Yangından Kablosuz Koruma Teknolojisi

Bu içerikte, Siemens’in mesh teknolojisine dayanan, kablosuz yangın algılama çözümü SWING sistemini inceledik. SWING yangın dedektörleri toz, buhar ya da kaynak dumanları gibi yanıltıcı durumlardan etkilenmiyor ve yüksek maliyetle sonuçlanabilen yanlış alarmların önüne geçiyor. En yüksek seviyede esneklik ve güvenilirlik sunan SWING, dedektör için kablo tesisatı kurmanın olanaksız olduğu veya yapısal ya da estetik sebeplerden dolayı istenmediği lokasyonlarda kullanılabiliyor.

A- A+

12.04.2020 tarihli yazı 8812 kez okunmuştur.

ASAtechnology™ sistemine sahip yangın dedektörleri, her türlü yangının mümkün olan en kısa süre içerisinde algılanmasını sağlıyor. Buhar, toz ya da duman gibi yanıltıcı durumlardan etkilenmeyen bu dedektörler, temiz veya zorlu her türlü ortamda yanlış alarmlara karşı mükemmel algılama güvenilirliği ve koruma sunuyor. Sağladıkları üstün güvenilirlik nedeniyle Gerçek Alarm Garantisi* dahi verilebiliyor.

SWING kablosuz sistem, özellikle yangın dedektörleri için kablo tesisatı kurmanın olanaksız olduğu veya tercih edilmediği lokasyonlarda kullanım için uygundur. SWING, haberleşme yedeklemesini en yüksek seviyeye çıkaran ve böylece kablo tabanlı bir çözümün güvenliği ve güvenilirliğiyle aynı seviyede performans gösteren mesh teknolojisine dayanıyor. Mesh ağı içerisindeki her kablosuz cihaz, bitişiğinde bulanan cihazlarla haberleşiyor. Bu, bilgilerin iletilmesi için her zaman en az iki yedek yol olduğu anlamına geliyor.

Güvenilirliğin daha da artırılması için her bir cihazda çok sayıda kanala sahip iki frekans bandı bulunuyor. Parazit olması durumunda, “ağ” otomatik olarak kanalları ve/veya frekans bantlarını değiştirebiliyor veya bilgileri başka bir bitişik cihaz üzerinden iletmeye çalışarak kendini “tamir ediyor”. Bu, mevcut tüm bilgilerin her zaman ağ geçidine ve sonuç olarak da yangın kontrol paneline ulaşmasını sağlıyor.

Kablosuz yangın algılama, tarihi değer taşıyan, estetik ile mimari kısıtlamaların söz konusu olduğu odalar, binalar veya geçici kurulumlar için ideal bir çözüm sunuyor. Kablosuz teknoloji sayesinde cihazlar hızlı ve sorunsuz bir şekilde konumlandırılabiliyor ve taşınabiliyor. Bu özelliği planlama sürecini kolaylaştırıyor, uygun maliyetli kuruluma olanak sağlıyor ve gelecekte oda kullanımı ya da bina yapısında değişiklik gerektiğinde yüksek seviyede serbestlik ve esneklik sunuyor.

SWING Tanıtım Bilgileri

Amaç

Bu tanıtım belgesinde, Siemens Kablosuz Yeni Nesil ürün portföyünde yer alan SWING sistemi hakkında açıklamalar ve sistemin temelindeki teknolojiyle ilgili bazı bilgiler sunmak istiyoruz. SWING sistemi, önceki kablosuz yangın algılama sistemlerini iyileştirmek için geliştirildi. Ayrıca, basit yıldız topolojilerinden çok sekmeli mesh ağlarına geçerek haberleşme teknolojisine yönelik avantajların yanı sıra, sistemin minimum seviyede insan müdahalesiyle çalışması için devreye alma ve bakım süreçlerini basitleştirmesi de amaçlandı.

Takip eden bölümde, kablosuz yangın detektörleriyle ilgili temel düzenleme gerekliliklerini ve bu sistemin temelinde yatan teknolojiyi ayrıntılı bir şekilde işleyeceğiz. Adından, SWING sisteminin öne çıkan faydalarını özetleyerek tanıtım belgesini tamamlayacağız.

Tarihsel Arka Plan

Kablosuz sensör ağlarına (WSN) yönelik ilk çözüm önerileri 1980’lerde ortaya atıldı ve ilk ürünler 1990’ların başlarında piyasaya sunuldu. Kablosuz sensör ağları, yıllar içerisinde sadece hedef uygulamalar (askeri kullanım ile çevre izlemeden örneğin yangın algılamalarına kadar) açısından değil aynı zamanda teknolojik bakımdan da değişti.

Kablosuz yangın algılama çözümlerinin ilk örnekleri, temel olarak basit yıldız topolojisine (A) dayanıyordu. Bu nedenle bütün dedektörler doğrudan bir ağ geçidine bağlıydı. Bu ağlar parazitlere karşı savunmasızdı. Bir telsiz bağlantısının olmaması durumunda, etkilenen duman dedektörleri de devre dışı kalıyordu. Ayrıca, bu sistemler sadece sınırlı bir telsiz erişim aralığı sunuyordu.

Şekil 1: Dört farklı kablosuz sensör ağı topolojisi: (Yıldız (A), Genişletilmiş Yıldız (B), Mesh Omurga (C), Tam Çok Kademeli Mesh (D))

Erişim aralığındaki bu sınırlamanın üstesinden gelebilmek için KNX RD standardına [9] dayanan kablosuz sensör ağlarında, örneğin yineleyiciler (B) kullanılmaya başlandı. Ancak kapsamı artırılan bu yıldız ağları, dedektör ile ağ geçidi arasında sadece tek bir bağlantıya dayandıkları için radyo parazitlerine karşı sağlam bir çözüm olamadılar.

Diğer sistemler ise WSN erişim aralığını genişletmek yerine, dedektör ile ağ geçidi arasındaki bağlantının arızalanması durumunda mesajları komşu cihazlar üzerinden yönlendirip yıldız topolojisini geliştirerek radyo iletiminin sağlamlığını artırdılar. Bu, bir mesh ağının en basit versiyonunu temsil ediyordu.

Mesajların yönlendirilmesi için yineleyicilerin birleştirilmesi ve komşu cihazların kullanılması ile çok kademeli mesh ağları oluşturuldu. Günümüzde, bu topoloji en gelişmiş sistemi temsil ediyor. Ancak burada bir takım nüanslar söz konusu. ZigBee tabanlı ağlar genellikle, bir mesh ağı oluşturan şebeke beslemeli cihazlarla birlikte, bağlantıları iyi olan bir omurga altyapısı sunuyorlar. Pille çalışan cihazlar, her biri bir yıldız topoloji ağı oluşturan bu omurga elemanlarından birine bağlanabiliyor (C).

Son olarak, bütün cihazların komşularına iyi seviyede bağlı olduğu çok kademeli bir mesh topolojisi kullanılmak da mümkün. Çok kademeli mesh ağında, bazı cihazlar ağ geçidine sadece diğer cihazlarla erişebiliyor. Ancak ağ geçidine bir çok yoldan ulaşma olanağı bulunuyor. SWING sisteminde, ağ geçidi hariç bütün cihazların pille çalıştığı, bundan dolayı gerçek anlamda kablosuz haberleşmenin sağlandığı bir ağ topolojisi (D) kullanılıyor.

Çok kademeli mesh topolojisinde, ağ geçidine ulaşılması için her zaman en az ikinci bir seçenek olduğu için sistemin tek bir cihazdan ya da telsiz bağlantısından kaynaklanan arızalarla kolaylıkla başa çıkması sağlanıyor. Dolayısıyla, kablo bağlantılı sistemlerle karşılaştırıldığında, SWING sisteminin önceki versiyonlara göre oldukça kullanışlı olduğu görülüyor.

Şekil 2: SWING sisteminin bina içerisindeki erişim aralığı

►İlginizi Çekebilir: Siemens Gamesa 5.X Rüzgar Enerjisi Platformu Türkiye'de

Basit Kurulum

Kablosuz yangın algılama sistemleriyle ilgili başka bir önemli konu da devreye alma kolaylığıdır. Eski sistemlerde, kurulum ve devreye alma sırasında birçok güçlükle karşı karşıya kalınıyordu. Özellikle de devreye alma konusunda; kablolu yangın algılama sistemlerine kıyasla, kablosuz sistemlerin devreye alınması sadece uzmanlar tarafından sağlanabiliyordu.

SWING sistemi geliştirildiğinde, basit yıldız topoloji ağlardan çok kademeli mesh ağlarına geçerek, yalnızca telsiz haberleşme bağlantılarının erişim aralığını ve sağlamlığını artırmak amaçlandı. Aynı zamanda kablosuz dedektörlerin hızlı ve güvenilir bir şekilde kurulumunu ve devreye alınma sürecini de basitleştirmeye çalışıldı.

Yangın Algılama

Kablosuz ağların erişim aralığı ve sağlamlığı ile kurulum basitliğinin ardından, kablosuz bir yangın algılama sisteminin üçüncü önemli özelliği de yangın dedektörünün performansıdır. Pil kullanımı, yangın algılama için mevcut enerji miktarını sınırlandırıyor. İlk yangın algılama sistemlerinde yangın algılama parçası, genellikle basit optik duman dedektörlerinden oluşuyordu.

SWING sisteminde, temel olarak ASAtechnology çift optik ve ısı dedektörü kullanıldı. Böylelikle enerji tüketimini önemli ölçüde azaltarak kablolu bir yangın detektörüyle aynı performansı gösterirken sadece %10’u kadar enerji tüketmesi sağlandı [6].

Yangın Algılama, Düzenlemelere Tabi Bir İş Sektörüdür

EN54-25 Zorlukları

EN54 serisi, Avrupa’da ki ticari yangın algılama sistemlerine yönelik ilgili bütün düzenlemeleri içeriyor. Standart kablolu yangın algılamayla karşılaştırıldığında sadece birkaç farklılık bulunduğu için serinin belirli bir bölümü özelikle kablosuz yangın algılamaya ayrılıyor.

Kablosuz yangın algılamaya yönelik temel düzenlemeler EN54, bölüm 25’te tanımlanıyor [8]. Bu metinden, düzenlemelerde belirtilen aşağıdaki temel gereklilikleri özetledik:

1. Alarm İletim Süresi: Bir yangının algılanması ile kontrol paneline sinyal verilmesi arasında izin verilen maksimum süre 10 saniyedir.

2. İzleme: Eksik ya da arızalı cihazlar, hata meydana geldikten sonra en fazla 300 saniye içerisinde, kontrol paneli üzerinden kullanıcıya bildirilmelidir.

3. Pil Ömrü: Kablosuz detektörlerle kullanılan piller, en az 3 yıl süreyle kullanılabilmelidir.

Yukarıda bahsi geçen konuların son derece zorlu olduğu söylenebilir. Kablosuz bir yangın algılama sistemi geliştirirken, minimum enerji tüketimi, arızaların tespit edilmesi için cihazın izlenmesi ve hızlı alarm süreleri arasında bir dengenin bulunması çok önemli. SWING sistemi, standart bir saha veri yoluyla kullanılabileceği için alarmların dedektörlerden ağ geçidine yaklaşık 5 saniye içerisinde iletilmesi gerekiyor. Kalan 5 saniyede, alarmlar ağ geçidinden kablolu saha veri yoluyla kontrol paneline iletilmeli.

Bu amaca ulaşmanın en kolay yolu, ortamın alarmlar için her zaman kontrol edilmesi ve bir algılama söz konusu olduğunda ağ geçidine derhal bir alarmın aktarılmasından geçiyor. Bu tür bir yaklaşım, alarm iletim süresiyle ilgili gerekliliği karşılayabilirdi; ancak vericinin her zaman açık tutulması gerektiği ve bu gereklilik pil ömrünün yıllar değil sadece günler içinde tükenmesine yol açacağı için pil ömrüyle ilgili gerekliliği karşılayamazdı.

Dolayısıyla, alarm iletimi ve izlemeye yönelik kablosuz protokoller ile düşük enerjili duman dedektörleri tasarlanırken, düşük enerji tüketimine odaklanan daha kapsamlı protokollerin hazırlanması gerekiyor. Kablosuz sensör ağları, enerjilerinin büyük bir bölümünü verilerin iletilmesi ya da alınması sırasında kullanıyor. Verici ve alıcının mümkün olan her durumda enerji tasarrufu durumuna (örneğin: uyku modu) geçmesi çok önemli.

Bir alarm iletimi protokolünün tasarlanmasındaki zorluk, alarmların ağ geçidine öngörülen 5 saniyelik süre sınırı içerisinde güvenilir bir şekilde aktarılırken, mümkün olduğunca az enerji harcaması gerekliliğinden kaynaklanıyor. Aynı prensip, kablosuz ağ içerisindeki kusurlu cihazların tespit edilmesinde kullanılan ağ izleme süreci için de geçerli. İzleme sürecini mümkün olduğunca düşük seviyede tutarken aynı zamanda (a) kusurlu cihazların 300 saniye içerisinde tespit edilip bildirilmesine yönelik düzenleme gerekliliklerini karşılayabilmeyi ve (b) toplam sistem performansını etkilememesi gereken geçici ağ kesintilerine karşı sağlam durumda kalmayı istiyoruz.

Şekil 3: Düzenlemeye tabi kablosuz yangın algılama sistemi için süre değerlendirmeleri

►İlginizi Çekebilir: Siemens Gamesa, Türkiye'deki Rüzgar Türbini Liderliğini Güçlendiriyor

Aşağıdaki bölümde, alarm iletimi ile izlemeye yönelik protokollerimizi daha ayrıntılı bir şekilde ele alacağız. Bahsi geçen EN54-25’in yanı sıra, elbette manuel çağrı noktalarına (EN54-11) ve yangın dedektörlerine (EN54-5, EN54-7) yönelik ilgili bütün düzenlemelere de uymak zorundayız. Ancak bu belgede, kablosuz sistemlerle ilgili bölüme odaklanıyoruz.

Düzenlemeler genel anlamda hem kablosuz haberleşme protokollerinin hem de manuel çağrı noktası veya yangın dedektörü uygulamasının tasarımında dikkate alınan temel faktörlerden birini oluşturuyor.

SWING – Temel Prensipler

SWING sisteminin tasarımı, üç temel amaca dayanıyor.

Bütün protokoller ve fonksiyonlar, söz konusu üç amacın mümkün olan en iyi şekilde karşılanması için tasarlandı.

Sağlamlık – ağ, bağlantı ve düğüm arızalarıyla başa çıkabiliyor.

Güvenilirlik – mesajların tamamı varış yerlerine zamanında ulaşıyor.

Düşük Enerji Tüketimi – üç yıldan daha fazla pil ömrü sunuyor.

Takip eden bölümde, SWING sisteminde uygulanan mekanizmalardan ve protokollerden bazılarını ele alacağız. Düşük seviye telsiz haberleşmesiyle başlayacağız ve ele alınan konuların uygulama aralığını, ağ genelinde haberleşmeye doğru kademeli olarak genişleteceğiz.

Telsiz Haberleşme Protokolleri

Yukarıda bahsedilen üç prensip ilk olarak, düşük seviyede yerel düğümden düğüme haberleşme açısından değerlendiriliyor. Enerji tasarrufu gerekçelerinden dolayı alıcı ve verici düğümün telsiz haberleşme süresi mümkün olduğunca kısa tutulmalı. Bununla birlikte, düğüme makul bir süre içerisinde erişilebilmeli.

Düğümden düğüme haberleşme, Ortam Erişim Kontrolü (MAC) tarafından yönetiliyor. Aşağıdaki şekilde, bazı iyi bilinen MAC protokolleri gösteriliyor.

Şekil 4: MAC Protokolleri: “her zaman alıcı üzerinde” (A), “düşük güçte dinleme” (B), TDMA (C), WiseMAC (D).

►İlginizi Çekebilir: Siemens Motorlu Elektrikli Uçaktan Hız Rekoru

(A)   “her zaman alıcı üzerinde”: alıcı düğüme her zaman erişilebiliyor. Açılış (alıcı üzerine bekleme) süresi gerekmediği için gönderen düğümü, minimum enerjide çalışabiliyor.

(B)   “düşük güçte dinleme”: alıcı düğüme periyodik olarak erişilebiliyor. Gönderen düğümü, alıcı süresinin karşılanmasını sağlamak üzere alıcı süresi için bir ön sinyal iletiyor.

(C)   “TDMA”: alıcı ve gönderen düğümü, bir Zaman Bölünmeli Çoklu Erişim (TDMA) planı içerisinde mükemmel bir şekilde senkronize ediliyor.

(D) “WiseMAC”: uyandırma süresi öğrenme ve sürüklenme tahmini kullanılarak geliştirilmiş düşük enerjili dinleme için MAC protokolü.

SWING gibi dağıtılmış, iki yönlü bir sistem için, (A), (B) ve (C) opsiyonları çözüm değildir. (A) ve (B) opsiyonları, gerek alıcı gerekse gönderen düğümü için çok fazla enerji tüketimi gerektirirken (C) opsiyonu için global olarak eş zamanlanmış düğümlere ihtiyaç duyuluyor ancak bu da dağıtılmış bir sistemde karmaşık bir soruna yol açıyor.

Bundan dolayı, SWING sisteminde WiseMAC (D) adı verilen ve düşük güçte dinleme sağlayan, geliştirilmiş bir MAC katman protokolü kullanılıyor. WiseMAC protokolünde, düğümler her zaman veri alma konumunda bulunmamakla birlikte, her 15 saniyede bir alıcı düğümü açılıyor. Bütün düğümler, aynı uyanma aralığına sahip. Uyanma sırasında bir mesaj algılamaları durumunda mesajı almaya devam edereken aksi durumda hemen yeniden uyku moduna geçiyorlar.

Bir düğüm, her bir iletimle birlikte haberleşme partnerinin kendi uyanma süresiyle ilişkili uyanma süresini öğreniyor. Bu, gönderenin bir sonraki iletimini alıcı düğümünün uyanma süresiyle ilişkilendirmesine ve böylelikle telsiz iletim süresini önemli ölçüde azaltmasına olanak sağlıyor.

Düğümlerin ortak bir zaman tabanı bulunmadığı için birbirleriyle ilişkili uyanma süreleri zaman içerisinde sapma gösteriyor. En son haberleşme ne kadar önce gerçekleşirse, gönderenin alıcı uyanma süresini hesaplama hassasiyeti de o kadar azalıyor. Bu belirsizliği gidermek için, gönderen düğümünde iki mekanizma kullanılıyor:

Şekil 5: WiseMAC konseptleri: Giriş süresi artışı (E) ve Sürüklenme tahmini (F)

►İlginizi Çekebilir: Etkinlik Alanlarında Yangın Güvenliği/Siemens

(E) Alıcının uyanma süresindeki belirsizlik alanının tamamen kapsanması için giriş süresinin artırılması.

(F) Alıcının uyanma süresinin sürüklenme hızının ardışık iki iletime dayanarak tahmin edilmesi.

MAC protokolü bütün haberleşmeler için bir temel sunuyor. Bunun ötesinde hat korunumu olarak özetlenen, frekans bandı ve iletim gücü kullanımıyla başa çıkmak için kullanılan mekanizmalar bulunuyor.

Hat Korunumu

SWING sistemi, 433 – 434 MHz ile kısa erişim aralıklı cihazlara özel 868 – 870 MHz içerisinde yer alan Endüstriyel, Bilimsel, Medikal (ISM) frekans bandında çalışıyor. Bu frekans erişim aralıklarında 47 kanal bulunuyor ve bu kanallardan her biri bir düğüm tarafından alıcı kanalı olarak seçiliyor. Alıcı kanal, komşu düğümlere bildiriliyor ve seçim komşu düğümlerin bilinen kanalları esas alınarak gerçekleştiriliyor. Mevcut spektrum, böylece erişim aralığı içerisindeki haberleşme partnerlerinin sayısına bakılmaksızın, eşit bir şekilde dağıtılıyor ve parazit ve/veya mesaj çarpışmaları en aza indiriliyor. Aşağıdaki resim, birçok kanal üzerinde eşzamanlı haberleşmenin anlık durumuna örnek gösteriyor.

Şekil 6: Yayın ve tekli yayın için mesaj iletim prensipleri

►İlginizi Çekebilir: Siemens'in Akıllı Altyapı Platformu Desigo CC Her Ölçekte Binaya Enerji Verimliliği Sağlıyor

Minimum parazit seviyesi ve bu şekilde sağlanan düşük enerji tüketimine yönelik ikinci mekanizma ise iletim gücünün ayarlanmasıdır. Gönderen düğüm, gönderilen bütün mesajlarda, alıcı düğümün alınan sinyal gücüne dayanan geribildirimini içeren bir onay mesajı alıyor. Bu şekilde alıcı düğüm, iletim gücünün bir sonraki mesaj için azaltılması veya artırılması gerektiğini, gönderen düğüme bildiriyor.

Daha düşük iletim gücü bir yandan daha az enerji tüketimi, diğer yandan iletimde daha az düğümün yer alması anlamına geliyor. Her iki tedbir, pil ömrünün artırılması amacına hizmet ediyor. MAC ve hat korunumu seviyesinde ana odak noktası, enerji verimliliği prensibi oluyor. Daha yüksek seviyelerde ise sağlamlık ve güvenilirlik prensiplerine daha fazla önem veriliyor.

DWARF – Gecikmeye Duyarlı Sağlam Veri İletimi

Örneğin alarm mesajları için kullanılan, ağ geçidine yönelik uçtan uca haberleşme DWARF protokolü tarafından yönetiliyor. Aşağıdaki şekilde bir çevre düğümünden ağ geçidine yönelik bir uçtan uça iletim örneği gösteriliyor.

Şekil 7: Yangın Alarmı Durumunda Mesaj İletimi

DWARF mesajı, alarm mesajını birçok yol üzerinden, ilk ulaşılabilecek, örneğin en yakın uyanma süresine sahip komşu düğümlere iletiyor. Bu durumda, ağ geçidine daha yakın düğümler (= daha az ara düğüm) tercih ediliyor.

Kopya mesajlar, yol üzerinde ya da nihayetinde ağ geçidinde tespit edilerek elden çıkarılıyor. İletim arızası durumunda, gönderen düğümü bir sonraki ulaşılabilir düğüm üzerinden çalışıyor. DWARF, ağ geçidine en hızlı yolun bulunmasına olanak sağlıyor (güvenilirlik) ve zaman alıcı uçtan uça yeniden iletimlere gerek kalmadan iletim arızalarının üstesinden geliyor (sağlamlık).

Ayrıca, sürece katılan bütün düğümler sadece lokal bilgilere ihtiyaç duyuyor ve bundan dolayı global ağ bilgilerinin tutulması gerekmiyor (enerji). SWING sisteminin temel fonksiyonu, alarm iletiminin yanı sıra ağ izleme süreciyle de ilgilidir.

DiMo– Dağıtılmış İzleme

İzleme süreci, alarm iletimlerinden farklılık gösteriyor, bu süreçte arızalı ya da bağlantısız bir düğüm, bu durum hakkında diğer düğümlere bağımsız bir şekilde bildirimde bulunamıyor. Bunun yerine, bu durumun başka düğümler tarafından tespit edilmesi gerekiyor. SWING sisteminde, ağ izleme süreci için DiMo konsepti kullanılıyor.

DiMo konseptinde iki temel özellik bulunuyor:

(A) Lokal düğüm izlemesi

Lokal düğüm izlemesi, her bir düğüm için bağımsız bir şekilde düzenleniyor ve muhafaza ediliyor. Her bir düğüm, iki düğümü izleme düğümü olarak seçiyor. İzlenmek istenen düğüm, izleme düğümlerine düzenli bir şekilde canlı mesajları gönderiyor.

İzleme düğümleri, hangi düğümü izledikleri hakkında söz konusu düğümü kaydederek ağ geçidine bilgi veriyor. Bu aşamadan itibaren, izleme düğümleri canlı mesajlarının kaydını tutuyor ve eksik canlı mesajlarının söz konusu olması durumunda ağ geçidine bilgi veriyor. Bir düğüm, izleme düğümlerinden birine erişememesi durumunda, izleme düğümü olarak yeni bir düğüm seçiyor. Aşağıdaki şekilde, lokal düğüm izleme süreciyle ilgili işlemler gösteriliyor.

Şekil 8: Telsiz bağlantısı problemlerinin algılanması durumunda izleme prensibi

Merkezi yönetim sadece ağ geçidinde gerçekleştiriliyor. Ağ geçidi, ağ içerisindeki bütün düğümler ile bunların izleme düğümlerinin kaydını tutuyor. Bunun yapılması için, ağ geçidinde aşağıda gösterilen bir izleme durumu tablosu tutuluyor.

Şekil 9: Normal çalışma modunda izleme tablosuna göre izleme süreci

(B) Ağ geçidindeki her bir ağ katılımcısının izleme durumlarının merkezi olarak yönetilmesi.

Belirli bir düğüm için en azından bir izleme düğümü olduğu sürece söz konusu düğüm, izlenme durumunda oluyor. Belirli bir düğüm için ağ geçidinde hiçbir izleme düğümünün kaydedilmemiş olması durumunda ise söz konusu düğüm eksik olarak işaretleniyor.

Ağ geçidinde bir düğümün eksik olması durumunda, ağ geçidi bu düğümün diğer düğümler için bir izleme düğümü olup olmadığını kontrol ediyor. Söz konusu düğümün, izleme düğümü olması durumunda, izleme durumu tablosundaki izleme düğümü kaydı siliniyor.

Lokal izleme sürecinin ağ izleme sürecinden ayrılmasıyla uçtan uca haberleşmeyi minimum seviyeye indirerek düşük enerji prensibini uyguluyoruz. Yanı sıra, merkezi izleme yönetimi, mesajın ağ geçidinden ağ içerisindeki herhangi bir çevre cihazına yönlendirilmesi için güncel bilgileri sağlıyor.

DSR– Dinamik Kaynak Yönlendirme

SWING gibi dağıtılmış bir sistemin, herhangi bir zamanda gerçekleşebilecek ağ topolojisi değişiklikleriyle başa çıkabilmesi gerekiyor. Başka bir deyişle global ağ topolojisi bilgileri er ya da geç güncelliğini yitirecek. Bu nedenle ağ geçidinden tek bir düğüme yönlendirilen mesajlar için, Dinamik Kaynak Yönlendirme (DSR) adı verilen özel bir kompozisyon protokolü kullanıldı.

İzleme yönetimi verilerinde, her bir düğüm için iki komşu düğüme yönelik iki adet güvenilir ve güncel bağlantı bulunuyor.

Bu bağlantılar esas alınarak, hedef düğüme ulaşılabilecek çok sayıda yol oluşturulabiliyor. Mesaj iletimi için nihai olarak seçilen yol, esas olarak yolların uzunluğu arasında ayrım yapılması ve enerji dengesinin sağlanması amacıyla her bir mesaj için değişiklik gösteriyor.

Buraya kadar açıklanan konulardan her biri, başlangıçta listelenen temel amaçlardan en azından birine ulaşılmasına olanak tanıyor. Bu amaçlar, teknik konulardan ziyade iyi dengelenmiş, tutarlı ve optimize bir sistem tasarlanması için önem taşıyor. Bu nedenle, takip eden bölümde SWING sisteminin kullanıcı açısından faydalarına odaklanacağız.

Faydalar

SWING sisteminde uygulanan protokoller ile konseptler ve elde edilen optimizasyon seviyesi, esnek ve güvenilir bir kablosuz yangın algılama sistemi tasarlanmasını sağlıyor. Devreye alma ve bakım sürecinin, önceki ve mevcut kablosuz çözümlerle karşılaştırıldığında hızlı ve basit olması, montaj ve bakım personelinin işini önemli ölçüde kolaylaştırıyor. Sistem, sağlam ve güvenilir tasarımı sayesinde, çeşitli ve hatta değişen ortamlardaki uygulamalar için kullanılabiliyor.

Kolay Bakım ve Devreye Alma

SWING sistemi özellikle planlama, montaj ve bakım personelinin işini kolaylaştırmak için tasarlandı. Kablo kullanımı olmamasından kaynaklanan avantajların yanı sıra, ağın devreye alınma süreci de çok hızlı bir şekilde gerçekleştirilebiliyor.

Planlama süreci, ihtiyaç duyulacak cihaz sayısının ve bunların nerelerde konumlanması gerektiğinin tanımlanması için kolay yönetilebilir kurulum kılavuzlarını takip ederek önceden gerçekleştiriliyor. Dolayısıyla, sahada ölçüm yapılmasına (örneğin: telsiz karakteristikleri) gerek kalmıyor.

Ağ bakımı süreci, ağ geçidinde özel bir devreye alma modu girilmesiyle geçici olarak hızlandırılıyor. Bu fonksiyon, yeni cihazların ağa sorunsuz bir şekilde entegrasyonuna ve yeni haberleşme bağlantılarının hızlı bir şekilde geliştirilmesine olanak sağlıyor.

Kurulan bütün cihazlar, ağ entegrasyonu hakkında makul bir süre içerisinde geribildirimde bulunuyor, böylelikle kullanıcıya mevcut durum hakkında doğrudan onay veriliyor. Bu nedenle, ağ kurulumu için ekstra bir ekipmana (örneğin, PC yazılım araçları ya da özel telsiz ekipmanları) ihtiyaç duyulmuyor. Yanı sıra, ağ geçidine sürekli giriş yapılmasına gerek kalmadan, bir çok ekipman doğrudan sıralı olarak kurulabiliyor. Aynı durum cihazların çıkarılması ve yerlerine yenilerinin takılması ya da pillerin değiştirilmesinde de söz konusu.

İleri seviye bakım çalışmaları için, kablosuz ağ ile cihaz durumu hakkında bilgi toplanmasına olanak sağlayan bir PC yazılım aracı bulunuyor. Bu araç, yetersiz davranışlar söz konusu olduğunda ya da raporlama amaçları doğrultusunda sistem analizleri için kullanılabiliyor.

Geliştirilmiş Sağlamlık

SWING sistemi, normal çalışma sırasında haberleşme bağlantılarını sürekli olarak izliyor ve koruyor. Sistem bu sayede, çalışmayan ya da eskiyen bağlantıları siliyor ve yeni bağlantılar başlatıyor. Bu sabit süreç, kendi kendine yapılandırma ve kendi kendine çalışma fonksiyonu olarak biliniyor.

Normal çalışma modunda değişikliklere uyum sağlama hızı, devreye alma moduna kıyasla daha düşük oluyor. Bu durum, normal çalışma modunda daha az değişikliğin beklenmesinden kaynaklanıyor. Sağlamlığın geliştirilmesi için kablosuz döngüler kullandık, yani sistemimizde herhangi bir cihazdan ağ geçidine her zaman iki ayrı yol bulunuyor.

SWING, diğer bant kullanıcılarının bulunduğu durumlarla başa çıkmak için iki frekans bandı üzerinde 47 kanal kullanmak üzere tasarlandı. Bir kanal ya da bandın bozulması durumunda, haberleşme frekansı otomatik olarak daha uygun bir kanala değiştiriliyor. Düğümlerden her biri, veri alan kanalın yeterli bir performans gösterip göstermediğine ya da diğer cihazlara bağlı kalmadan değiştirilmesi gerekip gerekmediğine kendisi karar veriyor.

**Gerçek Alarm Garantili* ASAtechnology Dedektörleri**

Siemens’in eşsiz teknolojisi ASAtechnology sinyalleri, akıllı algoritmaları kullanarak programlanmış değerlerle gerçek zamanlı bir şekilde karşılaştıran matematiksel verilere dönüştürüyor. Bu özel sinyal analizi süreci, sahada buhar, sigara dumanı ya da egzoz emisyonu gibi yanıltıcı durumlardan kaynaklanan yanlış alarmların önlenmesi için güvenilir bir çözüm sunuyor.

SWING dedektörü, ASAtechnology’nin kablolu cihazlardaki deneyimini, pille çalışan cihazlar için gereken düşük güçte çalışmaya yönelik olağanüstü iyileştirmelerle bir araya getiriyor.

SWING dedektörü, yanıltıcı durumlardan etkilenmeyen Siemens ASAtechnology [10] sayesinde, geleneksel kablosuz duman dedektöründen daha güvenilirdir. Uygulamaya özel ASA parametre setinin seçilmesiyle, mevcut ortam koşuluna ideal bir şekilde kolaylıkla uyarlanabiliyor.

ASAtechnology dedektörlerinin, yanıltıcı durumlardan etkilenmeyerek mükemmel algılama güvenilirliği sağlayan maksimum güvenilirliğini kanıtlamak için, sektörde ilk kez yanlış alarmlara karşı garanti verilebiliyor.*

Bu şekilde bir bağlantının ya da bütün bir komşu cihazın arızasını tolere ederken (döngü topolojisine sahip kablosuz bir sistemdeki kısa yola benzer bir şekilde) alarm ya da sorun mesajlarını kablosuz dedektörlerden kontrol paneline aktarmaya devam edebiliyoruz.

Özet

Bu belgede, Siemens’in mesh teknolojisine dayanan, kablosuz yangın algılama çözümü SWING sistemini tanıttık. Mesh teknolojisi, haberleşme yedekleme kapasitesini maksimum seviyeye çıkarıyor ve böylece kablo tabanlı bir çözümün güvenliği ve güvenilirliğiyle aynı seviyede performans gösteriyor. Örneğin, bir ağ içerisinde bulunan bütün kablosuz cihazların, doğrudan komşu cihazlarla haberleşmesine bağlı olarak, bilgi aktarımı için her zaman en az iki yedekli yol bulunuyor.

Cihazların her birinde çok kanallı iki frekans bandı bulunduğu için güvenilirlik seviyesi daha da artırılıyor. Bu, bir bozulma durumunda ağın, kanalları ve/veya frekans bantlarını otomatik bir şekilde değiştirerek kendisini tamir edebildiği anlamına geliyor. Ancak bilgiler aynı zamanda, farklı bir komşu cihaza da aktarılabiliyor. Bu, hiçbir bilginin kaybolmaması avantajını sunuyor; bilgiler her zaman ağ geçidine ve sonuç olarak yangın kontrol paneline ulaşıyor.

Mesh teknolojisi aynı zamanda, büyük kapsamlı kablosuz ağların kurulması için de mükemmel bir seçim. Sisteme bağlı yangın dedektörlerinin her biri komşu cihazlarla haberleştiği için merkezi ağ geçidi, her bir dedektörle doğrudan telsiz teması içerisinde bulunmak zorunda kalmıyor. Böylece, tek bir ağ geçidi içerisinde yer alan bir ağ, 60 metreye kadar yarıçapa ve beş kata kadar genişliğe uzanan bir erişim aralığına sahip olabiliyor.

SWING ağı, kablo tesisatının bulunmamasından dolayı hızlı ve kolay bir şekilde kuruluyor. Aynı zamanda, yangın dedektörlerinin yeri istendiği zaman değiştirilebildiği için yüksek seviyede esneklik sunuyor. Yapılandırma ile bakım işleri için dedektörlere, yangın kontrol panelinden ya da uzaktan erişilebiliyor.

Güvenliğin en üst seviyede olması için bütün SWING yangın dedektörleri, iki optik ve iki ısı sensörünün bulunduğu bir yedekli sensör sistemiyle destekleniyor. Entegre ASAtechnology, özel parametre setleri sunuyor. Bu özellik, dedektör yapılandırmasının, beklenen çevre koşullarına uyum sağlaması için optimize edilmesine olanak tanıyor. ASAtechnology aynı zamanda, dedektör sinyallerini gerçek zamanlı bir şekilde yorumlayarak gerektiği durumda parametre setlerini dinamik olarak uyarlıyor.

Sonuç olarak SWING yangın dedektörleri toz, buhar ya da kaynak dumanları gibi yanıltıcı durumlardan etkilenmiyor ve yüksek maliyetle sonuçlanabilen yanlış alarmların önüne geçiyor. Siemens, dedektörlerin sağladığı üstün güvenilirlik nedeniyle sistem için Gerçek Alarm Garantisi sunabiliyor.* En yüksek seviyede esneklik ve güvenilirlik sunan SWING, dedektör için kablo tesisatı kurmanın olanaksız olduğu veya yapısal ya da estetik sebeplerden dolayı istenmediği lokasyonlarda kullanılabiliyor.

Uygulama alanları arasında tarihi binalar ve müzeler, muhtelif kullanıma yönelik endüstriyel binalar ile ticari fuarlar ve sergiler için geçici kurumlar yer alıyor. Kablosuz teknoloji kullanımı aynı zamanda, otel odaları ya da ofisler gibi neredeyse her zaman dolu olan alanlar ile kurulum ve bakım için yalnızca çok az bir zaman aralığının bulunduğu durumlar için de ideal bir çözüm sunuyor.

Kaynak: