WSN在物聯網尖端應用中的關鍵作用
- 林稼弘／台北
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在眾多新興但尚未成熟的尖端技術應用中，無線感測器網路(Wireless Sensor Network；WSN)裝置是其中的關鍵元件之一。物聯網(Internet of Things；IoT)是一種全新的設計典範，其重點是針對全球互連網路的機器及儀器設備(例如感測器、致動器以及M2M裝置)，提供無所不在的網路連線及資料擷取功能。
IoT由四個層級構成，其中包括應用層、服務層、網路層及裝置層。應用層是真實的應用系統；服務層目前定義為雲端運算；網路層是由有線？無線網路基礎設施扮演；而裝置層則將所有底層設備連接至網際網路，實為IoT的關鍵基礎結構。
WSN在物聯網的四層架構中，同時可於網路及裝置層中發揮其角色功用。就裝置層的觀點而言，WSN包含無線技術及感測介面，可收集與傳輸類比？數位訊號至主控制器。其無線技術係以IEEE 802.15.4及多個通訊協定為基礎，例如ZigBee、6LoWPAN及WirelessHART。
利用各種不同的I/O及感測器，無論在任何地點都可以透過無線網路量測訊號。例如：橋樑的平衡狀態可透過應變計(strain gauges)測量；建築物的能源消耗則可透過使用各種感測器(例如電表、水表及天然氣表)來測量。無線感測器網路可使用少數或大量「節點」建置，每個節點可連接至一或多個感測器。
其網路拓撲由三項元件組成：協調器？閘道器、路由器以級終端裝置。協調器？閘道器是資料收集中心，可將無線資料傳輸及轉譯至其他裝置；路由器可強化無線訊號，同時可選擇閘道器與終端節點之間最佳的無線通訊路徑；而終端裝置(亦即終端節點)則是用於資料擷取的無線遠端I/O。資料由感測器取得，然後直接經由節點及協調器傳輸，或是透過路由器傳輸。
研華ADAM-2000系列是工業級的無線感測網路I/O解決方案，利用IEEE 802.15.4無線技術，並支援星形、樹狀及網狀拓撲。ADAM-2000系列具備低功耗、符合成本效益等特點，並且提供穩定可靠的無線網路，適合於遠端監控應用。模組配置完畢後，ADAM-2000系列就會自動針對控制系統建置最適合的網路拓撲，無需進一步設定。
研華ADAM-2000系列提供多種機型，包括協調器？閘道器ADAM-2520Z；路由器ADAM-2510Z；數位輸入ADAM-2051Z及ADAM-2051PZ；繼電器輸出及感測器模組ADAM-2031Z。無線感測器網路必須使用閘道器ADAM-2520Z，以便由終端節點收集資料。
ADAM-2000系列支援Modbus RTU通訊協定，可輕鬆整合至任何符合SCADA或Modbus RTU標準的系統，將控制系統的範圍延伸。
