Kablosuz sensör ağ uygulamaları için düğüm modülü tasarımı

Abstract

Günümüzde kablosuz sensör ağ uygulamaları gün geçtikte yaygınlaşmaktadır. Kablosuz sensör ağ için temel bileşen olan kablosuz sensör ağ düğümleri, kullanılacağı ağa göre; veri aktarım hızı, çıkış gücü, güç tüketimi gibi farklı özelliklerde bulunmaktadır. Bu tez çalışmasındaki ana hedef, yüksek çıkış gücünde bir sensör düğümü tasarlamak ve RF kanal anahtarlama yöntemi ile tipik bir veri aktarımı uygulaması gerçekleştirmektir. Tasarlanan kablosuz sensör düğümleri, donanımsal olarak benzer yapıda, fakat çalışma bakımından üç farklı rolde olacak şekilde tasarlanmıştır. Kablosuz sensör düğümlerinden ilki `verici` rolüne sahip sensör düğümüdür. Kendisine bağlı olan sensörden aldığı dijital veriyi, RF alıcı verici modülü ile GFSK modülasyonu kullanarak anten vasıtasıyla ilgili sensör düğümüne iletir. İletilen bu veriyi, diğer bir sensör düğümü olan `akıllı tekrarlayıcı` rolüne sahip sensör düğümü alır ve RF sinyali demodüle ederek veriyi doğrular. İkinci aşamada da göndermesi gereken veriyi RF ortamda ilgili sensör düğümüne gönderir. Bu noktada sensör düğümü, WiFi modem gibi diğer elektronik cihazlardan gelen RF sinyalin bozucu etkilerini azaltmak için, kablosuz iletim hattında tekrarlamış olduğu veriyi, RF kanalını anahtarlayarak farklı bir kanal üzerinden göndermektedir. Kablosuz sensör ağında bulunan diğer sensör düğümü de `alıcı` rolüne sahip sensör düğümüdür. Bu düğüm `Akıllı tekrarlayıcı` sensör düğümünden aldığı sinyali RF kanalı üzerinden alarak son kullanıcının uygulamasına hazır hale getirir. Bu yöntem sayesinde tüm kablosuz sensör ağında daha uzak mesafelerdeki veri alış verişi güvenli ve şeffaf bir şekilde gerçekleşmiş olacaktır.

In the present study, I have studied on establishing a wireless sensor network with sensor nodes designed as a part of this thesis. I have mainly focused on embedded design of wireless sensor nodes. Thesis wireless sensor network, designed to specify three main sensor nodes. There are three different nodes, they have basically same hardware however their role are differ from each other according to their responsibility within the sensor network such as one of the node is sensor transmitter, which receives and process the digital signal from sensors and modulate this digital data with FSK modulation technique and transmit RF signal to the air. Second one is an `intelligent repeater node`, which receives the RF signal from the `transmitter sensor nodes`, and decodes the RF signal corrected and demodulated then retransmitted. The intelligence is retransmitted RF signal switch between the channels to reduce node to node interferences which may caused by noise or RF signal from other electronic devices such as WiFi modems, handheld terminal, etc. The last sensor node is `receiver node`. Which receives the modulated RF signal from `intellinet repeater nodes` and finally demodulated sensor signal as the original one, ready for he and of user application. The whole wireless sensor network system is totally secure and transparent the user sensor data, with a benefit of range extension.