شنبه 26 آبان 1397 | Saturday 17 th of November 2018 صفحه اصلی گروه الکترونیکی کامپیوتر
1-3 ویژگی‌های سخت‌افزاری:]اسماعیلی 87[

یک گره حسگری از 4 بخش عمده تشکیل شده است:

1 -واحد حسگر . 2- واحد پردازش . 3- واحد دریافت و ارسال . 4- واحد توان.

البته بسته به کاربرد، شبکه‌های حسگر می‌توانند شامل اجزای دیگری چون: سیستم پیداکردن مکان جغرافیایی، مولد توان و بخش مربوط به حرکت در گره‌های متحرک نیز باشند. در زیر اندکی درباره بخش‌های اصلی هر حسگر را با توجه به شکل 1-1 توضیح می‌دهیم.

شکل 1-1 اجزای یک گره حسگر

1 –واحد‌های حسگری معمولاً از دو بخش حسگرها و مبدل‌های انالوگ به دیجیتال تشکیل می‌شوند. حسگرها بر اساس دریافت‌هایشان از پدیده مورد مطالعه، سیگنال‌های انالوگ را تولید می‌کنند. سپس این سیگنال‌ها توسط مبدل انالوگ 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 جمع‌اوری توان، مانند سلول‌های خورشیدی تأمین شود. به موازات تولید توان، تلاش برای کاهش مصرف توان در شبکه بسیار مهم است. صرفه جویی در مصرف توان در حالت کلی از دو طریق ممکن است. یک راه ساخت حسگرهایی با مصرف انرژی کمتر و راه دیگر به کاربردن روش‌های مدیریت توان در طراحی نرم‌افزاری شبکه است. مثلاً ارسال TDMA[1]از نظر مصرف توان مناسب است؛ زیرا در فاصله هر شیار زمانی که اطلاعات هر حسگر ارسال نمی‌شود، حسگر در حالت انتظار که مصرف انرژی بسیار کمی دارد، قرار می‌گیرد.

روش‌های مناسب پیکربندی هندسی شبکه و یا انتخاب Parentمی‌تواند مصرف انرژی را کاهش دهد. همان‌طور که 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. علاوه بر اندازه، محدودیت‌های فراوان دیگری نیز برای گره‌های حسگری وجود دارد؛ این گره‌ها باید انرژی بسیار کمی مصرف کنند، در یک محیط با چگالی بالا (از نظر تعداد گره‌ها) کار کنند، قیمت تمام شده ان­ها ارزان باشد، قابل رها کردن در محیط و همچنین خودکار[2] باشند. بدون وقفه کار کنند و قابلیت سازگاری با محیط داشته باشند.  
به نظر می‌رسد که شبکه‌های WSNکلاس جدیدی از شبکه‌های مخابراتی را به ما معرفی کرده‌اند. این شبکه‌ها به ما این قدرت را می‌دهند که بفهمیم در یک محیط فیزیکی که حتی حضور انسانی ممکن نیست؛ چه می‌گذرد. این توانمندی مهم و منحصر به فرد با ترکیب قابلیت‌های حسگرهای الکترونیکی و فناوری‌های پیشرفته شبکه‌های مخابراتی حاصل شده است. البته پیشرفت‌های بیشتر در این حوزه منوط به انجام تحقیقات بیشتر مخصوصاً در حوزه استانداردسازی و مباحث اقتصادی است. هرچند امروزه تولید انبوه و ارزان‌قیمت تراشه‌های الکترونیکی ممکن شده­است؛ اما در حال حاضر برای تولید و ایجاد شبکه‌ای کم هزینه برای کاربرد‌های صنعتی وکشاورزی و نیز توسعه بازار تجاری ان به تلاش‌های بیشتری نیاز است.

شکل 1-2 انرژیمصرفیدر حالت­های مختلفشبکه­هایحسگربیسیمدرشبیه­سازیانجامشدهتوسط[NCTUns][3](از سمت چپ: حس کردن، پردازش، ارسال، دریافت، بیکار، خوابیده



[1]Time Division Multiple Access

[2]autonomous

Compatability by:
آخرین به روز رسانی سایت: سه شنبه, 22 اسفند 1391 - 00:26