ساخت حسگر های اندیشمند RF

ساخت حسگر های اندیشمند RF – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه کامپیوتر

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

NASA  و ایده ساخت حسگر های اندیشمند RF

شبکه‌های حسگر بی سیم با هزینه پایین ارائه شده توسط NASA می‌توانند تغییرات محیطی را تشخیص داده  و در پاسخ به مورد تشخیصی  اقدامات مقتضی را اعمال نمایند. اکنون RFID  بگونه‌ای تعدیل گردیده است که این شبکه‌ها را بگونه‌ای موثرتر از قبل مطرح ساخته است.

۴ اکتبر ۲۰۰۴، کارل مارکس بیان می‌نماید که، «کار فیلسوف به جای تفسیر دنیا به شیوه‌های گوناگون، این است که جهان را تغییر دهد». در خلال۷ سال گذشته، کوین ای دلین از NASA درمورد شبکه های حسگر فکر یکسان با ایده فوق را داشته است.

دلین کار خود در مورد پروژه وب های حسگر در آزمایشگاه رانش جت NASA در کالیفرنیا، جائیکه گروهی متشکل از ۸ مهندس بر روی نسل جدیدی از شبکه های حسگر بی سیم کار می‌کنند، را شروع کرده و خود نیز نسبت به اداره این پروژه اقدام نموده است. بر خلاف شبکه های حسگر بی سیم معمول، که از حسگر هایی برای کشف تغییرات محیطی و ارسال گزارش به یک سیستم کنترل بیرونی استفاده می‌کنند، وب حسگر می‌تواند داده ها را از طریق شبکه به اشتراک بگذارد  و از ویژگی هوشمندی آن استفاده کند تا مستقیما بر روی هرگونه تغییرات کشف شده عملیات مربوطه را انجام دهد.

ساخت حسگر های اندیشمند RF

تاکنون وب حسگر در نقش یک کنترل کننده  به کار رفته و بر این اساس مفهوم اصلی این تکنولوژی توانسته است تا معتبر بودن آن را  ثابت نماید. اکنون گروه قصد دارد کار را با آزمایش هایی شروع کند که بر اساس آنها شبکه های وب حسگر نه تنها قادر باشند تا محیط اطراف خود را کنترل کنند بلکه می‌توانند واکنش مرتبط را نیز به محیط پیرامون خود اعمال دارند. بر این اساس دلین اذعان می‌دارد که ” باید هنگام بکارگیری هرچیزی که به طور خودکار شرایط محیطی را تغییر می‌دهد بسیار مراقب باشید، اگر چه کار تکنولوژی دقیقا انجام همین مهم است”.

ساخت حسگر های اندیشمند RF

در یک آبگیر دارای قابلیت آبگیری مجدد واقع در غرب تاکسون،گروه دلین ۱۶ پوسته را در یک وب حسگر قرار دادند تا حر کت آب در سطح آبگیر را اندازه گیری نموده و در نتیجه نفوذ آب به زمین را بررسی کنند. حسگر ها در هر پوسته دمای هوای محیط، رطوبت نسبی و سطح نور را اندازه می‌گیرند. به علاوه، پوسته های داخل این آبگیر به یک حسگر دمای خاک (در سطح) و دو حسگر رطوبت خاک، یکی دفن شده در زیر سطح و دومی‌دفن شده در عمق نیم متری(۱٫۵ پا)، مجهز شده اند. این حسگر های خاک بوسیله اتصال هایی به پوسته ها متصل شده اند و به پوسته ها اجازه می‌دهند بر روی سطح آب باقی بمانند تا بتوانند به برقراری ارتباط بی سیم ادامه دهند.

اعضای تیم وب حسگر ناسا- دیوجانسون و کوین دلین محفظه‌ای را برای استقرار سیستم در منطقه آبگیر حوزه غرب توسان، آریز، آماده می‌کنند

بر این اساس باید از این اقدام و افرادی و نهادهای مشارکت کننده در این طرح – دانشگاه آریزونا و آب تاکسون (سازمان آب شهر) – تشکر نمائیم. اکنون راهی وجود دارد که می‌توان فعالیت در این آبگیر واقع در ۲۰ مایلی خارج از شهر را کنترل کرد و NASA این امکان را دارد که توانایی وب حسگر برای کشف تغییرات یک محیط را آزمایش کند – نظیر حرکت آب داخل و بیرون از آبگیر – که با سرعت قابل پیش بینی و قابل اندازه گیری رخ می‌دهد. همچنین از نتایج وب حسگر به عنوان بررسی حقیقت-زمین در مقابل اندازه گیری های از راه دور توسط ماهواره های در حال گردش استفاده می‌شود. (NASA برای بررسی درستی مشاهدات ماهواره، یافته ها در مورد اشیاء خاکی که از زمین بدست آمده، همراه با یافته هایی که بطور همزمان بوسیله ماهواره ها بدست آمده‌اند را مقایسه می‌کند).

ساخت حسگر های اندیشمند RF

پوسته ها با استفاده از اجزاء رادیویی استاندارد که از ا بازار تلفن بیسیم تهیه شده بود به برقراری ارتباط بی‌سیم می‌پردازند. از آنجا که هر پوسته با سرعت MHz900 عمل می‌کند، می‌تواند در محدوده خود را تا ۱۰۰ ها متر به پوسته های دیگر انتشار دهد و بدین ترتیب داده ها در شبکه توزیع می‌شوند. اینکه توزیع چه زمان و چگونه رخ می‌دهد، به پارامتر های هر کاربری مشخص شده بستگی دارد؛ مثلا یک پوسته می‌تواند به گونه ای شکل بگیرد که داده ها را هر ۵ دقیقه یکبار به هر یک از پوسته های موجود در محدوده ارسال کند. علاوه بر آن، پوسته های دریافت کننده مشخصی می‌توانند با استفاده از اتصال اینترنتی دسترسی به نقاط را برای کاربر نهایی فراهم کنند، بگونه ای که اطلاعات بر روی یک وب حسگر، خارج از پوسته ها، از طریق ورود داده‌ها بوسیله اینترنت بر یک کامپیوتر یا مهندس کنترل شوند. همچنین یک وب حسگر می‌توانست از طریق ارتباط و اتصال یکسان و مشابهی کنترل شود یا تغییر یابد.

اما هدف یک وب حسگر تنها این نیست که داده ها را جمع آوری کند و آن را به کسی که بر روی داده ها کاری انجام می‌دهد ارسال کند. بلکه، هدف نهایی یک وب حسگر این است که داده های جمع آوری شده  توسط حسگر های خود را بررسی کند و پاسخ لازم را بدهد. آگاهی و هوشمندی قرار داده شده در سیستم عامل شبکه حاکی از آن است که می‌تواند بدون نیاز به ارتباط با هر کاربر نهایی یا سیستم کنترل عمل نماید.

دلین بیان می‌کند که ” قاعده اصلی وب حسگر این نیست که تنها به کاربر خود – یک کامپیوتر یا مهندسی که خارج از وب حسگر است – گزارش بدهد. برخلاف شبکه های حسگر بی سیم معمولی، در یک وب حسگر، هر پوسته کلیه داده ها را با بقیه شبکه به اشتراک می‌گذارد. اگر شبکه احساس کند که همه چیز خوب به نظر می‌رسد، تنها به کنترل کردن ادامه می‌دهد. اما اگر، باید اقدامی‌انجام شود، دستورات لازم از داخل خود وب حسگر ارائه می‌شوند. سیستم عامل شبکه می‌تواند وب را به گونه‌ای کنترل کند که رفتارهای مشخص،  موجب پاسخی از طرف شبکه شوند، اما هدف اصلی  ورودی، تنها این است که داخل وب را نگاه کند.”

پوسته وب حسگر در باغ گیاهشناسی هانتینگتون بواسطه آبیاری ناحیه مجاور با گل و لای پوشیده شده است و لبه آنتن نیز بوسیله حیوان کوچکی جویده شده است.

ساخت حسگر های اندیشمند RF

از آنجائیکه هر پوسته در شبکه تمام داده ها و آگاهی را به کمک یک ساختار توزیع شده و غیر متمرکز به اشتراک می‌گذارد، وب حسگر می‌تواند هنگام از کار افتادن یک پوسته باز هم به کار خود ادامه دهد.حتی پوسته ها می‌توانند نواحی که سیگنال ها به دشواری در آنها عبور می‌کند را هم تحت پوشش قرار دهند، نظیر ساختمان ها و دیگر ساختار هایی که فلزات و مایعات زیادی در آنها به کار رفته است،زیرا آنها به صورت شبکه مستقر شده اند به طوری که یک پوسته معمولا به ۴ یا تعداد بیشتری از پوسته‌های دیگر پخش می‌شود. در حقیقت اگر اتصال بین دو پوسته با یک سازه فلزی مسدود شود، داده ها با به اشتراک گذاشتن اطلاعات با دیگر پوسته ها، می‌توانند موانع را پشت سر گذارند.

با توجه به این که پوسته ها می‌توانند به طور خودکار طی مسافت های قابل توجهی ارتباط برقرار کنند، دلین معتقد است که زمانی که صرف نصب یک وب حسگر می‌شود به طور طبیعی محدود به زمانی می‌شود که به هر حوزه دیگر در هر پوسته برسد و برای ذخیره سازی مکان فیزیکی پوسته جهت بازیابی اطلاعات مورد استفاده قرار گیرد. با وجود آنکه پوسته ها می‌توانند با یک دریافت کننده GPS به کار روند تا مکانشان را مشخص کنند و نیاز به ترسیم مکان را از بین ببرند، دلین معتقد است که هزینه و نیروی لازم برای یک دریافت کننده GPS سبب می‌شود که  GPS همواره یک گزینه ماندگار نباشد.

دلین از ابتدا در پی آن بود که شبکه های حسگر با محاسبات تجاری قابل قبول و از قطعات سخت افزاری حسگر ساخته شوند تا چنین تجهیزاتی از هزینه پایین تر و توسعه منابع بازار تجاری گسترده سود ببرد. لین می‌گوید” ما از سخت افزار استاندارد استفاده می‌کنیم، اما در عین حال نسبت به ایجاد نرم افزار و پگیج‌های مربوطه اقدام می‌کنیم. پ

یشرفت های بوجود آمده در ارتباطات از راه دور و محاسبه بازارها موجب ارزان تر شدن و قدرتمند تر شدن هر ۱۸ ماه یکبار میکرو کنترلرها ^_ تراشه های پردازشی کوچکی که برای کار با داده های محدود یا خاصی ساخته و طراحی شده اند ^_ و دیگر اجزای مربوطه می‌شود. تولید کنندگان بزرگ تراشه اجرای قانون مور را راحتر کردند.” هزینه یک پوسته وب حسگر به حسگر های مورد نیاز بستگی دارد”، اما دلین بر این عقیده است که می‌توان هزینه را تا چند ۱۰ دلار برای هرکدام کاهش داد.

اکنون RFID در برنامه او بصورت هماهنگ به کار گرفته شده است. دلین می‌گوید ” از آنجا که استطاعت استفاده از تکنولوژی RFID در حال افزایش است، این تکنولوژی می‌تواند به زیرمولفه‌های  وب حسگر تبدیل شود.”

با وجود آنکه وب های حسگر در مراحل اولیه حیات خود هستند،دلین عقیده دارد استعداد چنین شبکه هایی برای کمک به کنترل محیط ها  و فرآیند های صنعتی بسیار بالا است. به گفته دلین ” وب های حسگر اکنون در جایی هستند که کامپیوتر های شخصی در سال ۸۱ یا ۸۲ بودند. امروزه آنها می‌توانند کارهای نسبتا ساده ای را انجام دهند، اما هنوز برای توسعه، کارهای زیادی است که می‌توان آنها را انجام داد. به جای این پرسش که در مدت ۵ سال این سیستم در کجا می‌تواند مستقر شوند،احتمال دارد حالتی پیش بیاید که بپرسیم که این سامانه در کجا نمی‌تواند مستقر شود.