MyBB Pro

P30-ART


آخرین موضوع ها: --- کنفرانس ملي اقتصاد، مديريت و حسابداري - همايش ملي مهندسي، علوم اجتماعي و محيط زيست --- دانشجویان پیام نور این دروس را حذف کنند / لیست جدید دروس ریزشی --- شرایط وام ازدواج در دانشگاه آزاد --- نحوه انتقال پدیرفته شدگان سراسری از سایر دانشگاه ها به پیام نور --- یک ترم فرصت برای پذیرفته شدگان پیام نور که پیش دانشگاهی ندارند --- دانشگاه پیام نور شرایط تغییر رشته و مهمان شدن را آسان کرد --- پیام نور سقف انتخاب واحد ورودی های جدید کارشناسی ارشد را تغییر داد --- جدول شهریه دانشگاه پیام نور در سال تحصیلی 94-93 --- تکمیل ظرفیت آزمون دکتری تخصصی دانشگاه آزاد اسلامی سال ۱۳۹۳ --- آغاز ثبت نام پذیرفته شدگان ورودی مهرماه 93 کارشناسی ارشد پیام نور --- نتايج نهايي ازمون سراسري 1393 صبح فردا اعلام مي شود --- شورای گسترش آموزش عالی 25 رشته تحصیلی جدید را به تصویب رساند --- اصلاحات جدید بورس دانشجویان --- خبر خوش برای دانشجویان متاهل دانشگاه آزاد لرستان --- اختصاص خوابگاه های متاهلی بیشتر در دانشگاه سیستان و بلوچستان ---

----
---------
وب سایت جامع آب و هواشناسی ایران
تبلیغات هزینه نیست!

شبکه حسگر بی‌سیم
زمان کنونی: ۹ آبان ۱۳۹۳, ۱۲:۲۹ عصر
کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان
نویسنده: pnuha
آخرین ارسال: pnuha
پاسخ: 3
بازدید: 2578

ارسال موضوع ارسال پاسخ
 
امتیاز موضوع:
  • 1 رأی - میانگین امتیازات: 5
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
شبکه حسگر بی‌سیم
نویسنده پیام
۰۷:۲۰ صبح ۷ فروردين ۱۳۹۱
ارسال: #1
**
عنوان : کاربر ارشد سایت
رشته:اقلیم شناسی
تحصیلات:کارشناسی ارشد

اعتبار: 25
ارسال‌ها: 2,893
وضعیت : آفلاین
جنسیت:
سپاس ها 468
سپاس شده 2079 بار در 567 ارسال

شبکه حسگر بی‌سیم
[تصویر:  60143518314182521751321061810315322425457.gif]
شبکه حسگر بی‌سیم (Wireless Sensor Network/ WSN) به یک شبکه بی سیم از حسگرهای خودراهبر گفته می‌شود که با فاصله پخش شده اند و برای اندازه گیری گروهی برخی از کمیت‌های فیزیکی یا شرایط محیطی مانند دما، صدا، لرزش، فشار، حرکت یا آلاینده ها، در مکانهای مختلف یک محدوده کاربرد دارد.
ویژگی های شبکه حسگر بی‌سیم
معرفی شبکه‌های بی‌سیم حسگر WSN پیشرفت‌های اخیر در زمینه الکترونیک و مخابرات بی‌سیم توانایی طراحی و ساخت حسگرهایی را با توان مصرفی پایین، اندازه کوچک، قیمت مناسب و کاربری‌های گوناگون داده است. این حسگرهای کوچک که توانایی انجام اعمالی چون دریافت اطلاعات مختلف محیطی (بر اساس نوع حسگر، پردازش و ارسال آن اطلاعات را دارند، موجب پیدایش ایده‌ای برای ایجاد و گسترش شبکه‌های موسوم به شبکه‌های بی‌سیم حسگر WSN شده‌اند. یک شبکه حسگر متشکل از تعداد زیادی گره‌های حسگر ارزان و ضعیف است که با هدف احساس رویدادهای اتفاق افتاده در محیط تحت نظارت بر پا می گردد و در یک محیط به طور گسترده پخش شده و به جمع‌آوری اطلاعات از محیط می‌پردازند. هر واحد گره حسگر مجهز به سخت افزار احساس، فرستنده، پردازشگر، حافظه و باتری می باشد. لزوماً مکان قرار گرفتن گره‌های حسگری، از ‌قبل‌تعیین‌شده و مشخص نیست. چنین خصوصیتی این امکان را فراهم می‌آورد که بتوانیم آنها را در مکان‌های خطرناک و یا غیرقابل دسترس رها کنیم از طرف دیگر این بدان معنی است که پروتکل‌ها و الگوریتم‌های شبکه‌های حسگری باید دارای توانایی‌های خودسازماندهی باشند.
پس از استقرار، این شبکه به جمع آوری اطلاعات از منطقه مورد نظر پرداخته و اطلاعات را به گره های دروازه ارسال داشته تا توسط این واسط به کاربر نهایی برسد. به این ترتیب شبکه حسگر بی‌سیم اطلاعات و درک بهتری از منطقه مورد دیده‌ بانی را به کاربر خواهد داد. قدرت منحصر به فرد شبکه حسگر بی سیم در توانایی استقرار تعداد زیادی از گره ها ی حسگر کوچک نهفته است که می توانند پیکربندی خود را به عنوان یک شبکه انجام دهند. خصوصیت این شبکه این است که در مقایسه با شبکههای بی‌سیم رایج، در صورت نیاز به سادگی قابلیت پذیرش گره های حسگر جدید را بدون هیچگونه دوباره کاری و یا پیکربندی پیچیده، دارا می باشد.
[تصویر:  16016420216610190362485716889119978113198.gif]
دیگر خصوصیت‌های منحصر به فرد شبکه‌های حسگری، توانایی همکاری و هماهنگی بین گره‌های حسگری است. هر گره حسگر روی برد خود دارای یک پردازشگر است و به جای فرستادن تمامی اطلاعات خام به مرکز یا به گره‌ای که مسئول پردازش و نتیجه‌گیری اطلاعات است، ابتدا خود یک سری پردازش‌های اولیه و ساده را روی اطلاعاتی که به دست آورده است، انجام می‌دهد و سپس داده‌های نیمه پردازش شده را ارسال می‌کند.
با اینکه هر حسگر به تنهایی توانایی ناچیزی دارد، ترکیب صدها حسگر کوچک امکانات جدیدی را عرضه می‌کند. ‌در واقع قدرت شبکه‌های بی‌سیم حسگر در توانایی به‌کارگیری تعداد زیادی گره کوچک است که خود قادرند سرهم و سازماندهی شوند و در موارد متعددی چون مسیریابی هم‌زمان، نظارت بر شرایط محیطی، نظارت بر سلامت ساختارها یا تجهیزات یک سیستم به کار گرفته شوند.
شبکه‌های حسگر با انگیزه استفاده در کاربردهای نظامی مانند نظارت بر میدان جنگ، توسعه پیدا کرد. اما امروزه شبکه‌های حسگر بی سیم در صنعت و بسیاری از مقاصد غیر نظامی استفاده می‌شوند، از جمله نظارت و کنترل فرآیندهای صنعتی، نظارت بر سلامت دستگاهها، نظارت بر محیط و یا خانه، کاربردهای مراقبت از سلامتی، خانه‌های هوشمند و کنترل ترافیک.
کاربردهای شبکه های حسگر
[تصویر:  1462222021016202112724610318165135515049.gif]
استفاده از (WSN) یا گیرنده‌های بی سیم متنوع و زیاد است . آنها برای استفاده در کاربردهای تجاری و صنعتی برای کنترل داده‌ها و برای استفاده در جایی که استفاده از گیرنده‌های سیمی مشکل و گران است به کار می‌روند. برای مثال این شبکه‌ها می‌توانند در محیط‌های بیابانی هم گسترش یابند و سالها باقی بمانند. کاربرد دیگر اعلام خطر ورود مهاجم به یک محل کنترل شده و سپس ردیابی مهاجم باشد.
تعدای از استفاده‌های خاص شامل نظارت محل‌های مسکونی ، ردیابی هدف‌های متحرک، کنترل راکتور هسته ای، آشکار سازی حریق، نظارت ترافیک و غیره .... می‌باشد.شبکه های حسگر شامل مدلهای مختلفی از حسگرها از قبیل دماسنج، تصویری، مادون قرمز، صوتی و رادار می باشند که توانایی مانیتورینگ انواع شرایط مختلف را دارند. شرایط ذکر شده عبارتند از: دما، رطوبت، حرکت، نور، فشار، ترکیبات تشکیل دهنده، سطح اختلالات، وجود یا عدم وجود بعضی اشیاء وخصوصیات جاری از قبیل سرعت، جهت، اندازه و ...
نود های حسگر در دریافت های پیوسته، دریافت پدیده ها، تشخیص پدیده ها، تعیین محل و کنترل محلی عامل ها مورد استفاده قرار می گیرند. مفهوم حسگرهای کوچک و ارتباطات بی سیم میان آنها زمینه های کاربردی جدیدی را پیش رو قرار داده است. کاربردهای این شبکه ها در دسته های نظامی، محیطی، بهداشتی و دیگر موارد تجاری تقسیم بندی می شود. دسته هایی از جمله اکتشاف فضایی، پردازش شیمیایی و پیش بینی بلایای طبیعی نیز با توجه کمتری قابل بررسی می باشند.
برخی از دیگرکاربردهای شبکه های حسگر :
کاربردهای نظامی:
*مانیتورینگ نیروهای خودی
*نظارت منطقه جنگی
*شناسایی نیروهای مقابل و منطقه مورد استفاده دشمن
*هدف گیری
*تخمین و بررسی خسارات نبرد
*شناسایی و کشف حملات شیمیایی، بیولوژیکی و هسته ای
کاربردهای محیطی:
*بررسی جابجایی حیوانات
* مانیتورینگ شرایط محیط
*شناسایی آتش جنگلها
*کشف و نگاشت پیچیدگی های بیولوژیکی
*شناسایی زمین های مستعد
[تصویر:  151812911011422687462724011516987101212255.gif]
کاربردهای بهداشتی:
*مانیتورینگ وضعیت بیماران
*ردیابی و مانیتورینگ بیماران و پزشکان در محیط بیمارستان
*مدیریت دارو در بیمارستانها
کاربردهای خانگی:
*اتوماسیون خانه
*محیط هوشمند
کاربردهای تجاری:
*کنترل محیطی در ساختمان های کاری ( تهویه مطبوع و ... )
[تصویر:  1325159180219150527014915797228204248435.gif]
*موزه های تعاملی
*شناسایی و ردیابی دزدان ماشین
*کنترل و مدیریت کارخانجات
*شناسایی و ردیابی وسایل نقلیه
شلیان ذکراست در طراحی شبکه های حسگر عوامل متعددی نظیر: توانایی تحمل خطا، مقیاس پذیری، هزینه تولید، محدودیتهای سخت افزاری، رسانه مورد استفاده در تبادلات، توپولوژی ، محیط ومصرف انرژی تاثیر مهمی دارند.
ادامه دارد...

فرآوری مریم نایب زاده
بخش دانش و زندگی تبیان

منبع: Wikipedia- itera- wsn- ccw-emdadmahallat

 
 
نقل قول این ارسال در یک پاسخ یافتن تمامی ارسال‌های این کاربر ارسال یک ایمیل به این کاربر
 سپاس شده توسط MASTER
۰۷:۲۲ صبح ۷ فروردين ۱۳۹۱ (آخرین ویرایش در این ارسال: ۷ فروردين ۱۳۹۱ ۰۷:۲۴ صبح، توسط pnuha.)
ارسال: #2
**
عنوان : کاربر ارشد سایت
رشته:اقلیم شناسی
تحصیلات:کارشناسی ارشد

اعتبار: 25
ارسال‌ها: 2,893
وضعیت : آفلاین
جنسیت:
سپاس ها 468
سپاس شده 2079 بار در 567 ارسال

RE: شبکه حسگر بی‌سیم
ساختارهای شبکه حسگر بی سیم
ساختار کلی :
قبل از ارائه ساختار کلی ابتدا تعدادی از تعاریف کلیدی را ذکر می کنیم.
حسگر :
وسیله ای که وجود شیئ 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، مغناطیس سنج و…
کارانداز :
با تحریک الکتریکی یک عمل خاصی مانند باز و بسته کردن یک شیر یا قطع و وصل یک کلید را انجام می دهد
گره حسگر:
به گره ای گفته می شود که فقط شامل یک یا چند حسگر باشد.
گره کارانداز:
به گره ای گفته می شود که فقط شامل یک یا چند کارانداز باشد.
گره حسگر/کارانداز:
به گره ای گفته می شود که مجهز به حسگر و کار انداز باشد.
شبکه حسگر :
شبکه ای که فقط شامل گره های حسگر باشد. این شبکه نوع خاصی از شبکه حسگراست. در کاربردهایی که هدف جمع آوری اطلاعات و تحقیق در مورد یک پدیده می باشد کاربرد دارد. مثل مطالعه روی گردبادها.
میدان حسگر:
ناحیه کاری که گره های شبکه حسگر در آن توزیع میشوند.
چاهک:
گرهی که جمع آوری داده ها را به عهده دارد. و ارتباط بین گره های حسگر و گره مدیر وظیفه را برقرار می کند.
گره مدیر وظیفه :
گرهی که یک شخصی بعنوان کاربریا مدیر شبکه از طریق آن با شبکه ارتباط برقرار میکند. فرامین کنترلی و پرس و جو ها از این گره به شبکه ارسال شده و داده های جمع آوری شده به آن بر میگردد .
حالت کلی شبکه حسگر
شبکه ای متشکل از گره های حسگر است که حالت کلی شبکه های مورد بحث می باشد. به عبارت دیگر شبکه حسگرشبکه ای است با تعداد زیادی گره که هر گره می تواند در حالت کلی دارای تعدادی حسگر و تعدادی کارانداز باشد. در حالت خاص یک گره ممکن است فقط حسگر یا فقط کارانداز باشد. گره ها در ناحیه ای که میدان حسگر نامیده می شود با چگالی زیاد پراکنده می شوند. یک چاهک پایش کل شبکه را بر عهده دارد. اطلاعات بوسیله چاهک جمع آوری می شود و فرامین از طریق چاهک منتشر می شود. مدیریت وظایف میتواند متمرکز یا توزیع شده باشد. بسته به اینکه تصمیم گیری برای انجام واکنش در چه سطحی انجام شود دو ساختار مختلف خودکار و نیمه خودکار وجود دارد. که ترکیب آن نیز قابل استفاده است.
خصوصیات مهم شبکه های حسگر بی سیم
وابسته به کاربرد: به دلیل ادغام فناوری های حسگر، پردازش و ارتباطات، محدوده وسیعی از کاربردها امکان پیاده سازی در شبکه های حسگر بی سیم را دارند. اما باید توجه داشت که نمی توان برای تمام کاربردها یک سناریو را اجرا نمود، بلکه هر کاربرد پیکربندی و پروتکل مخصوص به خود را نیاز دارد. به عنوان مثال شبکه های حسگر با تراکم پایین از حسگرها و نیز با تراکم بالایی از حسگرها کار می کنند.در حالیکه پروتکل های این دو حالت بسیار با یکدیگر متفاوت می باشند.
تعامل با محیط: به دلیل تعامل شبکه های حسگر با محیط اطرافشان، خصوصیات ترافیکی آنها با دیگر شبکه های موجود متفاوت می باشد. به طور معمول شبکه های حسگر دارای ترافیکی با نرخ پایین هستند، اما در مواقعی که پدیده مورد نظر روی می دهد دارای ترافیک انفجاری می گردند.
مقیاس پذیری: به صورت تئوری، شبکه های حسگر دارای تعداد بسیار بیشتری نهاد می باشند که نیاز به راه حل هایی متفاوت و مقیاس پذیرتر دارند.
انرژی: دراین شبکه ها منابع انرژی محدود بوده و مصرف انرژی مهمترین معیار برای پیکره بندی آنها می باشد. در بعضی موارد، باتری موجود در نود های حسگر قابل شارژ دوباره نیست و به همین دلیل نیاز به طول عمر بیشتر حسگر می باشد.
خود پیکربندی: شبکه های حسگر نیاز به خود پیکربندی برای دارا بودن شبکه ای پیوسته دارند، اما به دلیل تفاوت در ترافیک و انرژی مصرفی روشهای متفاوتی مورد نیاز می باشد. به همین دلیل نود های حسگر نیاز به درک محل جغرافیایی خود دارند.
قابلیت اطمینان و کیفیت سرویس: شبکه های حسگر بی سیم، مفاهیم متفاوتی از قابلیت اطمینان و کیفیت سرویس را ارائه می دهند. در حال حاضر سرویس هایی که توسط شبکه های حسگر ارائه می شودکاملاٌ مشخص نیستند. در بعضی موارد ارسال عادی بسته کافی بوده و در بعضی موارد نیاز به اطمینان بسیار بالا در ارسال داریم. نرخ ارسال بسته معیار کاملی نمی باشد. مساله مهم ،مقدار و کیفیت اطلاعات ارسالی به نود مورد نظر در مورد پدیده مشاهده شده می باشد.
[تصویر:  1301032179186181495319717769173237131464.jpg]
داده محور: در اکثر کاربردهای شبکه های حسگر، با استفاده افزونه از نود های حسگر می توان از منابع انرژی ضعیف تر و ارزانتر استفاده نمود. مورد مهمتر این است که این نود ها چه اطلاعاتی را مشاهده می کنند. این تغییر در اولویت ها ما را نیازمند تغییر در شبکه از نود محور به داده محور می نماید.
سادگی: به دلیل کوچک بودن نود ها و محدود بودن انرژی، نرم افزار مورد استفاده در سطح شبکه و نود ها باید بسیار ساده تر از نرم افزارهای امروزی باشند. این سادگی نیاز به تغییر در لایه های استاندارد شبکه دارد.هنگامی که تعداد زیادی از نود های حسگر به صورت متراکم در کنار هم قرار گرفته باشند، نود های همسایه بسیار به یکدیگر نزدیک خواهند بود؛ در نتیجه ارتباط چند پرشه در شبکه های حسگر در مقایسه با ارتباطات مرسوم تک پرشه بسیار انرژی کمتری مصرف می نماید. بنابراین میزان انرژی ای که برای ارتباطات استفاده می شودپایین می آید.
یکی از مهمترین محدودیت های موجود در نود های شبکه های حسگر، کمبود منابع انرژی است. نود های حسگر معمولاٌ حاوی منابع انرژی محدود و غیر قابل تقویتی هستند. بنابراین بر خلاف شبکه های قدیمی که دسترسی به کیفیت سرویس، هدف اصلی می باشد، در پروتکل های شبکه های حسگر تکیه بر مصرف بهینه منابع است. نود ها باید مکانیزم های تعادلی که به کاربر نهایی امکان افزایش طول عمر شبکه را از طریق پهنای باند کمتر یا افزایش تاخیر ارسال می دهد را در خود ایجاد نمایند.
ویژگی‌های عمومی یك شبكه حسگر
علاوه بر نكاتی كه تا كنون درباره شبكه‌های حسگر به عنوان آشنایی با این فناوری بیان كردیم، این شبكه‌ها دارای یك سری ویژگی‌های عمومی نیز هستند. مهم‌ترین این ویژگی‌ها عبارت است از:
**بر خلاف شبكه‌های بی‌سیم سنتی، همه گره‌ها در شبكه‌های بی‌سیم حسگر نیازی به برقراری ارتباط مستقیم با نزدیك‌ترین برج كنترل قدرت یا ایستگاه پایه ندارند، بلكه حسگرها به خوشه‌هایی (سلول‌هایی) تقسیم می‌شوند که هر خوشه (سلول) یک سرگروه خوشه موسوم به Parent انتخاب می‌کند.
[تصویر:  134931491563481362531423964250746132199.jpg]
این سرگروه‌ها وظیفه جمع‌آوری اطلاعات را بر عهده دارند. جمع‌آوری اطلاعات به منظور کاهش اطلاعات ارسالی از گره‌ها به ایستگاه پایه و در نتیجه بهبود بازده انرژی شبکه انجام می‌شود. ‌البته چگونگی انتخاب سرگروه خود بحثی تخصصی است كه در تئوری شبكه‌های بی‌سیم حسگر مفصلاً مورد بحث قرار می‌گیرد.
**پروتكل‌های شبكه‌ای همتا به همتا یك‌سری ارتباطات مش مانند را جهت انتقال اطلاعات بین هزاران دستگاه كوچك با استفاده از روش چندجهشی ایجاد می‌كنند. معماری انطباق‌پذیر مش، قابلیت تطبیق با گره‌های جدید جهت پوشش دادن یك ناحیه جغرافیایی بزرگ‌تر را دارا است. علاوه بر این، سیستم می‌تواند به طور خودكار از دست دادن یك گره یا حتی چند گره را جبران كند.
**هر حسگر موجود در شبكه دارای یک رنج حسگری است که به نقاط موجود در آن رنج احاطه کامل دارد. یکی از اهداف شبکه‌های حسگری این است که هر محل در فضای مورد نظر بایستی حداقل در رنج حسگری یک گره قرار گیرد تا شبكه قابلیت پوشش همه منطقه موردنظر را داشته باشد.
یک حسگر با شعاع حسگری r را می‌توان با یک دیسک با شعاع r مدل کرد. این دیسک نقاطی را که درون این شعاع قرار می‌گیرند، تحت پوشش قرار می‌دهد. بدیهی است که برای تحت پوشش قرار دادن کل منطقه این دیسک‌ها باید کل نقاط منطقه را بپوشانند.
[تصویر:  1302142161592114721322261331224724098145246.jpg]
با این که توجه زیادی به پوشش کامل منطقه توسط حسگرها می‌شود، احتمال دارد نقاطی تحت پوشش هیچ حسگری قرار نگیرد. این نقاط تحت عنوانحفره‌های پوششی نامیده می‌شوند. اگر تعدادی حسگر به علاوه یک منطقه هدف داشته باشیم، هر نقطه در منطقه باید طوری توسط حداقل n حسگر پوشش داده شود که هیچ حفره پوششی ایجاد نشود. این موضوع لازم به ذکر است که مسأله حفره پوششی بسته به نوع کاربرد مطرح می‌گردد. دربرخی کاربردها احتیاج است که درجه بالایی از پوشش جهت داشتن دقت بیشتر داشته باشیم.
** حفره پوششی
**استفاده از حسگری اضافی (با ناحیه پوششی پررنگ) جهت حذف حفره پوششی
ادامه دارد...
فرآوری : مریم نایب زاده
منبع:بخش دانش و زندگی تبیان

 
 
نقل قول این ارسال در یک پاسخ یافتن تمامی ارسال‌های این کاربر ارسال یک ایمیل به این کاربر
 سپاس شده توسط MASTER
۰۷:۲۴ صبح ۷ فروردين ۱۳۹۱ (آخرین ویرایش در این ارسال: ۷ فروردين ۱۳۹۱ ۰۷:۲۵ صبح، توسط pnuha.)
ارسال: #3
**
عنوان : کاربر ارشد سایت
رشته:اقلیم شناسی
تحصیلات:کارشناسی ارشد

اعتبار: 25
ارسال‌ها: 2,893
وضعیت : آفلاین
جنسیت:
سپاس ها 468
سپاس شده 2079 بار در 567 ارسال

RE: شبکه حسگر بی‌سیم
مشخصه های منحصر به فرد گیرنده ی بی سیم :
*گره های گیرنده با مقیاس کم
*قدرت محدود که می توان ذخیره یا تخلیه شود
*شرایط محیطی نا مناسب
*نقص های گره
* ترک گره
*شبکه دینامیک توپو لوژی
*نقص ارتباطات
*غیر یکنواختی گره ها
*گسترش با مقیاس بالا
*عملکرد خودکار
گره های گیرنده را می توان کامپیوتر های کوچکی تصور کرد. کاملاً اساسی و در وجه مشترکشان در ساختار و اجزاء آنها معمولاً شامل واحد پردازنده و قدرت اشتباه محاسبه ی محدود و حافظه ی محدود هستند گیرنده ها (شامل شرایط خاص مدارها) دستگاه ارتباطی (معمولاً فرستنده و گیرنده رادیویی و نوری متناوب) و منبع انرژی هم معمولاً از باتری است. پایگاه ها بنیادی از یا چند اجزاء برجسته از شبکه ارتباطی گیرنده بی سیم (WSN) با محاسبه ی بیشتر انرژی ، منبع ارتباطاتی ، آنها مثل دروازه بین گره گیرنده و کاربر نهایی عمل می کنند.
[تصویر:  0421336210514122952188722222047821663235.gif]

ساختار ارتباطی شبکه‌های حسگر
گره‌های حسگری در یک منطقه پراکنده می‌شوند. همان‌طور كه قبلاً هم اشاره كردیم گره‌های حسگری دارای توانایی خودساماندهی هستند. هر کدام از این گره‌های پخش‌شده دارای توانایی جمع‌کردن اطلاعات و ارسال آنها به پایانه‌ای موسوم به sink است. این اطلاعات از یک مسیر چند مرحله‌ای که زیرساخت مشخصی ندارد به سینک فرستاده می‌شوند و سینک می‌تواند توسط لینک ماهواره یا اینترنت با گره task manager ارتباط برقرار کند.
طراحی یک شبکه تحت تأثیر فاکتورهای متعددی است. این فاکتورها عبارتند از: تحمل خرابی، قابلیت گسترش، هزینه تولید، محیط کار، توپولوژی شبکه حسگری، محدودیت‌های سخت‌افزاری، محیط انتقال و مصرف توان که در زیر به شرح آنها می‌پردازیم:
فاکتورهای طراحی
فاکتورهای بیان‌شده در بالا از اهمیت فراوانی در طراحی پروتکل‌های شبکه‌های حسگر برخوردار هستند؛ در ادامه درباره هر یك از آنها توضیحات مختصری ارائه می‌كنیم.
تحمل خرابی
برخی از گره‌های حسگری ممکن است از کار بیفتند یا به دلیل پایان توانشان، عمر آنها تمام شود، یا آسیب فیزیکی ببینند و از محیط تأثیر بگیرند. از کار افتادن گره‌های حسگری نباید تأثیری روی کارکرد عمومی شبکه داشته باشد. بنابراین تحمل خرابی را "توانایی برقرار نگه داشتن عملیات شبکه حسگر علی‌رغم از کار افتادن برخی از گره‌ها" تعریف می‌كنیم. ‌در واقع یك شبكه حسگر خوب با از كار افتادن تعدادی از گره‌های حسگری، به سرعت خود را با شرایط جدید (تعداد حسگرهای كمتر) وفق داده و كار خود را انجام می‌دهد.

قابلیت گسترش
تعداد گره‌های حسگری که برای مطالعه یک پدیده مورد استفاده قرار می‌گیرند، ممکن است در حدود صدها و یا هزاران گره باشد. مسلماً تعداد گره‌ها به کاربرد و دقت موردنظر بستگی دارد؛ به طوری‌ كه در بعضی موارد این تعداد ممکن است به میلیون‌ها عدد نیز برسد. یك شبكه باید طوری طراحی شود كه بتواند چگالی بالای گره‌های حسگری را نیز تحقق بخشد. این چگالی می‌تواند از چند گره تا چند صد گره در یک منطقه که ممکن است کمتر از 10 متر قطر داشته باشد، تغییر کند.
هزینه تولید

از آنجایی که شبکه‌های حسگری از تعداد زیادی گره‌های حسگری تشکیل شده‌اند، هزینه یک گره در برآورد کردن هزینه کل شبکه بسیار مهم است. اگر هزینه یک شبکه حسگری گران‌تر از هزینه استفاده از شبكه‌های مشابه قدیمی باشد، در بسیاری موارد استفاده از آن مقرون به صرفه نیست. در نتیجه قیمت هر گره حسگری تا حد ممكن باید پایین نگه داشته شود.

[تصویر:  4517611319121315139211175311685211430121.gif]
ویژگی‌های سخت‌افزاری یک گره حسگری از4 بخش عمده تشکیل شده است:
*واحد حسگر
*واحد پردازش
* واحد دریافت و ارسال
*واحد توان.

البته بسته به كاربرد، شبكه‌های حسگر می‌توانند شامل اجزای دیگری چون: سیستم پیداکردن مکان جغرافیایی، مولد توان و بخش مربوط به حرکت در گره‌های متحرک نیز باشند.
بخش های اصلی هر حسگر
1. واحد‌های حسگری معمولاً از دو بخش حسگرها و مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال تشکیل می‌شوند. حسگرها بر اساس دریافت‌هایشان از پدیده مورد مطالعه، سیگنال‌های آنالوگ را تولید می‌كنند. سپس این سیگنال‌ها توسط مبدل آنالوگ به دیجیتال به سیگنال دیجیتال تبدیل شده و به بخش پردازش سپرده می‌شوند.

2.بخش پردازش که معمولاً با یک حافظه کوچک همراه است، همکاری گره با گره‌های دیگر را در جهت انجام وظایف محول شده به هر حسگر مدیریت می‌کند.

3.بخش فرستنده و گیرنده، گره را به شبکه متصل می‌کند. بخش توان نیز یکی از مهم‌ترین بخش‌های یک گره حسگری است. توان موردنیاز ممکن است با بخش‌های جمع‌آوری توان، مانند سلول‌های خورشیدی تأمین شود. به موازات تولید توان، تلاش برای كاهش مصرف توان در شبكه بسیار مهم است. صرفه جویی در مصرف توان در حالت كلی از دو طریق ممكن است. یك راه ساخت حسگرهایی با مصرف انرژی كمتر و راه دیگر به كاربردن روش‌های مدیریت توان در طراحی نرم‌افزاری شبكه است. مثلاً ارسال TDMA از نظر مصرف توان مناسب است؛ زیرا در فاصله هر شیار زمانی كه اطلاعات هر حسگر ارسال نمی‌شود، حسگر در حالت انتظار كه مصرف انرژی بسیار كمی دارد، قرار می‌گیرد.

[تصویر:  1221192546011914924201220240206461815012749.gif]

روش‌های مناسب پیكربندی هندسی شبكه و یا انتخاب Parent می‌تواند مصرف انرژی را كاهش دهد. همان‌طور كه گفتیم هر حسگر ممکن است بخش‌های دیگری را نیز که به کاربرد خاص شبکه مربوط است دارا باشد. به عنوان نمونه، اکثر تکنیک‌های مسیریابی و وظایف حسگری نیازمند دانش دقیقی از مکان‌یابی جغرافیایی است. در نتیجه متداول است که گره‌های حسگری دارای سیستم موقعیت‌یابی نیز باشند. علاوه بر این در برخی موارد گره حسگری لازم است که متحرک باشد، لذا در مواقع لزوم بخشی نیز برای حرکت در نظر گرفته می‌شود.
تمام این زیر‌‌بخش‌ها باید در یک قالب کوچک قرار بگیرند. اندازه مورد نیاز ممکن است حتی کوچک‌تر از یک سانتی‌متر مکعب باشد.

[تصویر:  12212718758183241142831682141244189939979.gif]

علاوه بر اندازه، محدودیت‌های فراوان دیگری نیز برای گره‌های حسگری وجود دارد؛ این گره‌ها باید توان بسیار کمی مصرف کنند، در یک محیط با چگالی بالا (از نظر تعداد گره‌ها) کار کنند، قیمت تمام شده آنها ارزان باشد، قابل رها کردن در محیط و همچنین خودکار باشند. بدون وقفه کار کنند و قابلیت سازگاری با محیط داشته باشند.
نظارت بر محیط
کنترل یا نظارت بر محیط نوعی استفاده از گیرنده بی سیم است. در نظارت محیط ، گیرنده بی سیم در ناحیه‌ای پراکنده می‌شود که تعدادی پدیده یا حادثه باید تحت نظارت باشد. برای مثال تعداد زیادی از این گره‌های فرستنده و دریافت کننده می‌توانند در میدان جنگ برای آشکار کردن تجاوز دشمن بجای استفاده از مین‌های زمینی گسترش داده شوند.

زمانی که این حس گر یا گیرنده اتفاقی را که تحت نظر بوده (گرما، فشار ، صدا ، نور ، زمین هایی با خواص مغناطیسی و لرزش و ارتعاش و غیره) پیدا می‌کند، لازم است که اتفاق به یکی از پایگاه‌ها گزارش شود. این پایگاه بر اساس نوع کاربری شبکه عملی مناسب، مانند ارسال پیغام به اینترنت یا ماهواره و یا پردازش محلی داده، را انجام می‌دهد.


فرآوری: مریم نایب زاده
منبع :بخش دانش و زندگی تبیان

منبع: Wikipedia- itera- wsn- ccw-emdadmahallat

 
 
نقل قول این ارسال در یک پاسخ یافتن تمامی ارسال‌های این کاربر ارسال یک ایمیل به این کاربر
 سپاس شده توسط MASTER
ارسال موضوع ارسال پاسخ


پرش به انجمن:


کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان