شبکه های حسگر بی سیم
طاهره مصطفویدر۱۴۰۳/۲/۱۸
(سیارک) گره های حسگر بی سیم یک تکنولوژی چند منظوره برای دیده بانی و کنترل محیط دارند. با آنکه گره های حسگر کوچکتر و کم مصرفتر می شوند، هنوز هم مشکلی وجود دارد که بطور کامل برطرف نشده است: مشکل واحدهای منبع تغذیه است. روش های استانداردی وجود دارد که به اندازه ی کافی برای مصرف انرژی در دستگاههای موبایل و PDA مناسب هستند و نسخه ی بهبود یافته ی آنها را نیز می توان بر روی گره ی حسگر بیسیم نیز قرار داد.
این گره ها عموما قابلیت ارتباطات بی سیم و ایجاد خوشه ها را دارند و با نام شبکه های حسگر بی سیم خوانده می شوند (WSN ها). WSN قابلیت استفاده در خشن ترین محیط ها همانند محیطهای حادثه، آتش سوزی و سایر شرایط خطرناک را نیز دارند. همچنین شبکه های حسگر برای بررسی طولانی مدت محیط ، مناسب می باشند. تحقیقات زیادی چه در بخش های آکادمیک و چه در بخش های صنعتی در مورد مسائل موجود در این شبکه ها صورت گرفته است: مصرف انرژی، تراکم داده ای ، مسیریابی چند مرحله ای و میان افزارها . حتی اگر گره های حسگر کوچکتر و کم مصرف تر شوند و مسئله ی مسیریابی در شبکه های کوچک و بزرگ نیز حل شود، هنوز هم زمینه ای وجود دارد که بصورت کامل به آن پرداخته نشده است؛ تامین انرژی برای گره های حسگر کم مصرف. جریان ساکن PSU می تواند بیشتر از سایر مولفه های حسگر گره گسترش یابد. میکروکنترل ها و رادیوها دارای حالت کاهش انرژی هستند که زمانی که فعال می گردند می تواند جریان را تا کاهش دهند. ما به دنبال معماری هستیم که می تواند بصورت کارا(کار انداز) یک گره ی حسگر را ایجاد کند که دارای ولتاژ ثابت و جریانی بین تا ده ها و یا صدها میلی آمپر باشد (گره در حالت خواب). سناریوهای مصرف انرژی به همراه خصوصیات انرژی و نهفتگی قابلیت کنترل PSU مانند باتری ها را دارد.
پلتفرم های حسگر استفاده شده ی امروزی برای استفاده با منابع انرژی باتری مورد استفاده قرار گرفته اند. از آنجایی که باتری ها تکنولوژی مطلوبی برای ذخیره ی انرژی هستند، واقعیت عجیبی به نظر نمی رسد. سازندگان باتری به رقابت برای کاهش اندازه ی باتری به همراه افزایش میزان ظرفیت آنها می پردازند. تکنولوژی Saft باتری LM 33600 را ساخته است که در واقع یک باتری است. این باتری می تواند 10500 میلی آمپر با ولتاژ 30 ولت را داشته باشد و دارای قطری برابر 33.7 میلی متر و طول 61.5 میلی متر و وزن 116 گرم است. باتری های GP باتری هایی با قابلیت شارژ مجدد و در اندازه ی AA هستند که می توانند در ولتاژ 1.2 تا 2700 میلی آمپر را تحویل دهند و تا 1000 بار هم شارژ مجدد شوند. اگرچه این باتری ها می توانند حسگرهای شبکه را برای ماهها و یا سالها تغذیه کنند، اما نسبت به حسگرهای معمولی، اندازه ی بزرگی دارند و بصورت ناگهانی خالی می شوند. اما در بسیاری از موارد، اندازه ی حسگر خیلی مهم نیست و انتخاب این باتری های حجیم بسیار خوب است. بیشتر حسگرهای آکادمیک و تجاری در این دسته قرار می گیرند . اما روش های طراحی جالبی برای دستگاههای مصرف کننده باتری وجود دارد. یکی از این سیستم های شناخته شده Helimote از CENS که به باتری های NiMH و پنل خورشیدی برای صرفه جویی در انرژی مجهز شده است. پلتفرم دیگر DuraNode است که از ترکیبی از پنل های خروجی، توربین بادی و باتری های قابل شارژ استفاده می کند. اما پلتفرم MULLE که در این تحقیق از آن استفاده شده است، از منبع تغذیه و سلول های خورشیدی بزرگی که در این دو پلتفرم استفاده شده است، استفاده نمی کند. از آنجایی که این دو سیستم از سلول های خورشیدی بزرگ استفاده می کنند، دارای جریانی به اندازه ی 120 میلی آمپر هستند، این درحالی است که پلتفرمی که ما از آن استفاده می کنیم، یک دهم این مقدار و چیزی حدود 12 میلی آمپر جریان دارد. همچنین روش مورد استفاده ی ما دارای ظرفیت ذخیره سازی برابر با 2 F است، این درحالی است که دو روش گفته شده دارای ظرفیتی برابر 100 F هستند. هر دو روش Helimote و DuraNode از امواج رادیویی با قدرت پایین استفاده می کنند، اما MULLE از TCP/IP و بلوتوث برای بهینه سازی ارتباط با کامپیوتر، موبایل و PDA ها استفاده می کند.ترجمه itrans.ir
