صفحه محصول - پاورپوینت مقدمه ای بر شبکه های حسگر بی سیم

پاورپوینت مقدمه ای بر شبکه های حسگر بی سیم (pptx) 38 اسلاید

دسته بندی : پاورپوینت

نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد اسلاید: 38 اسلاید

قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :

مقدمه ای بر شبکه های حسگر بی سیم شبکه های حسگر بی سیم Wireless Sensor Networks شبکه های حسگر بی سیم : مجموعه ای از گره های حسگر که بصورت تصادفی در محل توزیع گشته تا میحیط یا اهداف مورد نظر را شناسایی و اطلاعات را دریافت ، ذخیره و پردازش و ارسال نمایند و برای اندازه ‌گیری گروهی برخی از کمیت‌های فیزیکی یا شرایط محیطی مانند دما، صدا، لرزش، فشار، حرکت یا آلاینده‌ها، در مکان‌ های مختلف یک محدوده کاربرد دارد. ذره میکا نمونه ای از یک گره هرگره بطور مستقل و بد و ن دخالت انسان کار میکند و نوعا از لحاظ فيزيكي بسيار كوچك است ودارای محدودیت هایی در قدرت پردازش, ظرفيت حافظه, منبع تغذيه, ... میباشد . این شبكه هاي حس گر نوعا تك منظوره هستند. کاربردها: پزشکی و درمانی: آموزش پزشکی و body sensor network نظامی و دفاعی:مانیتور کردن دشمن ، میدان مین هوشمند کشاورزی : مثلا در تنظیم آب و هوای گلخانه صنعتی و تجاری : تنظیم روشنایی سيستم هاي امنيتي تشخيص و مقابله با سرقت, آتش سوزي(درجنگل), سيستم هاي ردگيري, نظارت وكنترل وسايل نقليه و ترافيك, كنترل كيفيت توليدات صنعتي ساختمان گره هر گره شامل واحد حسگر/ كارانداز , واحد پردازش داده ها , فرستنده/گيرنده بي سيم و منبع تغذيه مي باشد . بخشهاي اضافي واحد متحرك ساز , سيستم مكان ياب و توليد توان نيز ممكن است بسته به كاربرد در گره ها وجود داشته باشد. واحد پردازش داده شامل يك پردازندة كوچك و يك حافظه با ظرفيت محدود است داده ها را از حسگرها گرفته بسته به كاربرد پردازش محدودي روي آنها انجام داده و از طريق فرستنده ارسال مي كند. واحد پردازش مديريت هماهنگي و مشاركت با ساير گره ها در شبكه را انجام مي دهد. واحد تامين انرژي, توان مصرفي تمام بخشها را تامين مي كند كه اغلب يك باطري با انرژي محدود است. محدوديت منبع انرژي يكي از تنگناهاي اساسي است كه در طراحي شبكه هاي حس/كار همه چيز را تحت تاثير قرار مي دهد. در كنار اين بخش ممكن است واحدي براي توليد انرژي مثل سلول هاي خورشيدي وجود داشته باشد در گره هاي متحرك واحدي براي متحرك سازي وجود دارد. مكان ياب موقعيت فيزيكي گره را تشخيص مي دهد. تكنيكهاي مسيردهي و وظايف حسگري به اطلاعات مكان با دقت بالا نياز دارند. يكي از مهمترين مزاياي شبكه هاي حس/كار توانايي مديريت ارتباط بين گره هاي در حال حركت مي باشد. ساختمان گره واحد فرستنده گيرنده ارتباط گره با شبكه را برقرار مي كند. واحد حسگر شامل يك سري حسگر و مبدل آنالوگ به ديجيتال است كه اطلاعات آنالوگ را از حسگرگرفته و بصورت ديجيتال به پردازنده تحويل مي دهد. واحد كارانداز شامل كارانداز و مبدل ديجيتال به آنالوگ است كه فرامين ديجيتال را از پردازنده گرفته و به كارانداز تحويل مي دهد. در كل با توجه به كاربرد مورد نظر و زمان نمونه برداري حسگر از محيط و توان مصرفي آن در مقايسه با ميكروكنترلر را در حالت CPU مركزي، مي توان دو معماري متفاوت براي عملكرد گره حسگر ارائه كرد . يكي از ا ين روشها اينست كه مارا فعال كنيم و در روش ديگر مي توانيم تغذيه حسگر CPU درآوريم و با دريافت اطلاعات با اهميت standby عادي به صورت را در حالت عادي قطع كنيم و زماني كه مي خواهيم از اطلاعات نمونه برداري كنيم تغذيه حسگر را فعال كنيم . اين عمل خصوصا در مواردي كه توان مصرفي بالاي دارد، كاملا ضروري ميباشد. اگر فرستنده-گيرنده هايي استفاده كنيم كه لايه Data Link را به صورت داخلي پشتيباني مي كنند و عمل تصحيح خطا و سريال و موازي كردن را خودشان انجام مي دهند، بار پردازشي CPU وپيچيدگي نر م افزار كاهش خواهند يافت ویژگی های شبکه معمولا یک WSN شامل تعداد زیادی از گره های حسگری چند کاربره ، کم توان و ارزان است که در مناطق مورد نظر مستقر شده است. این گره های حسگری اندازه کوچکی دارند اما با فرستنده و گیرنده های رادیویی و میکروپرسسورهای جاسازی شده و حسگرها مجهز شده اند، و بنابراین تنها دارای توانایی حس کردن نیستند ، بلکه توانایی های پردازش کردن اطلاعات و مخابره کردن را هم دارند.آنها در یک فاصله کوتاه و بوسیله واسط بیسیم با هم ار ت با ط برقرار می کنند وبرای انجام یک وظیفه مشترک با هم همکاری می کنند. ویژگی ها • تراکم : گره های حسگری معمولا به طور انبوه در یک حوزه مورد نظر، قرار گرفته می شوند. • باتری دار : گره های حسگری معمولا از باتری تعذیه می کنند. در بیشتر مواقع ، در مناطق نامساعد یا محیط های خطرناک مستقر می شوند ، جاهایی که تعویض و شارژ دوباره باتری ها غیر ممکن است. • ذخیره ، محاسبه و انرژی : گره های حسگری شدیدا در انرژی و محاسبات و ظرفیت ذخیره ، محدود هستند. • خود پیکربندی : معمولا گره های حسگری به طور تصادفی و بدون مهندسی و برنامه ریزی دقیق، مستقر می شوند. زمانی که مستقر شدند، گره های حسگری باید بطور خودکار خودشان را در یک شبکه ارتباطی، پیکر بندی کنند . ویژگی های شبکه • کاربری ویژه : معمولا یک شبکه برای کاربرد خاصی طراحی و پیاده سازی می شود. احتیاجات طراحی یک شبکه با تغییر کاربردش ، تغییر می کند . • اطمینان: گره های حسگری معمولا در محیط های نامساعد و خطرناک نصب می شوند و بدون مواظبت کار می کنند.آنها مستعد آسیب فیزیکی و خرابی هستند . • تغییر مکرر توپولوژی : توپولوژی شبکه به خاطر خرابی، آسیب دیدگی ، کاهش انرژی ،یا محو شدن کانال های گره ها ،به طور مکرر تغییر می کند . • نبود هویت سراسری : به خاطر تعداد زیاد گره های حسگری ، معمولا ساخت طرح آدرس دهی سراسری برای شبکه سراسری ممکن نیست زیرا می تواند منابع انسانی و اقتصادی زیادی را برای صیانت هویت بکار ببرد . • طرح ترافیک چند به یک Many - to - One Traffic Pattern در بیشتر کاربردهای شبکه های حسگری ، داده ای که توسط گره حسگری ، دریافت شده است از گره های حسگری منبع چندگانه به سمت یک انباره خاص sink جاری می شود؛ که یک طرح ترافیک چند به یک را ارائه می دهد. • افزونگی داده : به دلیل تراکم بالای آنها ، داده دریافت شده توسط گره های حسگری چندگانه ، معمولا سطح معینی از همبستگی و افزونگی دارد. تعاریف حسگر : وسيله اي كه وجود شيئ رخداد يك وضعيت يا مقدار يك كميت فيزيكي را تشخيص داده و به سيگنال الكتريكي تبديل مي كند. حسگر انواع مختلف دارد مانند حسگرهاي دما, فشار, رطوبت, نور, شتاب سنج, مغناطيس سنج و... كارانداز : با تحريك الكتريكي يك عمل خاصي مانند باز و بسته كردن يك شير يا قطع و وصل يك كليد را انجام مي دهد گره حسگر: به گره ای گفته مي شود كه فقط شامل يك يا چند حسگر باشد. گره كارانداز: به گره ای گفته مي شود كه فقط شامل يك يا چند كارانداز باشد . گره حسگر/كارانداز: به گره ای گفته مي شود كه مجهز به حسگر و كار انداز باشد . شبكه حسگر : شبكه اي كه فقط شامل گره هاي حسگر باشد. اين شبكه نوع خاصي از شبكه حس/كاراست. در كاربردهايي كه هدف جمع آوري اطلاعات و تحقيق در مورد يك پديده مي باشد كاربرد دارد. مثل مطالعه روي گردبادها. میدان حسگر/کارانداز : ناحیه کاری که گره های شبکه حس/کار در آن توزیع میشوند . چاهک: گرهی که جمع آوری داده ها را به عهده دارد. و ارتباط بین گره های حس/کار و گره مدیر وظیفه را برقرار مي كند . گره مدیر وظیفه : گرهی که یک شخصی بعنوان کاربر يا مدیر شبكه از طریق آن با شبکه ارتباط برقرار میکند. فرامین کنترلی و پرس و جو ها از اين گره به شبکه ارسال شده و داده های جمع آوری شده به آن بر میگردد شبكه حس/كار: شبكه اي متشكل از گره هاي حسگر و كار انداز يا حسگر/كارانداز است كه حالت كلي شبكه هاي مورد بحث مي باشد. تعاریف شبكه حس/كار: شبكه اي متشكل از گره هاي حسگر و كار انداز يا حسگر/كارانداز است كه حالت كلي شبكه هاي مورد بحث مي باشد . تعاریف ساختار خودكار : حسگر هايي كه يك رخداد يا پديده را تشخيص مي دهند داده هاي دريافتي را به گره هاي كارانداز جهت پردازش و انجام واكنش مناسب ارسال مي كنند. گره هاي كارانداز مجاور با هماهنگي با يكديگر تصميم گيري كرده و عمل مي نمايند. در واقع هیچ کنترل متمرکزی وجود ندارد و تصمیم گیری ها بصورت محلی انجام میشود . تعاریف ساختار نيمه خودكار: در اين ساختار داده ها توسط گره ها به سمت چاهك هدايت شده و فرمان از طريق چاهك به گره هاي كار انداز صادر شود.