إن النظم المدمجة ضرورية للرصد البيئي، وتوفر جمع البيانات وتحليلها في الوقت الحقيقي، ويتطلب تصميم نظم فعالة فهم عناصر المعدات، وإدارة الطاقة، واحتياجات تجهيز البيانات، وتناقش هذه المادة الاعتبارات العملية والحسابات التي تنطوي عليها تطوير هذه النظم.

اختيار برامجيات

إن اختيار مكونات الأجهزة المناسبة أمر حاسم، ويجب أن يكون جهاز الاستشعار مناسبا لقياس البارامترات مثل درجة الحرارة أو الرطوبة أو نوعية الهواء، وينبغي أن يكون لدى المتحكمين في المواد الدقيقة أو المجهزين بالمايكروسات قدرة كافية على التجهيز وانخفاض استهلاك الطاقة، كما أن قابلية المقارنة والاستمرارية عوامل هامة أيضا.

إدارة الطاقة

ويعمل العديد من نظم الرصد البيئي في مواقع نائية، ويعتمد على البطاريات أو مصادر الطاقة المتجددة، وتشمل متطلبات حساب الطاقة تلخيص استهلاك أجهزة الاستشعار والمجهزات ووحدات الاتصال، مثلا، إذا استهلك جهاز الاستشعار 2mA في 3.3V ويعمل لمدة 24 ساعة، فإن الطاقة المستخدمة هي:

Energy (mAh) = Current (mA) × Time ( hourss)]

وهكذا، فإن 2mA × 24h = 48mAh في اليوم للمجس وحده، وتكفل ميزانية الطاقة أن يعمل النظام باستمرار مع مصدر الطاقة المتاح.

نقل البيانات وتخزينها

ويعد نقل البيانات بكفاءة أمرا حيويا بالنسبة للنظم النائية، وتشمل الخيارات شبكة وي - فاي أو شبكة لوروا أو شبكات خلوية، لكل منها خصائص مختلفة من حيث الطاقة والمدى، وتشمل الحسابات تقدير حجم البيانات وتواتر نقلها من أجل تحقيق الحد الأمثل من حياة البطاريات وقدرة التخزين.

فعلى سبيل المثال، يؤدي نقل 1KB من البيانات كل ساعة إلى ما يلي:

Daily data = 1KB × 24 = 24KB]

الاعتبارات البيئية

ويشمل تصميم القدرة على التكيف البيئي اختيار الضيوف والمكونات التي تقاوم التآكل من جراء الطقس، وتشمل الحسابات لحجم الضيوف حيزاً للمستشعرات والبطاريات والجراحة، بما يكفل التهوية السليمة والحماية من العناصر.

  • التسامح مع الوضع
  • مقاومة الهضم
  • حماية المركبات
  • القدرة على تحمل الميكانيكية