yang bertujuan untuk menjana pertumbuhan dalam enam (6) bidang yang disasarkan untuk mendorong Malaysia dalam penyediaan perkhidmatan maklumat, komunikasi dan multimedia termaju.



2.3. Komunikasi Jarak Dekat (SRC) menyokong penghasilan aplikasi sambungan tanpa wayar jarak dekat yang menggunakan kuasa rendah dan menggalakkan pembuatan tempatan bagi alat komunikasi berkos rendah di bawah bidang pertumbuhan (Growth Ares) untuk membolehkan sambungan antara komputer dengan peranti lain dan juga sambungan antara kelengkapan elektronik pengguna. Walau bagaimanapun, kawasan liputannya hanyalah kira-kira 10 – 100m. Ia boleh menggunakan pelbagai teknologi termasuk Bluetooth, ZigBee, RFID (Pengenalpastian berasaskan Radiofrekuensi)dan Jalur Ultra Lebar (Ultra Wide Band).



2.4. RFID digunakan secara meluas dalam kad pengenalan peribadi (misalnya MyKad) dan sistem pembayaran elektronik, logistik, pengesanan dan pengendalian bagasi manakala Bluetooth dijangka akan menjadi teknologi wayarles jarak dekat yang dominan dalam perkhidmatan mudah alih. Teknologi Jalur Ultra Lebar (UWB) pula memainkan peranan penting dalam peranti-peranti pengguna manakala teknologi Zigbee dijangka memainkan peranan utama dalam aplikasi-aplikasi untuk kegunaan rumah kediaman.



2.5. Evolusi jaringan komunikasi dan penumpuan antara teknologi-teknologi tetap dan mudah alih akan menghasilkan permintaan peralatan/perkakasan yang mempunyai lebih banyak fungsi serta dapat disambungkan dengan cekap kepada pelbagai jenis peralatan lain.



3. Rangkaian Sensor Tanpa Wayar (WSN)



3.1. Walau bagaimanapun, rangkaian pengkomputeran sedia ada di mana gabungan komputer dengan persekitarannya seperti gandingan fizikal dan dunia maya boleh diwujudkan dengan lebih baik dengan penambahan elemen WSN.



3.2. Tambahan pula, kemampuan perangkaian yang tidak terdapat dalam teknologi RFID atau SRC boleh ditawarkan oleh WSN. Rajah 1 menunjukkan hubungan antara teknologi-teknologi yang digunakan dalam SRC yang juga boleh digunakan dalam WSN.



Rajah 1 : Klasifikasi Teknologi



3.3. WSN merupakan teknologi teras untuk menyokong kecekapan proses pemerolehan data. WSN telah digunakan secara global dan Malaysia memerlukan masa untuk berada setara dengan negara-negara lain di dunia dalam memperkenalkan dan melaksanakan WSN.



3.4. WSN terdiri daripada nod-nod sensor secara rawak, (penerima frekuensi radio, unit pengawalmikro, alat-alat sensor), yang berhubungan secara penyiaran tanpa wayar. Nod-nod sensor ini memerlukan kuasa kendalian yang rendah dan kebiasaannya bersaiz kecil. Bagaimanapun, tenaga, memori dan kuasa berkomputernya adalah terhad.



3.5. Konsep WSN adalah untuk mewujudkan satu ad hoc dan multi hoc (pembentukan sendiri, pemulihan diri) rangkaian tanpa wayar yang terdiri daripada sensor tanpa wayar yang kecil dan berkos rendah bagi membolehkan penggunaan sistem pemantauan dan pengukuran yang berkesan dan pesat untuk semua jenis aplikasi. Maklumat yang dikumpul dari sensor kemudian disampaikan melalui satu saluran/sambungan ke dalam sebuah komputer, LAN, atau Internet yang menjadikan maklumat fizikal sebagai sebahagian daripada rangkaian digital.




3.6. WSN sesuai diaplikasikan untuk kediaman digital atau kediaman pintar di mana pelbagai sensor digunakan untuk memantau dan mengawal fungsi perkakasan rumah, pemanasan dan penyejukan, keselamatan dan sistem pengawasan, komunikasi (telefon, faks) dan sistem hiburan. Kesemuanya boleh bersambung dengan rangkaian luaran. Aplikasi-aplikasi WSN yang lain termasuklah yang digunakan untuk pengawasan tanah, pemantauan kesihatan dan teknologi bantuan untuk warga emas dan kurang upaya.

.

Source: http://www.my-hut.com/default2.asp?tree=581

.