Enerji verimli ve düşük maliyetli sensör ağlarının ISM bandı FSK alıcı vericiyle tasarlanması

Kazım Evecan

doi:https://doi.org/10.16984/saufenbilder.67828

Makale detayları

Enerji verimli ve düşük maliyetli sensör ağlarının ISM bandı FSK alıcı vericiyle tasarlanması

Yazarlar:

Kazım Evecan

Ana Başlıklar:

Uygulamalı fizik

Dergi:

Sakarya University Journal of Science 2016 Vol.20 Issue 2, pp.121-132

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

7/2016

Belge Dili:

Türkçe

Document ID (Org No.):

2000558601

DOI:

https://doi.org/10.16984/saufenbilder.67828

Özet:

 


Safe wireless link and long battery life are indispensable feature for a portable and outdoor used device with build-in sensors. For this purpose, duty cycling, ultra-low power electronics design, dynamic power management, wireless network architecture and medium access control concepts in the design are explained in detailed.  In this work, an ultra-low power wireless sensor network is designed with 4cmx4cm size and light weight nodes sending once every three minutes 115.2 kbps 5 byte package that have up to 131.25 year battery life time in theory with 3V (2x1.5V) 1000mAh battery. 868 and 915 MHz programmable 115.2 kbps ISM band FSK RF transceiver with a low power wake-up scheme is utilized for low cost unlicensed-used wireless sensor networks designed with Back Inverted F Antennas with 100m communication range for outdoor applications and 25m for indoor applications. Sensor node requires 0.5 uA, 2.5 mA, 0.8 uA, 14.6 mA and 25mA during sleep, measurement, sniff, receive and transmit mode respectively @ 868 MHz with 3V battery. The sensors has temperature compensation feature with -40-85 °C working range. 

.

 


Güvenilir kablosuz link ve uzun batarya kullanım süresi, taşınabilir ve açık alanda kullanılan sensörlerle donatılmış elektronik devrelerde vazgeçilmez bir unsurdur. Bu amaçla, tasarımda kullanılan görev periyodu yöntemi, çok düşük güç tüketen elektronik devre tasarımı, dinamik güç yönetimi, kablosuz ağ mimarileri ve ortam erişim kontrolü konuları detaylı olarak açıklanmıştır. Bu çalışmada, çok düşük güç tüketen kablosuz sensör ağı, 115.2 kbps 3 dakikada bir kez 5 bayt veri paketi gönderen, 3V (2x1.5V) 1000 mAh pille teorik olarak 131.25 yıla kadar pil ömrüne sahip, 4cmx4cm boyutlu hafif sensörler aracılığıyla tasarlanmıştır. Yazılım tabanlı düşük güç tüketen uyanma yöntemiyle, 868 ve 915 MHz programlanabilen 115.2 kbps endüstriyel bilimsel medikal bandı frekans kaydırmalı kodlama (FSK) RF alıcı verici, düşük maliyetli lisanssız sensör ağlarında, açık alan ve kapalı ortam uygulamalarında 100m ve 25m iletişim mesafesi sağlayacak şekilde Geri Ters F Anten kullanılarak tasarlanmıştır. Sensör, 868 MHz’de 3V batarya ile 0.5 uA, 2.5 mA, 0.8 uA, 14.6 mA ve 25 mA uyku, ölçme, ağdaki trafiği algılama, veri alma ve veri gönderme modunda akım gerektirmektedir. Sensörler -40-85 °C arasında sıcaklık artış ya da azalışından dolayı oluşan değişimleri tolere edip veri iletişiminde sorun olmadan çalışacak şekilde tasarlanmıştır.

.

Makale detayları

Enerji verimli ve düşük maliyetli sensör ağlarının ISM bandı FSK alıcı vericiyle tasarlanması

Yazarlar: Kazım Evecan

Ana Başlıklar: Uygulamalı fizik

Dergi: Sakarya University Journal of Science 2016 Vol.20 Issue 2, pp.121-132

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 7/2016

Belge Dili: Türkçe

Document ID (Org No.): 2000558601

DOI: https://doi.org/10.16984/saufenbilder.67828

Sayı

Yazarlar:

Kazım Evecan

Ana Başlıklar:

Uygulamalı fizik

Dergi:

Sakarya University Journal of Science 2016 Vol.20 Issue 2, pp.121-132

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

7/2016

Belge Dili:

Türkçe

Document ID (Org No.):

2000558601

DOI:

https://doi.org/10.16984/saufenbilder.67828