سمینار ‏کارشناسی ‎ارشد شبکه های سنسور ( ‏‎ Sensor Networks‎‏)‏

شبكه‌هاي سنسور كاربردهاي مختلفي دارند كه مي‌توان موارد زير را به طور موردي نام برد : ‏

‏ مانيتور كردن محيط كه شامل مانيتورينگ آلودگي هوا و آب مي‌تواند باشد، نگهداري و مراقبت بر اساس حالت فعلي ‏سيستم ، مانيتورينگ جاي سكني ‏ (مشخص كردن رفتار و‌آلودگي در گونه‌هاي مختلف حيوانات و نباتات ) ، مراقبت ‏و نظارت نظامي ، پيگیري اموال ‏ ، فضاي هوشمند و غيره . در حقيقت به دليل طبيعت منتشرشوندگي در‎ ‎سنسورها ، ‏شبكه‌هاي سنسور اين پتانسيل را دارند كه تحول عظيمي در راه‌هاي مختلف شناخت و تركيب كردن سيستم‌هاي ‏فيزيكي پيچيده براي ما فراهم كنند.‏

پيشرفتهاي اخير در فناوری ساخت مدارات مجتمع در اندازه های کوچک و تكنولوژي ارتباطات بي‌سيم ، ‏بکارگیری‌ ابزارهاي كوچك ، ارزان ، كم مصرف و توزيع شده كه قابليت پردازش محلي‏ ‏ و ارتباط بي‌سيم دارند را به ‏يك واقعيت تبديل كرده است . نودهاي اين چنيني ، نودهاي سنسور ناميده مي‌شوند. هر نود سنسور تنها مي‌تواند ‏مقدار محدودي را پردازش كند. اما وقتي با اطلاعات تعداد زيادي نود ديگر هماهنگ شوند ، آنها توانايي اندازه‌گيري ‏يك محيط فيزيكي را با جزئيات هر چه بيشتر پيدا مي‌كنند. پس يك شبكه سنسور مي‌تواند به عنوان مجموعه‌اي از ‏نودهاي سنسور كه براي انجام كار خاصي با هم همكاري دارند تعريف شود. بر خلاف شبكه‌هاي سنتي شبكه‌هاي ‏سنسور به آرايش متراكم و همكاري براي انجام دادن وظيفه‌شان وابستگي دارند.الگوريتم‌ها و پروتكلهاي زيادي ‏براي شبكه‌هاي ‏adhoc‏ بي‌سيم قديمي تهيه شده است ، ولي آنها براي ويژگيهاي منحصر بفرد شبكه‌هاي سنسور ‏چندان مناسب نيستند‎][1]‎‏ ‏‎[3‎‏ .‏

تفاوت بين شبكه‌هاي سنسور و شبكه‌هاي ‏adhoc‏ عبارتند از  ‏‎]‎‏ ‏‎ [2‎‏:‏

‎1‎‏. تعداد نودهاي سنسور در شبكه سنسور مي تواند چندين برابر تعداد نودها در شبكه ‏adhoc‏ باشد.‏

‎2‎‏. نودهاي سنسور به طور متراكم و فشرده به كار گرفته مي‌شوند.‏

‎3‎‏. نودهاي سنسور در معرض خطا و خرابي هستند.‏

‎4‎‏. توپولوژي شبكه سنسور به طور مداوم در حال تغيير است.‏

‎5‎‏. نودهاي سنسور از نوع ارتباط پخش همگانی ‏ استفاده مي‌كنند در حاليكه بيشتر شبكه‌هاي ‏adhoc‏ بر اساس ‏ارتباط نقطه به نقطه ‏ هستند.‏

‎6‎‏. نودهاي سنسور در توان ، قدرت محاسباتي و حافظه محدودیت دارند .‏

‎7‎‏. نودهاي سنسور به دليل سربار زياد و تعداد سنسورهاي زياد ،کد شناسایی عمومي ندارند.‏

قبلاً شبكه‌هاي سنسور از تعداد كمي از نودهاي سنسور ساخته مي‌شدند كه به يك ايستگاه پردازش ‏مركزي سيم‌كشي مي‌شدند. در حالي كه امروزه بيشتر ، توجه روي نودهاي حس‌گر ‏ بي‌سيم و توزيع شده است. اما ‏چرا حس‌گرهاي بي‌سيم و توزيع شده ؟ هنگامي كه مكان صحيح يك پديده ‏ خاص مشخص نيست ، حس‌گرهاي ‏توزيع شده امكان مكان‌يابي نزديكتر و كارايي بيشتري را نسبت به يك سنسور تنها مي‌دهند. همچنين در شرايط ‏بسياري چند نود سنسور براي غلبه بر موانع محيطي همانند   مانع ، محدوديت در مرز ميدان ديد و غيره مورد نياز ‏است. در اكثر موارد محيطي كه بايد مانيتور شود زيربناي موجود براي انرژي و يا ارتباطات را ندارد. اين براي نودهاي ‏سنسور ضروري است كه كوچك باشند ، تحت يك منبع انرژي محدود عمر زيادي داشته باشند و بوسيله يك كانال ‏ارتباطي بي‌سيم ارتباط برقرار كنند ‏‎]‎‏ ‏‎[1‎‏ .‏

نياز ديگر شبكه‌هاي سنسور قابليت پردازش توزيع شده است . بدلیل اینکه پروسه ارتباط يكي از بزرگترين ‏مصرف كننده‌هاي انرژي به حساب مي‌آيد ، يك سيستم متمركز منجر به اين مي‌شود كه سنسورها نياز به ارتباط با ‏هم از فاصله‌هاي بسيار دور پيدا  كنند كه همين امر باعث مصرف مقدار زيادي از انرژي می گردد .‏

از اين رو ، اين ايدة خوبي است كه تا آنجايي كه امكان دارد اطلاعات به طور محلی پردازش شود تا از اين ‏طريق تعداد كل بيت‌هايي كه بايد ارسال شود به حداقل برسد.‏