بررسي و طراحي حسگر تصوير با قابليت دريافت اطلاعات از طريق نور

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

كارشناسي ارشد

مخابرات نوري بيسيم امروزه يكي از روشهاي مهم انتقال اطلاعات است. در ميان گيرندههاي نوري موجود در اين زمينه، نوع خاصي از حسگر تصوير وجود دارد كه اختصاصا براي كاربرد مخابرات نوري بيسيم ساخته شده است. اين حسگر تصوير دو قابليت تصويربرداري از محيط و دريافت سيگنالهاي نوري با نرخ بالا از يك فرستنده در مقابل خود را دارد. در اين پروژه نوع ديگري از اين حسگر تصوير طراحي شده است كه از 32 در 32 پيكسل تصوير براي تصويربرداري از محيط و 32 در 32 پيكسل مخابراتي براي دريافت سيگنالهاي نوري از فرستنده مقابل خود تشكيل شده است. هر پيكسل تصوير يك پيكسل 4 ترانزيستوري با خروجي ولتاژ و هر پيكسل مخابراتي يك پيكسل دو ترانزيستوري با دو خروجي از نوع جريان است. اين حسگر ابتدا از محيط مقابل خود يك تصوير ميگيرد و اين تصوير را به يك پردازنده خارجي تحويل ميدهد. پردازنده پس از بكارگيري الگوريتمهاي پردازش تصوير، محل فرستنده را پيدا ميكند و محل آن را در قالب يك مختصات به حسگر تصوير باز ميگرداند تا صرفا پيكسلهاي مخابراتي متناظر با محل فرستنده از آن سيگنال حاوي اطلاعات با نرخ بالا دريافت كنند. اين فرآيند به طور پيوسته ادامه دارد تا اين حسگر تصوير بتواند حتي از فرستندههاي متحرك نيز اطلاعات دريافت كند. استفاده از پيكسل مخابراتي از نوع جريان امكان ساخت پيكسلها با مساحت كمتر را ممكن كرده است تا اين حسگر قادر باشد تا بوسيله جداسازي باسهاي انتقال داده در سطح پيكسلها، همزمان با دو فرستنده ارتباط برقرار كند. از سوي ديگر، استفاده از پيكسلهاي نوع جريان امكان اتصال خروجي پيكسلها براي جمع شدن جريان آنها را ميسر كرده است كه موجب استفاده از خطوط باس انتقال سيگنال به صورت بهينه شده است. اين امر نيز به ايجاد فضاي خالي بيشتر براي رسم باسهاي داده در سطح پيكسلها كمك ميكند. اين حسگر به منظور دريافت بهينه نور فرستنده، يك آرايه از پيكسلهاي مخابراتي با ابعاد قابل تغيير 1 در 1 تا 3 در 3 را براي دريافت اطلاعات از هر فرستنده انتخاب ميكند و پس از ارسال جريان خروجي پيكسلهاي مخابراتي به تقويت كننده جريان به ولتاژ با بهره قابل برنامهريزي، آن را براي پردازش به خارج از حسگر تصوير منتقل كند. متغير بودن بهره مانع از اشباع تقويتكننده با سيگنالهاي قوي ميشود. نرخ تصويربرداري در اين حسگر 30 فريم برثانيه و پهناي باند بخش مخابراتي آن 33 / 9 مگاهرتز است. اين حسگر با تكنولوژي 180 نانومتر طراحي شده است.

214833

مدارهاي مجتمع الكترونيك

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان

رسول دهقاني، احسان اديب

اصغر غلامي، مسعود سيدي