دانلود مقالات ISI درباره سامانه‌های نهفته + ترجمه فارسی

سامانه‌های نهفته یا سیستم های تعبیه شده یا سیستم های توکار (به انگلیسی: embedded system) در واقع رایانه‌هایی هستند که برای کنترل یک سیستم بزرگ و مشخص طراحی شده‌اند و مخصوصاً در زمان‌هایی که محدودیت‌هایی در مورد پردازش همزمان وجود دارد به کار می‌روند. سامانه نهفته معمولاً به عنوان قسمتی از یک سامانه بزرگ که اغلب دارای سخت‌افزارها و قسمت‌های مکانیک مختلفی است جاسازی می‌شود. کاربرد سامانه‌های نهفته در مصارف دستگاه‌های مصرفی، صنعتی، تجاری و نظامی گسترده شده است. سیستم‌های مخابراتی به شکل انبوهی از سامانه‌های نهفته در تلفن‌خانه در شبکه‌های مخابراتی و در تلفن‌های همراه در سمت مصرف‌کننده کاربرد دارند. شبکه‌های کامپیوتری از رهیاب‌های اختصاصی و پل‌های شبکه برای مسیریابی داده‌ها استفاده می‌کنند. سامانه‌های نهفته در محصولات الکترونیکی شامل دستیار دیجیتال شخصی (PDA پخش کننده‌های MP3، گوشی‌های تلفن همراه، انواع کنسول بازی، دوربین دیجیتال، پخش کننده‌های DVD، گیرنده‌های سامانه موقعیت‌یاب جهانی (GPS) و چاپگرها نیز کاربرد دارند. بسیاری از لوازم خانگی، مانند دستگاه مایکروویو، ماشین لباس‌شویی و ماشین ظرف‌شویی همگی شامل یک سیستم نهفته هستند که موجب انعطاف‌پذیری، بهره‌وری و امکانات بیشتر شده است. سامانه‌های سرمایش – گرمایش و تصفیه هوا از شبکهٔ ترموستات‌ها (حسگر دما) استفاده می‌کنند که به کنترل دقیق‌تر و کاراتر دما در ساعت‌های روز و فصل‌ها دست یابند. اتوماسیون خانگی از شبکه‌های سیمی یا بی‌سیم استفاده می‌کند که بتواند نور، هوا، امنیت، رسانه‌های صدایی و سیمایی، سامانه‌های نظارت و… را کنترل کند. در تمام این کاربردها، دستگاه‌های نهفته برای حس کردن و کنترل کردن استفاده می‌شوند. سامانه‌های حمل و نقل از پرواز تا اتومبیل‌ها به شکل فزاینده‌ای از سامانه‌های نهفته استفاده می‌کنند. هواپیماهای جدید، دارای وسایل ارتباط هوایی پیشرفته‌ای نظیر سامانه‌های ناوبری هوایی و گیرنده‌های GPS می‌باشند که به نوبه خود نیازهای قابل توجه امنیتی دارند. انواع موتوهای الکتریکی، موتورهای جریان مستقیم (DC) بدون شانه، موتورهای القائی و موتورهای DC از کنترل کننده‌های الکتریکی استفاده می‌کنند. اتومبیل‌ها، وسایل نقلیه الکتریکی و وسایل نقلیه هیبرید برای بیشینه کردن کارایی و کاهش آلودگی، به شکل فزاینده‌ای از سامانه‌های نهفته استفاده می‌کنند. دیگر سیستم‌های امنیت خودرو شامل سامانه ضد قفل ترمز(ABS)، سامانه‌های کنترل پایداری (ESC/ESP)، سامانه کنترل کشش (TCS) و نیرو محرکه چهار چرخ اتوماتیک (Automatic 4WD) نیز از سامانه‌های نهفته بهره می‌برند. تجهیزات پزشکی از سامانه‌های نهفته در نشانگرهای علایم حیاتی، گوشی‌های تشخیص دیجیتال -برای تقویت صداها - و سیستم‌های گوناگون تصویر برداری پزشکی (PET،مقطع‌نگاری رایانه‌ای تک‌فوتونی، CT،MRI) - برای تحقیق و جستجوی غیر تهاجمی در داخل بدن - استفاده می‌کنند. سامانه‌های نهفته در تجهیزات پزشکی اغلب به وسیله رایانه‌های صنعتی ایجاد شده‌اند. سامانه‌های نهفته در حمل و نقل، امنیت، کاربردهای پزشکی و سیستم‌های اضطراری حیاتی- که لازم است از هک شدن در امان باشند- کاربردهای وسیعی دارند. در زمینه امنیت در برابر آتش‌سوزی، سامانه‌های نهفته توانایی بالایی در تحمل شرایط حرارتی دارند و می‌توانند دماهای بالایی را تحمل کنند و به کار خود ادامه دهند. در مورد امنیت، سامانه‌های نهفته می‌توانند این قابلیت را داشته باشند که بی‌نیاز از شبکه برق یا شبکه مخابراتی به کار خود ادامه دهند. سامانه‌های نهفته برای انجام وظایفی مشخص طراحی شده‌اند، برخلاف رایانه‌های چند منظوره که برای انجام وظایف مختلفی طراحی شده‌اند. همچنین برخی از سامانه‌های نهفته شرط‌هایی مانند امنیت و قابلیت بهره‌برداری برای انجام پردازش داده‌های به‌هنگام (بی‌درنگ) دارند که باید برآورده شود، برخی دیگر شرط‌های کمی برای انجام عملیات دارند و برخی هیچ شرطی برای انجام این وظایف ندارند که موجب سادگی بیشتر سخت‌افزار سامانه و در نتیجه کاهش قیمت تولید سامانه می‌شود دامنه گوناگونی سامانه‌های نهفته از سامانه‌ای بدون رابط کاربری – برای انجام تنها یک وظیفه – تا یک سامانه پیچیده همراه با رابط کاربری گرافیکی که شبیه سیستم‌عامل رایانه‌های رومیزی است تغییر می‌کند. سامانه‌های ساده معمولاً از دکمه، دیودهای نورانی (LED)، یا نمایشگرهای کریستال مایع (LCD) کاراکتری یا گرافیکی (برای مثال: مدل محبوب HD44780 LCD) استفاده می‌کنند. دستگاه‌های تخصصی‌تر که از نمایشگرهای گرافیکی با حسگرهای لمسی یا دکمه‌های کنار صفحه استفاده می‌کنند، انعطاف بیشتری دارند و فضای کمتری اشغال می‌کنند. برخی از سامانه‌ها به شکل از راه دور و با استفاده از پروتکل‌های ارتباطی (مانند: RS-232،USB،I2C) یا شبکه‌های کامپیوتری (مانند: اترنت) با کاربر ارتباط برقرار می‌کنند. این روش چند مزیت عمده دارد، گسترش توانایی‌های سامانه، صرفه‌جویی در هزینه نمایشگر، ساده کردن BSP و امکان ساختن یک رابط کاربری قوی در رایانه‌های رومیزی نسبت به سامانه نهفته. به عنوان یک مثال خوب برای استفاده از شبکه، می‌توان از یک سرور نهفته داخل یک دستگاه (مثل: دوربین پروتکل اینترنت) یا مسیریاب‌های شبکه نام برد. رابط کاربری در یک مرورگر وب بر روی یک رایانه که به سامانه وصل است نشان داده خواهد شد؛ بنابراین نیازی به نصب نرم‌افزار سفارشی روی رایانه نیست.