بخشی از مقاله
چکیده
شبکه های حسگر در واقع تجمع تعداد زیادی از نودهای حسگر می باشند که در محیط پراکنده شده اند و با همکاری یکدیگر هدف خاصی را دنبال می کنند. نودها به هم نزدیک هستند و می توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و اطلاعات خود را در اختیار هم قرار دهند.
تفاوت های اصلی شبکه های حسگر با سایر شبکه ها عبارتند از اینکه :
1. منابع انرژی و پردازشی در آنها بسیار محدود است که موجب شده تا روش های مطرح شده جهت انتقال داده ها در سایر شبکه ها، در این شبکه ها قابل استفاده نباشند.
2. این شبکه ها باید بتوانند بدون زیر ساخت و به سرعت برقرار شوند، خودشان را سازماندهی کنند و بدون اعمال مدیریت خارجی بتوانند برای مدت مدیدی عمر کنند.
3. شبکه های حسگر بسیار وابسته به کاربرد هستند، به این معنی که کاربردهای مختلف، خصوصیات مختلفی را به شبکه دیکته می کنند. به طور مثال در کاربردهایی مثل بررسی زمین های کشاورزی باید صدها نود با بورد رادیویی بلند در حد 100 متر را در چندین هکتار زمین کشاورزی پراکنده نمود. ولی در کاربردهایی مثل نظارت بر سلامتی در بیمارستانها، باید نودهایی با برد رادیویی کوتاهتر در حد 10 متر را در محیط قرار داد.
-1-5بررسی ماژول سنسورها و مدار طرّاحی شده برای آن ها
سنسورهای طرّاحی شده دارای یک ماژول از خانواده ی Xbee pro می باشند که توسط شزکت Digi international عرضه شده است. این شرکت سازنده ی ماژول های رادیوفرکانسی IEEE 802,15,4 می باشد. این ماژول ها برای استاندارد IEEE 802,15,4طرّاحی شده اند و برای شبکه های سنسوری بی سیم کم مصرف با هزینه ی کم به کار می روند که در عین مصرف پایین توان، از قابلیت اطمینان انتقال اطلاعات بالایی بین تجهیزات برخوردارند.
-2-5 مدل سازی ریاضی سیستم
مطابق شکل 7-5 یک سنسور متحرک را در نظر بگیریم که بر روی یک مسیر دورانی به شعاع 15 متر با سرعت زاویه ای ثابت در حال حرکت است. موقعیّتاین سنسور بر روی محورهای مختصّات افقی و عمودی به ترتیب و در نظر گرفته می شود. شکل 1مشخصات: دکارتی سنسور متحرّک در این صورت، سرعت سنسور در دستگاه مختصات دکارتی به صورت زیر خواهد بود: و لذا شتاب سنسور به قرار زیر است: با توجّه به اینکه حرکت سنسوری که قرار است ردیابی شود به صورت تصادفی می باشد، لذا فعلاً شتاب را یک نویز سفید در نظر می گیریم:
-3-2-5 یافتن رابطه ی واریانس و فاصله
در مکان یابی با استفاده از فیلتر کالمن، واریانس اندازه گیری معمولاً ثابت فرض می شود به این ترتیب که یک مسیر مشخص توسّط سنسورمتحرّک طی می شود و داده ی مسیر جمع آوری می شود سپس، با محاسبه ی واریانس خطای اندازه گیری و قرار دادن آن به صورت یک مقدار ثابت در فیلتر کالمن، آنرا اجرا می نمایند شکل :3 رابطه واریانس مقادیر RSSI اندازه گیری شده بر حسب فاصله
-4-2-5 مدل سازی فرآیند
می توان مدل فرآیند در راستای محور افقی را به صورت شکل 12-5در نظر گرفت که شتاب در آن به دلیل تصادفی بودن حرکت سنسور متحرّک در حالت کلّی، به عنوان نویز سفید در نظر گرفته می شود. شکل :4مدل سامانه ی مکان یابی با در نظر گرفتن شتاب به عنوان نویز سیفید ، و را به عنوان متغیرهای حالت در نظر می گیریم،
در این صورت:
روابط فوق به صورت ماتریسی عبارتند از : به همین ترتیب می توان معادلات دینامیکی فرآیند را در راستای محور عمودی به دست آورد:
