طراحی و پیاده‌سازی سخت‌افزاری لایه فیزیکی نوری برای کاربرد در شبکه حسگر بی‌سیم

شبکه حسگر بی‌سیم متشکل از گره‌های ارزان، چندکاره و با اندازه کوچک هستند که می‌توانند عملیات حس کردن محیط، جمع‌آوری و پردازش داده و برقراری ارتباط را انجام دهند. امروزه با توسعه ارتباطات بی‌سیم، به نرخ‌داده بالاتری به‌ویژه برای کاربردهای چندرسانه‌ای نیاز است. ارتباطات بی‌سیم نوری (owc) می‌تواند نرخ داده بالاتر و ارتباطی بسیار امن نسبت به ارتباط رادیوئی فرکانس بالا فراهم کنند و در کاربردهایی مانند ارتباطات نوری زیر آب بسیار مفید می‌باشد. در این مقاله یک شبکه حسگر بی‌سیم با توانایی انتقال داده به‌صورت نوری طراحی و ساخته شده‌است. قسمت‌های مختلف گره حسگر طراحی شده، به‌صورت عملی آزمایش می‌شود و سپس پارامترهای ارتباط نوری اندازه‌گیری خواهد شد. همچنین یک پروتکل دسترسی به رسانه مناسب شبکه حسگر بی‌سیم نوری مناسب ارائه می‌گردد. در شبکه حسگر بی‌سیم نوری طراحی شده، همه بخش‌های گره و سرخوشه ماژولار هستند بدین معنی که می‌توان فرستنده، گیرنده و حسگرها را دوباره طراحی و جایگزین کرد. نتایج آزمایش نشان می‌دهد که بیشینه فاصله انتقال داده با نرخ داده 300 و 600 بیت بر ثانیه برابر 18 متر با نرخ خطای بیتی صفر درصد و 21 متر با نرخ خطای بیتی 10 درصد می‌باشد.

Design and Hardware Implementing of Optical Physical Layer for Wireless Sensor Network Applications

Wireless sensor network (WSN) consists of some small and cheap nodes which could communicate together, process gathered data, and sense the environment. Today’s developments in wireless communication systems, causes higher data rate for multimedia applications. The optical wireless communication (OWC) can provide higher data rates and more secured communication links rather that radio frequency (RF) technology for some applications such as underwater communications. In this paper, the optical technology is employed for data transmission in WSNs. An optical wireless sensor network (OWSN) is realized based on sensor nodes and cluster head (CH). Different hardware parts of designed sensor boards are evaluated and the optical communication parameters are measured. An optimized media access control protocol called VMAC is presented. In the proposed OWSN, both nodes and CH are modular. The experimental results show that the maximum transmission distance for 300bps and 600bps baud rates are 18m with 0% BER and 21m with 10% BER, respectively.