خلاصه

 

شبکه های بی سیم در محدوده ی شخصی برای انتقال اطلاعات در فاصله های نسبتآ کوتاه در ‏حدود 10 متر استفاده می شوند. بر خلاف شبکه های بی سیم محلی، ارتباط روی ‏WPAN‏ ها نیاز به ‏تجهیزات زیر ساختی کمی دارد و یا اصلآ به چنین تجهیزاتی نیاز ندارد. این خصوصیت راه حل هایی ‏ساده، کارآ از نظر مصرف انرژی و ارزان برای پیاده سازی روی محدوده ی وسیعی از دستگاه ها را فراهم ‏می کند. در این پروژه به مطالعه ی استاندارد ‏IEEE 802.15.4‎‏ برای انتقال اطلاعات در ‏WPAN‏ ها ‏با نرخ داده ی پایین پرداخته ایم. نرخ ارسال در این استاندارد حداکثر برابر ‏250 Kbps‎‏ می باشد که ‏برای نیاز های ساده ای مثل بازی های دوطرفه به اندازه ی کافی زیاد است و برای کاربرد هایی مثل ‏سنسور ها و اتوماسیون که به نرخ داده ی کمتری نیاز دارند قابل کاهش می باشد.‏

از ‏protocol stack‏ مربوط به شبکه های ‏LR-WPAN‏ تنها لایه های فیزیکی و دسترسی ‏چندگانه استاندارد نهایی شده اند. لایه های بالاتر شامل لایه  شبکه و لایه ‏Application‏ و برخی ‏ویژگی های امنیتی توسط ‏ ZigBee Alliance‎‏ مورد مطالعه می باشند. ‏ZigBee Alliance‏ از ‏گروهی از شرکت های تولید کننده ی نرم افزار و سخت افزار تشکیل شده که به دنبال راه حلی برای ‏برآوردن نیاز های بازار می باشد.‏‎ ‎گروه ‏ZigBee Alliance‏ توسط شرکت های ‏Honeywell, ‎Invensys, Mitsubishi, Motorola, Samsung‏ و ‏Philips‏ با شعار کنترل بی سیم آسان و با ‏هدف ایجاد ارتباط بی سیم با اطمینان، با قیمت پایین و مصرف توان کم برای کاربرد های کنترلی بر ‏طبق استاندارد های جهانی پایه گذاری شده است. هم اکنون 60 کمپانی دیگر به تولید کنندگان ‏دستگاه ها و نرم افزار های مربوط به ‏ZigBee‏ اضافه شده اند. ‏

‏ فناورى شبكه ى بي سيم حسگر و عملگر WSAN‎‏ فناورى نويني است كه پتانسيل خود را به ‏عنوان راه حلي ارزشمند در كنترل و پايش  بى درنگ در سطوح پايين اتوماسيون در كاربردهايي نظير ‏كارخانه ها و ساختمان هاي مسكوني به اثبات رسانده است.‏ WSAN‎‏ شامل شبكه اي از حسگرها و ‏عملگرها و نيز پردازنده مي باشد كه اطلاعات به صورت بي سيم بين آن ها تبادل شده و‎ ‎در پردازنده، ‏مورد پردازش قرار مي گيرد. اين فناورى به دليل داشتن ماهيتي توزيع شده، پتانسيل بالايي جهت ‏بكارگيرى در سامانه هاي كنترل توزيع شده دارد. در سامانه هاي كنترل توزيع شده عمليات حسگري، ‏عملگري و پردازش داده به صورت محلي صورت مي پذيرد. بدين ترتيب اين سامانه ها سرعت پردازش ‏بالاتري داشته و قابليت اطمينان بالاتري را فراهم مي آورند. در فصل بعدی يك سامانه ى كنترل بي ‏سيم توزيع شده بر پايه ي شبكه ى مش ‏ZigBee‏ ارايه مي گردد. اين الگوي كنترل بي سيم توزيع ‏شده، براساس افزودن قابليت هاي ارتباط بي سيم از طريق شبكه ى مش ZigBee‏ استوار بوده و از ‏قدرت پردازش بالاي ‏FPGA‏ و سرعت بالاي شبكه ى اترنت صنعتي بهره مي گيرد. يكي از مراحل ‏اجراي الگوي كنترل پيشنهادي، پياده سازي ‏ZigBee FPGA‏ و ‏ZigBee PLC‏ است كه  به آن ‏پرداخته مي شود.