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इंटरनेट ऑफ़ अंडरवाटर थिंग्स (IoUT)-अंडरवाटर सेंसर नेटवर्क संशोधन का नया परिचय

पानी के भीतर के वातावरण में ध्वनि प्रसार के उपयोग के तहत संदेश भेजने और प्राप्त करने की तकनीक को ध्वनिक संचार के रूप में जाना जाता है। अंडरवाटर सेंसर नेटवर्क में वाहनों और सेंसर की संख्या होती है जो सहयोगी निगरानी और डेटा संग्रह कार्यों को करने के लिए एक विशिष्ट क्षेत्र में तैनात होते हैं । परंपरागत रूप से समुद्र तल की निगरानी के लिए, समुद्र विज्ञान सेंसर को एक निश्चित स्थान पर डेटा रिकॉर्ड करने और कार्य पूरा होने पर उपकरणों को पुनर्प्राप्त करने के लिए तैनात किया जाता है।पारंपरिक दृष्टिकोण का प्रमुख नुकसान विभिन्न छोरों के बीच संवादात्मक संचार की कमी है, जिस वजह से  किसी भी मिशन के दौरान रिकॉर्ड किया गया डेटा कभी नहीं मिल सकता है, और किसी भी विफलता के मामले में रिकॉर्ड किया गया डेटा नष्ट हो सकता है।

पानी के भीतर ध्वनिक चैनलों कि तीन मुख्य विशेषता है: फ्रीक्वेंसी – और सिग्नल की दूरी-निर्भर क्षीणन , समय के साथ बहुपथ प्रसार, और कम ध्वनि वेग (१५०० मीटर / सेकंड)। चैनल की क्षमता बहुत सीमित हो सकती है। इस तथ्य के बावजूद कि कम बैंडविड्थ है, अधिक फ्रीक्वेंसी पर क्षीणन अधिक होता है और सिस्टम कम फ्रीक्वेंसी पर बेहतर समर्थित होता है। संचार प्रणाली(Sensor Network) को लागू करने की लागत बहुत अधिक है। इसलिए, कुशल सिस्टम प्रदान करना आवश्यक है जो पानी के भीतर सेंसर नेटवर्क और पानी के नीचे स्वायत्त वाहनों के स्वायत्त मोबाइल संचार के अध्ययन में मदद कर सकते हैं। इस लेख में, ध्वनि प्रसार विशेषताओं का सार से अध्ययन किया गया है और उथले जल चैनलों की विशेषताओं के आधार पर इंटरनेट ऑफ़ अंडरवाटर थिंग्स (IoUT)  में  उपयोगिता का  अध्ययन किया गया है।

इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) उन कनेक्टेड डिवाइसों को संदर्भित करता है जो वायरलेस के माध्यम से एक सूचनात्मक तरीके से संचालित, आसान पहुंच और वायरलेस इंटरनेट कनेक्टिविटी कर सकते हैं । भौतिक वस्तुओं जैसे कंप्यूटर, घरेलू उपकरणों, विशिष्ट अनुप्रयोगों के माध्यम से परिवहन के अग्रिम मोड के बीच डेटा सॉफ्टवेयर, सेंसर और एक्चुएटर्स के आदान-प्रदान की अनुमति IoT देता है। IoUT  की आवश्यकता,  निगरानी, समुद्री जीवन का अवलोकन, सुरक्षित जानकारी विनिमय, प्राकृतिक खतरों का अध्ययन, आपदा निवारण और समुद्र के विशाल आयतन की खोज और पानी के भीतर रहने वाले आवासों की समझ जैसे विविध क्षेत्रों में  हो सकती है।

आपस में जुड़े अंडरवाटर उपकरण और अंडरवाटर  सेंसर, IoT का एक अभिन्न अंग हैं जिन्हें IoUTs  के  रूप में जाना जाता है जो सिस्टम के सेवा की गुणवत्ता (QoS) को बेहतर बनाने के लिए उपयोग करते हैं । पानी के भीतर के वातावरण परिसीमन को देखते हुए, पानी के भीतर से सेंसिंग डेटा का रीयल-टाइम ट्रांसमिशन वास्तविकता में चुनौतीपूर्ण हो जाता हैं। फिक्स और लंगर(एंकर) डाले हुए सेंसर नोड संवेदी डेटा को सिंक में बदल देते हैं और आरओवी(ROV- Remotely Operated Vehicle) या यूयूवी (UUV- Unmanned Underwater Vehicle) के माध्यम से ध्वनिक रूप से भेजा जाता है।प्रस्तावित पानी के नीचे वायरलेस संचार उभरती तकनीक के माध्यम से एक तटवर्ती बेस स्टेशन से आरएफ लिंक  से सीधे जुड़े हुए होते हैं।

संबंधित विकेन्द्री करन के माध्यम से समुद्र प्रदूषण का पता लगाने के लिए कार्य में  प्रस्तावित तदर्थ वायरलेस सेंसर नेटवर्क का उपयोग होता है। बड़े प्रबंधन वाले IoUTs को लागू करने  से भविष्य के निर्देश विद्युत चालकता, घुलित ऑक्सीजन के संदर्भ में डेटा,और आरओवी के माध्यम से पानी के नीचे के वातावरण में तापमान इनका अभ्यास किया जा सकता है|

सावधानीपूर्वक निगरानी नियंत्रण और समुद्री वातावरण पर सर्जन मानव जाति का भविष्य निर्भर है । इसलिए, IoUTs का अधिक उपयोग पनडुब्बी कार्यों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए, पाइपलाइन की मरम्मत, भूकंपीय पता लगाना, और बर्फ के नीचे पारिस्थितिक निगरानी में किया जा सकता है । परिवहन, ऑक्सीजन और खाद्य उत्पादन, हाइड्रोकार्बन शोषण, जलीय कृषि, जैव ईंधन उत्पादन, खनिज शोषण, जलवायु और वैश्विक जल परिसंचरण इत्यादि  के लिए अन्वेषण की एक महत्वपूर्ण सीमा IoUTs का भविष्य का दृष्टिकोण बन रहा ह। फिर भी, आज की तरह, चंद्रमा या मंगल की तुलना में  महासागरीय घाटियों का मानचित्रण कम अच्छी तरह से किया ,खोजा और कम समझा गया है।

प्रासंगिक संचार प्रौद्योगिकियों की आवश्यकता में, एडहॉक (Adhoc)  नेटवर्क स्थापित करने के लिए एक विशिष्ट चैनल मॉडलिंग, फ्लेक्सिबल या स्थिर नेटवर्क नोड्स  संचार की स्थापना  काफी चुनौतीपूर्ण हैं पानी में संचार व्यवस्थाकी सभी विशेषताओं को देखते हुए भविष्यमे संशोधन छात्रों को विशेष स्वरुप से इलेक्ट्रॉनिक्स तथा टेलिकम्युनिकशन के छात्रों को बोहोत क्षेत्र संशोधन केलिए खुले हैIoUT के लिए एक महत्वपूर्ण चुनौती स्व-प्रबंधन(Self-Management) है। यह उस प्रक्रिया को संदर्भित करता है जिसके द्वारा IoUT मानवीय हस्तक्षेप के बिना अपने स्वयं के संचालन का प्रबंधन करता है। इस उद्देश्य के लिए, आत्म विन्यास(self-configuration), आत्म-उपचार (self-healing), आत्म-अनुकूलन (self-optimization) और आत्म-सुरक्षा (self-protection) क्षमताओं के समर्थन की आवश्यकता है।

पानी के नीचे के उपकरण फाउलिंग के कारण विफल हो जाते हैं। इसलिए, जंग के खिलाफ समय-समय पर सफाई तंत्र और कुशल दोष-सहिष्णु एल्गोरिदम की आवश्यकता होती है। चूंकि छाया क्षेत्र (shadow zones) IoUT में संचार के लिए एक गंभीर बाधा का प्रतिनिधित्व करते हैं, इसलिए छाया क्षेत्रों की उपस्थिति में संचार का पता लगाने और पुन: स्थापित करने के लिए कुशल तंत्र विकसित किया जाना चाहिए।एक अन्य महत्वपूर्ण चुनौती ट्रैकिंग तकनीकों में सुधार है। चूंकि IoUT में वे आमतौर पर जीवित जानवरों पर लागू होते हैं, इसलिए इसका सावधानीपूर्वक अध्ययन किया जाना चाहिए कि क्या परिणामी टैग जानवरों को नुकसान पहुंचाते हैं या उनकी गतिविधि में बाधा डालते हैं।

मशीन-टू-मशीन नेटवर्क में ऊर्जा दक्षता बहुत चुनौतीपूर्ण है। पानी के नीचे संचार प्रणालियों में बिजली की अधिक कठोर आवश्यकताएं होती हैं क्योंकि ध्वनिक संचार अधिक शक्ति-भूख वाले होते हैं। तो संचार और एल्गोरिदम के कुछ बिजली बचत उपकरणों के विकास और डिजाइन की आवश्यकता है।आईओयूटी के लिए आर्किटेक्चर और समाधानों के विकास की भी आवश्यकता है ताकि विषम पानी के नीचे की प्रणालियों के बीच अंतःक्रियाशीलता को संबोधित किया जा सके। इस लेख का  उद्देश्य तकनीकी मुद्दों, चुनौतियों का एक सर्वेक्षण प्रदान करना और पानी के भीतर पर्यावरण संचार में भविष्य की दिशाओं का अन्वेषण करना है।

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