شبکه‌های حسگر بی‌سیم

پیشرفت‌های اخیر در فناوری سیستم‌های میکرو الکترومغناطیس، ارتباطات بی‌سیم، و الکترونیک‌های دیجیتال  موجب توسعه  گره‌های حسگر چند کاربردی، کم مصرف، و کم هزینه شده است که اندازه کوچکی دارند که در فواصل کوتاه آزادانه با هم رابطه برقرار می‌کنند. این گره‌های حسگر کوچک که شامل پردازشگر داده حسگر و مولفه‌های ارتباطی است، ایده شبکه‌های حسگر مبتنی بر تلاش مجموع یک تعداد بزرگی از نودها را برمی‌انگیزاند. شبکه‌های حسگر حسگرهای سنتی را به طور قابل ملاحضه‌ کارا می‌کنند،

  • حسگرها می‌توانند دورتر از پدیده واقعی باشند. در این رهیافت، حسگرهای بزرگ از تکنیک‌ها پیچیده برای تمیز دادن اهداف از نویزهای محیط  استفاده می‌کنند و نیاز دارند.
  • چندین حسگری که که تنها کارشان حس کردن است توسعه می‌تواند توسعه یابد. جایگاه این سنسورها و توپولوژی ارتباطات دقیقا مهندسی شده است. آنها سری‌های زمانی پدیده‌های حس شده را به نودهای مرکزی که وظیفه پردازش داده را برعهده دارد انتقال می‌دهند.

یک شبکه حسگر بی‌سیم از تعداد بزرگی از گره‌های حسگر تشکیل شده است که بسیار متراکم درون یا بسیار نزدیک به یک پدید قرار دارند.  جایگاه گره‌های حسگر نیاز به مهندسی و از پیش‌ تعیین شده ندارد. این اجازه می‌دهد تا استقرار در نواحی غیر قابل دسترس یا عملیات بازیابی فاجعه به صورت تصادفی تعیین شود. از طرف دیگر این همچینین به معنای این است که پروتکل‌های شبکه حسگر و الگوریتم‌ها بایستی قابلیت خودسازماندهی داشته باشند. دیر ویژگی منحصر به فرد شبکه‌های حسگر تلاش‌های جمعی نودهای حسگر است. نودهای حسگر متناسب با یک پردازشگر گسترده هستند. به جای ارسال داده خام به نودهای مسئول برای ادغام، ندهای حسگر از قابلیت پردازش برای انجام محاسبات ساده به صورت محلی  استفاده کرده و تنها زمانی که نیاز به پردازش داده باشد آنها را انتقال می‌دهند.

ویژگی توصیف شده در بالا طیف وسیعی از برنامه‌های کاربردی برای شبکه‌های حسگر را توصیف می‌کند. بعضی از نواحی قابل کاربرد آنها، سلامت، نظامی و امنیت است. برای مثال داده‌ها فیزیولوژیکی دو مورد یک بیمار می‌تواند از راه دور به وسیله یک دکتر چک شود. در حالی که برای بیمار بسیار راحت است به دکتر اجازه می‌دهد بنعر شرایط فعلی بیمار را درک کند. شبکه‌های حسگر می‌توانند برای کشف عامل‌های شیمیایی خارجی در هوا و آب استفاده شوند. آنها می‌توانند به شناسایی نوع، غلظت و محل آلودگی‌ها کمک کنند. در ماهیت، شبکه‌های حسگر به کاربر پایانی هوش و درک بهتری از محیط می‌دهند. ما ‌می‌رویاییم که در آینده شبکه‌هی حسگر بی‌سیم یک بخش جدایی‌ناپذیر از زندگی ما بیشتر از کامپوترهای شخصی باشند.

در این‌ها و دیگر کاربردهای شبکه‌های حسگر نیاز به تکنیک‌های شبکه‌‌ای بی‌سیم موردی دارد. اگرچه تعدادی پروتکل‌ها و الگوریتم‌ها برای شبکه‌های موردی بی‌سیم سنتی نشان داده شده‌اند، آنها برای ویژگی‌های منجصر به فرد و نیازمندیهای کاربردی شبکه‌های حسگر به خوبی مطالعه نشده‌اند. برای تشریح این نکته، تفاوت میان شبکه‌های حسگر و شبکه‌های در زیر آمده است:

  • تعداد گره‌های حسگر در یک شبکه حسگر می‌تواند چندین ترتیب از گره‌ها در یک شبکه موردی باشند.
  • گره‌های حسگر به صورت متراکم مستقر هستند
  • گره‌های حسگر تمایل به شکست دارند
  • توپولوژی شبکه‌های حسگر مکررا تغییر می‌کند
  • نودهای حسگر از پارادایم رابطه برودکست استفاده می‌کند که بیشتر شبکه‌های مورد مبتنی بر روابط نقطه به نقطه هستند.
  • نودهای حسگر در قابلیت‌های محاسباتی، قدرت و حافظه محدودیت دارند
  • گره های سنسور ممکن است به علت مقدار زیادی سربار و تعداد زیادی سنسورها شناسایی جهانی (ID) نداشته باشند.

از تعداد بزرگی از گره‌های حسگر که به طور متراکم ممکن نزدیک به یکدیگر باشند. از این رو، روابط چندگانه در شبکه‌های حسگر انتظار می‌رود مصرف انرژی کمتر نسبت به ارتباطات سنتی تک هابل داشته باشند. به علاوه سطح قدرت انتقال می‌تواد پایین نگه داشته شود که در عمل تبدیل بالا است. روابط چندگانه همچنین می‌توانند همچنین به صورت کارا روی بعضی از انتشارات سیگنال فائق آید که در ارتباطات بی‌سیم با فاصله تجربه می‌شود.

یکی از محدودیت‌های مهم نودهای حسگر مصرف بسیار کم انرژی است. نودهای حسگر منبع انرژی محدود و معمولا غیر قابل تعویض دارند. بنابراین درحالی که شبکه‌های سنتی به مقرارات بالای کیفیت دسترسی دارند، شبکه‌های حسگر در وهله اول باید روی مصرف درست انرژی تمرکز کنند، آنها باید مکانیسم‌های سازنده‌ای داشته باشند که به کاربر پایانی شبکه‌ای با طول عمر طولانی و هزینه کم ارائه دهند.

دیدگاه‌تان را بنویسید: