دانلود پروژه رشته برق در مورد كاربردهای شبكه های حسگر یا سنسور – قسمت اول

دانلود پایان نامه

شبكه های حسگر می تواند مشتمل بر انواع مختلف حسگرهاباشد ، نظیر سنسور یا حسگرزلزله شناسی ، نمونه گیری مغناطیسی در سطح كم ، حسگر حرارتی ، بصری ، و مادون قرمز و حسگر صدابرداری و رادار ، كه می توانند محیطی متفاوتی عملیات نظارتی و مراقبتی را بشرح زیر انجام دهند :

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

  • حرارت ،
  • رطوبت ،
  • حركت وسایل نقلیه ،
  • فشار سنجی ،
  • بررسی و مطالعه تركیبات خاك
  • سطوح و یا وضعیت صدا
  • تعیین وجود و یا عدم وجود انواع اشیاء
  • تنش ها و یا استرس های مربوط به اشیاء و بالاخره
  • تعیین مشخصاتی نظیر سرعت ، مسیر و اندازه یك جسم ازدستگاههای حسگر می توان برای شناسائی دائمی و تعیین حوادث مختلف و كنترل موضعی دستگاهها استفاده نمود وجود این حسگرهای كوچك و ارتباط بی سیم آنها با یكدیگر كاربردهای جدیدی را در نواحی مختلف نوید می دهند .

ما كاربردهای آنها را به بخش های متعدد طبقه بندی كرده ایم ، مانند محیط زیست ، بهداشت ، منزل و مواردی كاربرد تجاری ، البته می توان این طبقه بندی رابیشتر بسط داد بطوریكه تقسیم بندی شامل موارد دیگری مثل كاوش های فضائی ، فرآیندهای شیمیایی و نجات افراد از فاجعه بشود .

شبكه های حسگر بی سیم كه كاربردهای نظامی دارند ،

می توانند جزء‌لاینفك عملیات فرماندهی نظامی ، كنترل امور ، مخابرات ، فعالیت های كامپیوتری ، امور جاسوسی و مراقبتی و سیستم های هدف گیری باشند . ویژگی های شبكه های حسگر كه شامل استقرار نصب سریع و كم خطا بودن آنها می باشد ، استفاده آنهارا در امور نظامی افزایش داده است چون شبكه های حسگر مبتنی هستند بر وسایل كوچك و فشرده وارزان قیمت ، لذا در صورتیكه این قطعات توسط نیروهای دشمن از بین بروند ، تهدیدی برای عملیات نظامی محسوب نمی شوند وبدین ترتیب شبكه های حسگر می توانند روش بهتری برای كنترل عملیات در میادین جنگ باشند .

بعضی از كاربردهای نظامی شبكه های حسگر عبارتند از :

  • نظارت بر نیروهای حودی و تجهیزات و وسایل ،
  • نظارت و كنترل فعالیت های میدان جنگ ،
  • شناسایی نیروهای دشمن
  • هدف گیری
  • تعیین و برآورد تلفات و خسارات احتمالی میدان نبرد
  • شناسایی حملات هسته ای ،
  • شیمیائی و میكربی

نظارت و مراقبت از نیروهای خودی و تجهیزات نظامی:

رهبران وفرماندهان ارتش می توانند وضیت نیروهای خودی و میزان تجهیزات نظامی در میدان جنگ را توسط شبكه های حسگر زیر نظر داشته باشند .هر گروه ، وسیله نقلیه و یا تجهیزات نظامی دارای حس گرهای كوچكی هستند كه وضعیت آنها را مدام گزارش می دهند این گزارشات در نودهای خاصی جمع شده و سپس به سر فرماندهی ارسال می گردند . اطلاعات خاصله همراه با سایر اطلاعات هریك از واحدها قابل ارسال به مقامات ذیصلاح نظامی در رده های بالارت می باشد نظارت برعملیات جبهه جنگ:

جاده ها و شاه راهها و نیز مناطق حساس

نظامی توسط توسط شبكه حسگر قابل پوشش هستند ، به طوریكه تمامی حركات و نقل و انتقالات نیروهای دشمن تحت نظارت كامل در می آید . به موازات عملیات و طرحهای جدید ، شبكه های حسگر هم در هرزمان و مكان استفاده برای كنترل عملیات جهبه می باشند .

شناسائی مناطق تحت اشغال نیروهای متخاصم :

از شبكه حسگر می توان برای شناسائی مناطق دشمن استفاده كرد و اطلاعات مفصل ارزشمندی از مناطق و موفقیت های نیروهای دشمن بدست آورد .

هدف گیری : از شبكه های حسگر می توان در سیستم هادی هدایتی تجهیزات هوشمند ارتشی به خوبی استفاده نمود. برآورد خسارات و تلفات جنگ :از شبكه های حسگر میتوان قبل از حمله و یا بعداز حملات هسته ، میكربی و شیمیایی : در جنگهای شیمیایی و میكروبی برای شناسایی عوامل شیمیایی و میكروبی باید در نزدیكی زمین به كشف آنها پرداخت ، شبكه های حسگر استفاده شده در نواحی خودی كه دارای سیستم اعلام خطر عوامل میكروبی و شیمیایی می باشد ، برای نیروهای خودی امكان واكنش سریع و پرهیز از خطرات آنها را فراهم می سازد و بدین ترتیب از میزان تلفات به مقدار چشم گیری جلوگیری می شود ونیز عملیات شناسایی بصورت مفصلی پس از حملات شیمیایی ، میكروبی و هسته ای صورت می گیرد .

برای مثال ، می توان عمل شناسایی جمله ، هسته ای را بدون در خطر قرار دادن تیم تحقیقاتی به تشعشعات هسته ای انجام داد .

انتخاب تكنولوژی حسگر برای نظارت بر محیط زیست

در این مقاله ما انتخاب تكنولوژی فوق را برای بكارگیری در شبكه های حسگر بی سیم شرح می دهیم ، كه میتواند برای نظارت وكنترل محیط زیست استفاده شود . وسایل فوق به شكلی مرتب جاسازی و توزیع شده اند و شامل تعداد زیادی وسایل حسگر چند كاره و هوشمند می گردد كه بصورت اتصالات بی سیم در مقیاس كوتاه به هم متصل شده اند . ویژگی های منحصر به فرد و كابردهای متعدد این وسایل مسائل حرارتی زیادی را دارد .

در این مقاله ما تكنولوژی شبكه حسگر را با توجه به ساختار و عملكرد و كاربر آن شرح می دهیم علاوه بر این ، دو موضوع مهم را در ارتباط با شبكه های حسگر بی سیم( پوشش و ارتباطات ) شرح خواهیم داد كه می تواند موضوع اصلی هر نوع كابر شبكه های حسگر بی سیم باشد و سرانجام ما نتیجه حاصله از یك نمونه تجربی از شبكه فوق را در ارتباط با كاربردهایی محیطی ارائه خواهیم داد .

آقای جیم شرح كاملی از انواع تغییرات ارتباطی كه ارتش در چند سال آینده با آن مواجه خواهد بود ، ارائه داده است . همانگونه كه او توضیح داده است ، این برنامه ها وابستگی ارتش را به دسترسی به طیف یا اسپكتروم فركانس رادیوئی افزایش خواهد داد .

البته دسترسی به اسپتكترون یا طیف چندان جدید نیست و وسایل ارتباطی برای دسترسی به آن رو به تكامل و بهتر شدن است به هر حال اسپكترون مناسب برای موبایل و ارتباطات بی سیم محدود به تكنولوژی و عمل فیزیك است ، به ویژه اسپكترون و یاطیف 200 مگاهرتز تا 3 گیگا هرتز ضروری است ، نه تنها از طرف سیستم های نظامی ، بلكه از جانب تعداد روز افزون خدمات و دستگاههای مدرن نظیر فون های بسل ، ای میل بی سیم ، ارسال صدای دیجیتال ، تلویزیون های با كیفیت عالی ، همگی نیازمند همان طیفی هستند كه وسایل پیشرفته نظامی محتاج آن می باشند. علاوه بر اینكه اداره دفاع متكی است به سیستم های اطلاعاتی بی سیم تقاضا برای كاربردهای غیر نظامی نیز روز افزون است و همان طور كه ملاحظه خواهید كرد ، ارتش فقط بخش كوچكی از این اسپكترون را به خود اختصاص داده است .

آنچه من شرح می دهم وضعیتی است كه در ایالات متحده وجوددارد ، مسئله در كشورهای ماوراء بحار و یا فراسوی دریاها به گونه دیگری است . وقتیكه ما در یك كشور دیگری هستیم ،‌خواه در حالت صلح و خواه در شرایط جنگ ، ما درمعرض الگوهای استفاده از اسپكتروم همان كشور هستیم . این امر در هر شرایطی صادق است. البته در كشورهای خارج هیچ تضمینی وجود ندارد كه اسپكتروم وجود داشته باشد حتی اگر وجود هم داشته باشد . وضعیت اداره و كاربرد آن طوری نیست كه فركانس های لازم از پیش و خود داشته باشد و بنابراین نیاز ما راتأمین نمی كند . لذا ما با یك سناریوی خوبی روبرو نیستم و با آنكه ما مجهزترین نیروهاه و قابلیت ها را دارا هستیم، این قابلیت ها و امكانات باوجود اسپكتروم می توانند ناكارآمد باشند .

ارتباطات نسل آینده حول محور این موضوع دور می زند چون اكس جی XG نه تنها استفاده موثر تری از اسپكتروم با طیف را ممكن می سازد بلكه بطور موثری قوانین و مقررات بازی را نیز تغییر می دهد و ما معتقدیم كه اكس جی نماینده ارتباطات نسل آینده است .

اكس جی متكی به منطقی است كه تصورات ما را درباره اسپكتروم به چالش می كشد تصور می شود كه اسپكتروم از لحاظ میزان تقاضا بر مقدر ثابت عرضه برتری دارد ولی ما از زاویه دیگری به اسپكتروم می نگریم آنچه مشاهده می كنیم یك سیستم فعال است ، سیستمی كه در آن استفاده از اسپكتروم در هر لحظه دچار تحول می شود ، همان طور كه شما هم شاهد آن هستید ، طبق برآوردهای اولیه ما ، به طور متوسط فقط 2 درصد از اسپكتروم در ایالات متحده استفاده نمی شود .

با آنكه تمامی اسپكتروم برای استفاده وجود دارد . در كشورهای خارج این درصد استفاده از اسپكتروم كمتر از این هم است .

اگر این امر درست باشد ، این سئوال فنی پیش می آید كه آیا آن قسمت از اسپكتروم استفاده نشده می تواند در صورتیكه سایر سیستم ها با ما تداخل نكنند ، مورد استفاده ما واقع شود یا خیر . برای پاسخ به این سئوال ، برنامه اكس جی XG چها رتكنولوژی كلیدی را توسعه داده است .

اول اینكه باید وسایل حسگر طیفی یا اسپكتروم فشرده و كم قدرت را با همراه با سیستم های فعال اكس جی جاسازی می كنیم استفاده از نوع با قدرت كم كلید اصلی استفاده موثر و فراوان از اسپكتروم است .

دوم اینكه ما باید استفاده از اسپكتروم را با طبقه بندی علائم یا سیگنال هائی كه ما حس می كنیم قادر به درك آن هستیم و می توانیم با آنها هم زیستی داشته باشیم ، مشخص نماییم .

  • آیا برای سیستم های نظامی قابل استفاده است ؟
  • آیا برای تلویزیون میتواند استفاده شود ؟
  • چه تكنولوژی پایه را نیاز دارد ؟
  • آیا فركانس ، زمان و یا فضای كه برای استفاده موجود است ؟
  • برای هر دو این تكنولوژی ها ما اقدام به تهیه برنامه های جنگ الكترونیكی كرده ایم نظر ولف پاك كه قبلاً آقای جیم در مورد آن توضیح داده است .

سوم اینكه تكنولوژی اكس جی ، كه ما در حال توسعه آن می باشیم عبارت است از قابلیت واكنش در برابر سایر كابرهای اسپكتروم از طریق انتخاب و هماهنگ كردن فركانس ها ، پهنای باند انتشار كدها و غیرو .. هدف این است كه سیستم اكس جی را بصورتی طراحی می كنیم كه بدون امكان مداخله از طرف سایر كاربرها قابل استفاده باشد ما امكان دسترسی و كنترل را به شیوه ای همگن خواهیم ساخت كه حد وسیعی از امواج فیزیكی را حمایت یا ساپورت كند و به بهترین وجه ممكن از امیتازات هر كدام استفاده شود . سایرین می توانند این كار را ادامه و توسعه دهند و طرحهای فیزیكی خاص خود ایجا د نمایند .

بعداً در این برنامه ، ما نگاهی خواهیم داشت بر اشكال موجی اصلاح شده اكس جی كه می تواند از قابلیت های اكس جی از طریق اشكال موجی غیر دائم استفاده نماید و سرانجام اینكه لازم است .

اكس جی برای تغییرات استفاده از اسپكتروم از طریق ایجاد هماهنگی ، توسعه انتشار طرحهای جدید استفاده از اسپكتروم تنظیم وهماهنگ نماییم این تغییرات می توانند از طریق استفاده از رادار در منطقه ایجاد شود و یا اینكه ممكن است از طریق دستگاههای موبایل جدید به منطقه وارد شود و یا اینكه ممكن است در اثر حركات شبكه اكس جی و رو به رو شدن با یك محیط جدید به وجود بیاید .

با ادغام و یكپارچه كردن عملكرد فركانس در فعالیتهای شبكه ، ما می توانیم یك جبه ای را ایجاد كنیم كه در آن شبكه ها بتوانند پروتكل های متداول استفاده از اسپكتروم را شناسایی و هماهنگی و مدیریت یا كنترل نماید. این عملیات بصورت مستقل و خودكار صورت خواهد گرفت . نظر به اینكه شبكه ها متكی به اسپكتروم از پیش تعین شده نیستند لذا مقدار اسپكتروم لازم برای كاركاهش می یابد و من براین عقیده ام كه این اقدام می تواند ماهیت ارتباطات جبه را تغییر دهد آنچه ما را در ارتباط با اكس جی مشاهده می كنیم چیزی نیست جز نسل جدید از شبكه رادیویی هوشمند و آگاه كه از تمام منابع و امكانات خود حداكثر استفاده را مینماید . شما برای یك لحظه یك جبه یا میدان جنگ مدرن را برای خود مجسم كنید همراه با وسایل نقلیه ، سپاه و وسایل دیده بانی مخصوص ، دستگاه های رادار ، حس گرها و دستگاههای حساس كنترل از راه دور كه همگی در آن جبهه وجود دارند . امروزه چیزی در حدود 8000 شبكه های مجزا وجود دارد كه به طور همزمان كار می كنند و هریك از آنها اسپكتورم و یا طیف خاص خود را دارند .

در ارتباط با Xg ها نسل جدیدی از اینترنت بیسیم را خواهیم داشت كه می تواند به سادگی از طریق یك رادیو و یا وسیله مخابراتی قابل استفاده باشد .

این شبكه می تواند سایر سیستمهایی كه در منطقه كار می كنند را شناسایی كند . این شبكه به طور اتوماتیك وسایل حسگر و یا هر شبكه دیگری را جانمایی و هماهنگ می كند . و آنها را با فركانسهای مناسب و مخصوص خود شناسایی می نماید .

همچنان كه نیروها و یا سایر شركت كنندگان تماس برقرار می كنند سیستم XG به صورت خودكار همه چیز راكنترل مینماید همچنان كه شما خواهید دید وقتی كه دو شبكه موبایل برروی هم قرای می گیرند .

یكی از آنها به طور خودكار و بدون قطع شدن به یك فركانس جدید دیگری منطبق می شود .

گروه ها و افراد ، وسایل نقلیه ، رادار و رادیوهایی مختلف و تمامی قسمتهای جنگهای مدرن می توانند بدون قطع شدن استفاده از اسپكتورم خاص خود را سازماندهی كنند . برای مثال وقتی یك رادار یك شبكه موبایل را روشن می كند شبكه مذكور استفاده از طیف یا اسپكتورم خود را تنظیم می كند به طوری كه از دید سیستم رادار مخفی می ماند و هیچ نیازی به طراحی از قبل وجود ندارد و هر چقدر فركانسهای رادیویی بیشتری را ما مورد استفاده قرار دهیم نتایج بهتری را بدست می آوریم .

بنابراین این برنامه حسگر را همراه با سیستمهای مخابراتی مورد توجه و بحث قرار می دهد .

حال چگونه ما می توانیم به سرعت از این پیشرفت ها استفاده نمایئم ما انتظار داریم XG از طریق یك سری از مراحل به تدریج تكامل یابد . در ابتدا ما بیشتر تأكید داریم بر قابلیت های درون شبكه ای و نیز متمركز هستیم بر مدیریت و اجرای بهتر اسپكتروم در داخل شبكه های همگن .

این امر می تواند برای تكنولوژی جدید ما مثل سیستم هشدار دهنده از موقعیت كه واحد عملیاتی كوچكی است ، مفید باشد . با تكامل و توسعه هر چه بیشتر این تكنولوژی و كاربردهای بیشتر اكس جی ، استفاده از آن برای هماهنگی فعالیت های درون شبكه ای بسیار ضروری است .

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

با فرمت ورد

Leave a comment