Hassan Ghasemzadeh و همکاران [۵۵]
جدول ۲-۷: لیست کارهای انجام شده
۲-۸ نتیجه گیری
در این فصل تحقیقات انجام شده در زمینه تحمل خطا برای سیستمهای پوشیدنی مورد بحث و بررسی قرار گرفت. متأسفانه با توجه به اهمیت موضوع، مشخص شد که در این زمینه تحقیقات اندکی صورت گرفته است. این درحالیست که در محاسبات پوشیدنی نیاز به یک چارچوب تحمل خطا ضروری است. لذا در فصل سه یک چارچوب تحمل خطا برای محاسبات پوشیدنی ارائه می شود.
( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
فصل سوم
معماری پیشنهادی
۳-۱ مقدمه
عملکرد صحیح سیستمهایی که بر مبنای آنها تصمیم گیریهای حیاتی صورت میگیرد ضروری است. محاسبات پوشیدنی گونه ای از این سیستمها هستند که امروزه نقش بسیار مهمی را در کاربردهای گوناگون و حساس از قبیل حوزه سلامت ایفا می کنند. به عنوان مثال خطای این سیستم برای سالمندی که به علت کهولت سن تنها زندگی می کند، غیر قابل جبران است به حدی که این خطا می تواند منجر به وقوع حوادث ناگواری شود. در فصل دوم مشخص شد که با وجود اهمیت موضوع تحملپذیری محاسبات پوشیدنی در برابر خطا، در این زمینه تحقیق زیادی صورت نگرفته است. از اینرو با مطالعه کارهای دیگران و بررسی معماریهای موجود، در این فصل یک معماری ارائه می شود. محاسبات پوشیدنی با محدودیتهای فراوانی از قبیل محدودیتهای منبع، مواجه هستند. بنابراین در معماری ارائه شده به منظور غلبه بر محدودیتهای مذکور، از محاسبات موبایل و محاسبات ابری استفاده می شود. عملکرد صحیح سیستمهای استفاده کننده از این معماری، یک چالش است. برای حل چالش ذکر شده نیاز به یک چارچوب تحمل خطا برای این معماری است، که این چارچوب تحمل خطا در این فصل ارائه می شود.
۳-۲ معماری پیشنهادی
با مطالعه کارهای انجام شده و بررسی معماریهای ارائه شده در رابطه با محاسبات پوشیدنی نیاز به وجود یک معماری جامع، احساس می شود. معماری که بتواند نواقص معماریهای پیشین را برطرف سازد. همچنین بتواند تمام معماریهای پیشین را پشتیبانی کند، به بیانی قادر به انجام وظایف معماریهای پیشین باشد. از اینرو با توجه به نقاط ضعف و قدرت معماریهای ارائه شده، در این بخش یک معماری تحملپذیر در برابر خطا برای محاسبات پوشیدنی ارائه می شود. این معماری از سه فناوری محاسبات ابری، محاسبات سیار و محاسبات پوشیدنی بهره میبرد. شکل ۳-۱ معماری پیشنهادی را نشان میدهد، که ترتیب لایه ها در این معماری بیانگر این است که هر لایه خدماتی را از لایهی پایینی خود میگیرد.
محاسبات پوشیدنی[۴۳]
محاسبات موبایل[۴۴]
محاسبات ابری[۴۵]
شکل ۳-۱: یک معماری پیشنهادی برای محاسبات پوشیدنی
این معماری سه لایهای در ادامه توضیح داده می شود. لایهی محاسبات پوشیدنی بالاترین لایه در این معماری است. این لایه شامل گرههای بدن[۴۶] و ارباب[۴۷] است. Body Node اطلاعات بدست آمده از بدن جاندار را میگیرد و به Master Node میفرستد. ممکن است سنسورهای تعبیه شده در Body Node پردازشی جزئی را بر روی اطلاعات حس شده انجام دهند، از طرفی هم ممکن است این سنسورها اصلاً پردازشی را انجام ندهند. برای مثال یک سنسور دما، پردازشی را انجام نمیدهد اما برخی از سنسورهای حرکتی از قبیل سنسور mpu-9150، دارای یک واحد پردازش حرکت دیجیتال[۴۸] است که برخی محاسبات پایه را انجام میدهد. به هرحال لایه محاسبات پوشیدنی به منظور گرفتن خدمات بیشتر، اطلاعاتی را که دارد به لایهی پایینی خود میدهد.
لایهی محاسبات سیار به علت داشتن سختافزار و نرمافزار پیچیدهتر نسبت به لایهی بالایی خود، اطلاعاتِ ارسالی توسط لایهی بالایی را میگیرد و بر روی آنها پردازشهایی را در حد توان خود انجام میدهد، سپس می تواند این اطلاعات را یا در حافظه خود یا در ابر ذخیره کند. به هرحال این لایه برای گرفتن خدمات بیشتر، اطلاعاتش را ممکن است به ابر بفرستد.
لایهی رایانش ابری پایینترین لایه در این معماری میباشد، این لایه اطلاعاتِ ارسالی را از لایهی محاسبات سیار یا Master Node میگیرد و با توجه به مزایای منحصربفرد ابر، می تواند خدمات ِزیادی را به لایه های بالایی خود بدهد. محاسباتِ سنگین، ذخیرهسازی داده های حجیم، ارتباط با پزشکانِ دوردست و بسیاری از خدماتِ دیگر، همگی از خدمات این لایه میباشند.
نتایج فصل بعد نشان میدهد که این معماری با فراهم کردن یک محیط محاسباتی قدرتمند می تواند در زمینه های حساس و گوناگونی از جمله حوزه سلامت و درمان از راه دور بیماران مورد استفاده قرار گیرد. یک پیکربندی ممکن است به این صورت باشد که شبکه ای متشکل از رایانههای پوشیدنی[۴۹] بر بدن جاندار پوشیده می شود که این رایانه ها بسیار کوچک و کم حجماند؛ وظیفه آنها جمعآوری اطلاعاتی راجع به علائم حیاتی بدن است، سپس آنها این اطلاعات را به یک گره سیار ارسال می کنند، این کامپیوتر سیار می تواند این اطلاعات را ذخیره و پردازش کند و همچنین می تواند با محیط ابری ارتباط برقرار کند و از مزایای منحصربفرد ابرها استفاده کند. شکل ۳-۲ عناصر تشکیل دهنده این معماری را بصورت شماتیک نشان میدهد.
شکل ۳-۲: طرح کلی معماری پیشنهادی
این شبکه حسگر بدنی از تعدادی گره سختافزاری تشکیل شده است که هر کدام از این گرهها به وسیله جاندار پوشیده یا بر روی ماشین نصب میشوند. در این تحقیق، گرههای پوشیدنی به دو دستهیBody Node و Master Node تقسیم شده اند.
گرههای Body Node دارای اجزای سختافزاری بسیار سادهای هستند. مطابق شکل ۳-۳ هرBody Node شامل پنج قسمتِ حسگر[۵۰]، واحد ریزکنترل کننده[۵۱](MCU)، فرستنده[۵۲] ، گیرنده[۵۳] و باتری است.
- حسگر:طبق وظیفه از پیش تعیین شدهاش اطلاعات را از بدن جاندار میگیرد.
- MCU: کنترل عملیات، مدار و راه اندازی سختافزارها را در یک Body Node بر عهده دارد.
- فرستنده: اطلاعات محیطی دریافتی بوسیله حسگرها را، به مقصد مورد نظر که میتواندMaster Node یا Mobile Node باشد، ارسال می کند.
- گیرنده: برای برقراری ارتباط، تشخیص سلامت گرههای Master Node یا Mobile Node و همچنین گرفتن فرمان از آنها می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
- باتری: انرژی تمام ماژولهای Body Node را تأمین می کند.