انجام پروژه ویپ و تلفن گویا

شبکه های حسگر بیسیم – قسمت دوم

چهارشنبه ۲۰ فروردین ۱۳۹۳


کاربرهای شبکه های حسگر

شبکه های حسگر شامل مدل­های مختلی از حسگرها از قبیل دماسنج، تصویری، مادون قرمز، صوتی و رادار می باشند که توانایی مانیتور کردن انواع شرایط مختلف را دارند. شرایط ذکر شده عبارتنداز: دما، رطوبت، حرکت، نور، فشار، ترکیبات تشکیل دهنده، سطح اختلالات، وجود یا عدم وجود بعضی اشیاء و خصوصیات جاری از قبیل سرعت، جهت، اندازه و… گره­های حسگر در دریافت­های پیوسته، دریافت پدیده­ها، تشخیص پدیده­ها، تعیین محل و کنترل محلی عامل­ها مورد استفاده قرار می گیرند. مفهوم حسگرهای کوچک و ارتباطات بیسیم میان انهازمینه­های کاربردی جدیدی را پیش رو قرار داده است. کاربردهای این شبکه­ ها در دسته­ های نظامی، محیطی، بهداشتی ودیگر موارد تجاری تقسیم بندی می شود. دسته­هایی ازجمله اکتشاف فضایی، پردازش شیمیایی و پیش بینی بلایای طبیعی نیز با توجه کمتری قابل بررسی می باشند. درادامه بعضی از کاربردهای شبکه­ های حسگر به صورت خلاصه ارائه می شوند.

·         کاربردهای نظامی شامل:

1.  مانیتور کردن نیروهای خودی

2.  نظارت منطقه جنگی

3.  شناسایی نیروهای مقابل و منطقه مورد استفاده دشمن

4.  هدف گیری

5.  تخمین و بررسی خسارات نبرد

6.  شناسایی حملات شیمیایی، بیولوژیکی و هسته­ ای

·           کاربردهای محیطی شامل:

1.  بررسی جابجایی حیوانات

2.  مانیتور کردن شرایط محیط

3.  شناسایی اتش جنگل ها

4.  کشف و نگاشت پیچیدگی­های بیولوژیکی

5.  شناسایی زمین­های مستعد

·           کاربردهای بهداشتی شامل:

1.  ردیابی و مانیتور کردن بیماران و پزشکان در محیط  بیمارستان

2.  مانیتور کردن وضعیت بیماران

3.  مدیریت دارو در بیمارستانها

·           کاربردهای خانگی شامل:

1.  اتوماسیون خانه

2.  محیط هوشمند

·           دیگر کاربردهای تجاری شامل:

1.  کنترل محیطی در ساختمان (تهویه مطبوع و…)

2.  موزه­ های تعاملی

3.  شناسایی و ردیابی دزدان ماشین

4.  کنترل و مدیریت کارخانجات

5.  شناسایی و ردیابی وسایل نقلیه

97

در طراحی شبکه­ های حسگر عوامل متعددی نظیر: توانایی تحمل خطا، مقیاس پذیری، هزینه تولید، محدودیت­های سخت­افزاری، رسانه مورداستفاده در تبادلات، توپولوژی، محیط و مصرف انرژی تاثیر مهمی دارند

گذشته، حال و اینده شبکه های حسگر

همانند بسیاری دیگر از فناوری­ها، کار بر روی شبکه­های حسگر از کارهای نظامی و دفاعی اغاز شد. در طول جنگ سرد، دولت امریکا، حمایت از پروژه­ای به نام سیستم نظارت صوتی را بر عهده گرفت. در این پروژه با قرار دادن تعدادی حسگر در نقاط استراتژیک زیر اقیانوس، سعی در تشخیص نفوذ و ردیابی زیر دریایی ­های شوروی داشتند.

کار بر روی شبکه­های حسگر به طور جدی از سال1980 و با پروژه شبکه­های حسگر توزیع شده در اژانس پروژه­ های تحقیقات دفاعی پیشرفته امریکا اغاز شد. پروژه WINSدر سال 1993 و با همکاری دانشگاه کالیفرنیا و مرکز علوم شرکت ROCKWEII شروع شد. این پروژه در سال 1998 به یک محصول تجاری تبدیل شد. در حدود سال 1999 دانشگاه برکلی دو پروژه تحقیقاتی بر روی شبکه­های حسگر اغاز کرد. پروژه PicoRadioو پروژه Smart dustیک پروژه کاملا بلند پروازانه بود و هدف ان ساختن گره­های حسگری با ابعاد یک میلیمتر مکعب بود که البته به موفقیت­هایی هم رسید. برای داشتن تصور بهتر از ابعاد یک حسگر می توان گفت که این حسگرها چنان کوچک هستند که می توانند همانند گرد و غبار بوسیله جریان هوا جابجا شوند.

در سالهای اخیر پروژه­های بسیار دیگری مانند پروژه AMPSدر دانشگاه MITو پروژه SenseITتوسط اژانس پروژه­های تحقیقات دفاع پیشرفته امریکا در حال انجام است و تحقیقات در این زمینه با شتاب روزافزونی در مجامع تحقیقاتی در حال گسترش است.

شبکه­ های حسگر یکی از فناوری­های نوینی است که بسیاری از دانشمندان عقیده دارند، اینده بشر را تغییر خواهد داد. این فناوری به خاطر مزایا و کاربرهای بسیاری که در زمینه­های مختلف دارند، جزءفناوری­های استراتژیک بسیاری از کشورها محسوب می شود. در دسامبر 1999  مجله Businessweek  شبکه­ های حسگر را جز یکی از مهمترین فناوری­های قرن 21 معرفی کرد که  اینده بشر را تحت تاثیر قرار می دهد. در بررسی دیگری که توسط شرکت ON Workانجام شد پیش بینی می شود که تعداد گره­های حسگر در سال 2010 به 465 میلیون برسد و این در حالی است که در سال 2003 تعداد گره­های حسگر موجود در جهان تنها 3 میلیون عدد تخمین زده شده است.

مروری بر ساختار کلی شبکه های حسگر

قبل از ارائه ساختار کلی شبکه­های حسگر، ابتدا برخی تعاریف کلیدی را، ارائه می کنیم:

·       حسگر: وسیله­ای که وجود شئ، رخداد یک وضعیت یا مقدار یک کمیت فیزیکی را تشخیص داده و به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. حسگر انواع مختلف دارد، مانند حسگرهای  دما، فشار، رطوبت، نور، شتاب سنج، مغناطیسسنج و…

·       کارانداز: با تحریک الکتریکی، یک عمل خاص مانند باز و بسته کردن یک شیر یا قطع و وصل یک کلید را انجام می دهد.

·       گره حسگر: به گرهی گفته می شود که فقط شامل یک یا چند حسگر باشد.

·       گره کارانداز: به گرهی گفته می شود که فقط شامل  یک یا چند کارانداز باشد.

·       گره حسگر کارانداز: به گرهی گفته می شود که مجهز به حسگر و کارانداز باشد.

·       شبکه حسگر: شبکه­ای که فقط شامل گره­های حسگر باشد. این شبکه نوع خاصی از شبکه حسگر می باشد. در کاربردهایی که هدف جمع اوری اطلاعات و تحقیق در مورد یک پدیده می باشد، استفاده می شود ؛ مانند مطالعه بر روی گردبادها و سایر پدیده­های محیطی.

·       میدان حسگر، کارانداز: ناحیه کاری که گره­های شبکه حس و کار در ان توزیع می شوند.

·       چاهک: گرهی که جمع اوری داده­ها را به عهده داشته و ارتباط بین گره­های حسگر و گره مدیریت وظیفه را برقرار می کند.

·       گره مدیر وظیفه: گرهی که شخصی به عنوان کاربر یا مدیر شبکه از طریق ان با شبکه ارتباط برقرار می کند. فرامین کنترلی و پرس و جوها از طریق این گره به شبکه ارسال شده و داده­های جمع اوری شده به ان بر می گردد.

·       شبکه حسگر، کار: شبکه­ای متشکل از گره­های حسگر و کارانداز است که حالت کلی شبکه­های مورد بحث می باشد. به عبارت دیگر شبکه حسگر شبکه­ای است با تعداد زیادی گره، که هر گره می تواند در هر حالت  کلی دارای تعدادی حسگر و تعدادی کار انداز باشد. در هر حالت خاص یک گره ممکن است فقط حسگر یا فقط کار انداز باشد. گره­ها در ناحیه­ای که میدان حسگر نامیده می شود با چگالی زیاد پراکنده می­شود. یک چاهک دیده بانی کل شبکه را بر عهده دارد. اطلاعات بوسیله چاهک جمع اوری می شود و فرامین نیز از طریق ان منتشر می شوند. مدیریت وظایف می تواند متمرکز یا توزیع شده باشد. بسته به این که تصمیم گیری برای انجام واکنش در چه سطحی انجام شود، دو ساختار مختلف خود کار و نیمه خودکار وجود دارد. ترکیب ایندو روش نیز قابل استفاده است.

·       ساختار خودکار: حسگرهایی که یک رخداد یا پدیده را تشخیص می دهند، داده­های دریافتی را به گره­های کارانداز جهت پردازش و انجام واکنش مناسب ارسال می کند. گره­های کارانداز مجاور با هماهنگی یکدیگر تصمیم گیری کرده و عمل می نماید. در واقع هیچ کنترل متمرکزی وجود ندارد و تصمیم گیری­ها به صورت محلی انجام می شود.

·       ساختار نیمه خودکار: دراین ساختار، داده­ها توسط گره­ها به سمت چاهک هدایت شده و فرمان از طریق چاهک به گره­های کارانداز صادر می شود. از طرف دیگر در کاربردهای خاصی ممکن است از ساختار بخش بندی شده یا سلولی استفاده شود که در هر بخش یک سر دسته وجود دارد که داده­های گره­های دسته ی خود را به چاهک ارسال می کند. در واقع هر دسته مانند یک دروازه عمل می کند .

The following two tabs change content below.

فرزانه تقدیسی

کارشناس ارشد هوش مصنوعی - پس از اتمام دوره Elastix & MCSE & CCNA & CCNP و اخذ مدارک بین المللی در این حوزه مشغول به کار شدم

Latest posts by فرزانه تقدیسی (see all)

برچسب ها : , , , , , , , , , , , , , , , ,

» ارسال نظرات

تصویر ثابت