نظارت لحظه‌ای و از راه دور بر محیط
شبکه حسگرهای بی‌سیم چیست و چه کاربردهایی دارد؟
پیشرفت‌های مستمر در حوزه مخابرات و ارتباطات راه دور به شرکت‌ها اجازه داده تا حسگرهایی با توان مصرفی کم، اندازه کوچک و قیمت مناسب برای کاربری‌های مختلف طراحی کنند. این حس‌گرهای کوچک که توانایی انجام کارهای مختلفی همچون دریافت اطلاعات محیطی، پردازش و ارسال اطلاعات را دارند، باعث شکل‌گیری معماری جدیدی به‌نام شبکه حسگر بی‌سیم (WSN) سرنام Wireless Sensor Network شده‌اند. شبکه‌ای که در المپیک 2021 ژاپن قدرتمندترین حضور خود را به اثبات رساند.

ثبثبثب.gif

تمامی کارشناسان حوزه فناوری بر این باور هستند که این شبکه‌ها در آینده به بخش جدایی‌ناپذیر زندگی ما تبدیل می‌شوند. این شبکه‌ها کاربردهای گسترده‌ای در صنایع تولیدی، بهدا‌شت‌ و درمان، نظارت بر محیط و موارد دیگر دارند. شبکه‌های حس‌گر بی‌سیم، راه‌حل مناسبی برای جمع‌آوری و ارسال اطلاعات محیطی یا اطلاع‌رسانی درباره وقوع یک رخداد به یک گره مرکزی هستند. به‌کارگیری طیف گسترده‌ای از گره‌ها که قابلیت کار گروهی را دارند و می‌توان به ساده‌ترین شکل آن‌ها را مدیریت کرد باعث شده تا کاربردهای مختلفی برای این شبکه‌ها در ارتباط با مسیریابی هم‌زمان، نظارت بر شرایط محیطی، نظارت بر سلامت ساختارها یا تجهیزات یک سیستم تعریف کرد. به‌طور معمول این شبکه‌ها در حوزه‌های کشاورزی، پزشکی، صنعتی، خانه‌های هوشمند، کنترل ترافیک و نظارت بر سلامت دستگاه‌ها استفاده می‌شوند. به‌طور مثال، یکی از رایج‌ترین کاربردهای این فناوری نظارت از راه دور بر یک محیط است. به‌طور مثال، نشتی یکی از بخش‌های شیمیایی مستقر در کارخانه‌ای می‌تواند توسط شبکه‌ای از حس‌گرهای بی‌سیم شناسایی شود و گزارش لحظه‌ای را برای سرپرستان مربوطه که ممکن است صدها کیلومتر دورتر از محیط قرار داشته باشند ارسال کند. 

شبکه حسگر بی‌سیم چیست؟

یک شبکه حسگر را مجموعه‌ای متشکل از مولفه‌های بی‌سیمی به وجود می‌آورند که در یک محیط گسترده یا محدود نصب می‌شوند و داده‌های محیطی را جمع‌آوری می‌کنند. به‌طور معمول، این شبکه‌ها بر مبنای یک نقشه مشخص در مکان‌های از پیش شناسایی شده نصب می‌شوند، اما حس‌گرها بر مبنای تحلیل‌های انجام شده در نقاط مختلفی نصب می‌شوند و از طریق امواج رادیویی یکدیگر را پیدا می‌کنند. با توجه به این‌که پروتکل‌ها و الگوریتم‌های شبکه‌های حسگر بی‌سیم توانایی‌ خودساماندهی را دارند، استقرار غیرمنظم آن‌ها در مکان‌های مختلف مشکل خاصی به وجود نمی‌آورد. یکی از ویژگی‌های منحصربه‌فرد شبکه‌های حسگر، توانایی همکاری و هماهنگی بین گره‌ها است. هر گره حسگر روی برد خود یک پردازشگر دارد که به جای ارسال تمامی اطلاعات خام به مرکز یا به گره‌ای که مسئول پردازش داده‌ها است، برخی پردازش‌های اولیه و ساده را روی اطلاعات انجام می‌دهد و داده‌های نیمه پردازش شده را برای مرکز داده ارسال می‌کند.

پیشرفت‎های روزافزون در صنعت ساخت مدارهای مجتمع و کوچک شدن ابعاد بوردهای الکترونیکی و توسعه فناوری ارتباطات بی‎سیم راه را برای پیاده‌سازی شبکه‎های حسگر بی‎‌سیم ارزان‌قیمت هموار کرده است. یکی از کاربردهای اساسی این شبکه‎ها در ارتباط با محیط‎هایی است ‎شود که انسان‌ها نمی‌توانند در آن مکان‌ها حضور داشته باشد. از جمله این مکان‌ها باید به بیابان‌ها، اقیانوس‎ها، اندازه‌گیری دقیق میزان فشار دکل‌ها و چاه‌های نفتی یا محیط‎های آلوده به مواد شیمیایی اشاره کرد. 

در شبکه‌های حس‌گر بی‌سیم هر گره به گره یا گره‌های دیگر متصل است. حسگرهای شبکه از مولفه‌های مختلفی مثل گیرنده‌ و ‌فرستنده رادیویی با آنتن داخلی یا خارجی، باتری و ریزکنترلر ساخته شده‌اند. ریزکنترلر مداری الکترونیکی است که وظیفه برقراری ارتباط حس‌گرها و منابع تامین انرژی را فراهم می‌کند. این شبکه‌ها از تعداد زیادی گره‌های حسگر ارزان‌قیمت با توان پردازشی نه چندان قوی تشکیل شده‌اند که وظیفه اصلی آن‌ها جمع‌آوری داده‌های محیطی است. در حالی که هر حسگر به تنهایی توان پردازشی کمی دارد، اما ترکیب صدها حسگر کوچک با یکدیگر توان پردازشی لازم برای تحلیل ابتدایی داده‌ها را فراهم می‌کند. به بیان دقیق‌تر، قدرت شبکه‌های حسگر بی‌سیم در کار گروهی گره‌ها نهفته است که قابلیت خودسازمان‌دهی را دارند. 

کاربردهای شبکه‌های حس‌گر بی‌سیم

موارد استفاده شبکه‌های حسگر بی‌سیم زیاد است. به‌طور مثال، در کاربردهای تجاری و صنعتی که استفاده از گیرنده‌های سیمی برای کنترل داده‌ها مشکل و گران است، شبکه‌های حسگر بی‌سیم بهترین گزینه هستند. به‌طور مثال، این شبکه‌ها می‌توانند در محیط‌های بیابانی نصب شوند و برای مدت زمان طولانی سرویس‌دهی کند. کاربرد مهم دیگر این شبکه‌ها، اعلام خطر در زمان ورود افراد غیرمجاز به محیط‌های کنترل شده و ردیابی مهاجمان است. از موارد دیگر کاربرد این شبکه‌ها می‌توان به نظارت بر محل‌های مسکونی، ردیابی هدف‌های متحرک، آشکارسازی حریق، نظارت ترافیکی و غیره اشاره‌ کرد. 

کنترل یا نظارت بر محیط کاربرد دیگری است که برای گیرنده‌های بی‌سیم تعریف شده است. در نظارت محیطی، گیرنده‌های بی‌سیم در نواحی مختلفی مستقر می‌شوند که احتمال بروز اتفاقات در آن مناطق زیاد است. به‌طور مثال، نصب گره‌های فرستنده و دریافت‌کننده در مبادی بزرگراه‌ها یا پایانه‌ها به جای عامل انسانی یا دوربین‌های مداربسته می‌توانند به پلیس راهور یا وزارت راه و شهرسازی آمار دقیقی از تعداد ماشین‌هایی که از مسیرهای مشخص عبور می‌کنند ارایه کنند تا بتوانند کنترل ترافیکی دقیقی را اعمال کرده یا در صورت نیاز به نوسازی آسفالت جاده‌ها بپردازند. 

البته برای آن‌که بتوان از مزایای این حس‌گرها و گیرنده‌ها به بهترین شکل استفاده کرد، لازم است هر زمان اطلاعاتی مثل میزان دما، فشار، صدا، نور، لرزش، ارتعاش و غیره جمع‌آوری شد، اطلاعات لازم برای زیرساخت‌های ابری ارسال شوند. فرآیند ارسال می‌تواند ماهواره‌ای، مبتنی بر فیبرنوری یا ارتباطات سلولی باشد. در این معماری، بر خلاف سیستم‌های سیمی قدیمی که هزینه‌ پیکربندی و آرایش آن‌ها زیاد است و نیازمند نصب هزاران متر سیم هستند این امکان وجود دارد تا دستگاه‌های کوچکی که ابعادی به اندازه یک سکه یا کوچک‌تر دارند را نصب کرد. به‌طور معمول، شبکه‌های حس‌گر بی‌سیم توانایی پیاده‌سازی شبکه‌های بی‌سیم موردی (ad-hoc) را دارند، به این معنا که هر گره از الگوریتم مسیریابی multi-hop استفاده می‌کند، به‌طوری که تعداد زیادی گره یک بسته اطلاعاتی را به جلو هدایت می‌کنند تا به ایستگاه مرکزی برسد.

نظارت در حوزه بهداشت و درمان 

در حوزه بهداشت و درمان این حس‌گرها در قالب تجهیزات پوشیدنی به بدن افراد متصل می‌شوند و در تعامل با برنامه‌ کاربردی نصب شده روی گوشی‌های هوشمند، اطلاعات لحظه‌ای همچون ضربان قلب، دمای بدن و نمونه‌های مشابه را جمع‌آوری کرده، برای زیرساخت ابری ارسال می‌کنند و پس از پردازش، گزارش یا هشداری در اختیار فرد قرار می‌دهند یا در صورت لزوم هشدارهایی را برای مراکز بهداشت و درمان ارسال می‌کنند. 

نظارت بر محیط زیست

نظارت بر آلودگی هوا، نظارت بر آتش‌سوزی جنگل‌ها، نظارت بر رانش زمین، نظارت بر میزان آلودگی آب‌ها، نظارت بر تغیرات جوی جهت جلوگیری و کم کردن عواقب حوادث طبیعی مثل سیلاب‌ها و طوفان‌ها از دیگر کاربردهای این فناوری است. 

نظارت در حوزه صنعت

نظارت بر عملکرد و سلامت ماشین‌آلات، نظارت بر عملکرد سامانه‌ها، نظارت بر عملکرد یک حسگر دیگر شبکه، نظارت بر عملکرد مراکز داده، نظارت بر سلامتی سازه‌های مهندسی که خود شامل یک شاخه گسترده‌ است از دیگر کاربردهای این فناوری در حوزه صنعت است. 

شبکه‌های بی‌سیم موردی (Ad hoc Network)

شبکه‌های بی‌سیم موردی، متشکل از چند حسگر هستند که در محدوده جغرافیایی مشخصی قرار می‌گیرند. هر حسگر دارای قابلیت ارتباطی بی‌سیم و هوش کافی برای پردازش سیگنال‌ها و امکان شبکه‌سازی است. شالوه این شبکه‌ها را تجهیزات سیاری شکل می‌دهند که از طریق لینک‌های بی‌سیم با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. شبکه‌های سنتی و سیمی در محیط‌هایی که احتمال بروز اتفاقات غیرقابل پیش‌بینی در آن‌ها وجود دارد و امکان پیاده‌سازی شبکه‌های متمرکز فراهم نیست و قابلیت اطمینان کافی وجود ندارد مناسب نیستند. در چنین محیط‌هایی شبکه‌های بی‌سیم موردی بهترین انتخاب هستند. گره‌های مستقر در شبکه‌های موردی سیار مجهز به گیرنده و فرستنده‌های بی‌سیم هستند و از آنتن‌هایی استفاده می‌کنند که قابلیت انتشار سیگنال‌ها را به شکل همه‌پخشی یا نظیر به نظیر دارند. البته شبکه‌های بی‌سیم موردی الزامات و مشکلات امنیتی خاص خود را دارند. از مهم‌ترین چالش‌ها در این زمینه به موارد زیر باید اشاره کرد:

  • فقدان زیرساخت: در شبکه‌های بی‌سیم ساختارهای متمرکز و مجتمع مثل سرویس‌دهنده‌ها، مسیریاب‌ها و سایر تجهیزات وجود ندارد، به همین دلیل راه‌حل‌های امنیتی این مدل شبکه‌ها غیر متمرکز، توزیع شده و مبتنی بر همکاری همه گره‌های شبکه است. 
  • استفاده از لینک بی‌سیم: در شبکه بی‌سیم این امکان وجود ندارد که از مکانیزم‌های دفاعی رایجی مثل دیوارهای آتش استفاده کرد، بنابراین هکرها ممکن است بدون نیاز به دسترسی فیزیکی به ارتباطات، هر گره را هدف قرار دهند. 
  • چندپرشی بودن: در بیشتر پروتکل‌های مسیریابی بی‌سیم، گره‌ها نقش مسیریاب را ایفا می‌کنند و بسته‌ها دارای چند هاپ (hop) مختلف هستند. در این حالت احتمال بروز خطا یا دستکاری داده‌ها روی هر گره وجود دارد و ممکن است گره‌ها به دلیل پیکربندی اشتباه یا حمله‌های سایبری مسیریابی را به درستی انجام ندهند. 
  • خودمختاری گره‌ها در تغییر مکان: گره‌های سیار در شبکه بی‌سیم به دلیل تغییر مسیر به خصوص در شبکه‌های بزرگ به سختی قابل ردیابی هستند.
  • فقدان هم‌بندی استاندارد: این احتمال وجود دارد که هر تولیدکننده‌ای از توپولوژی خاص خود استفاده کند. ثابت نبودن توپولوژی ممکن است باعث ناسازگاری شود و مشکلاتی در نحوه استفاده از منابع به وجود آورد.

الزامات شبکه‌های حسگر بی‌سیم

یکی از الزامات مهم شبکه‌های حسگر، سرویس همزمانی است. اهمیت زمان در شبکه‌های حسگر باعث شده که اخلال در هم‌زمانی حسگرها عملکرد کل شبکه را با مشکل روبرو کند. به‌طور مثال، هکرها می‌توانند به روش‌های مختلف باعث بروز اختلال در شبکه شوند و مانع رسیدن پیغام‌های هم‌زمانی، تغییر یا جعل آن‌ها، تاخیر در دریافت پیام‌های حساس به زمان و ارسال پیغام‌های هم‌زمانی اشتباه در شبکه شوند. علی‌رغم معرفی چند روش هم‌زمانی برای شبکه‌های حسگر در سال‌های اخیر، تاکنون روش هم‌زمانی جامعی که بتواند نیازمندی‌های امنیتی و کارامدی این شبکه‌ها را برآورده کند، ارایه نشده است. 

مسیریابی

در شبکه‌های حس‌گر بی‌سیم، گره‌های شبکه دانش قبلی از توپولوژی شبکه‌ای که در آن قرار دارند، در اختیار ندارند و مجبور هستند برای ارتباط با سایر گره‌ها، محل مقصد در شبکه را کشف کنند. ایده اصلی این است که یک گره جدید به‌طور اختیاری حضورش در شبکه را منتشر کند و به همسایه‌هایش گوش دهد. به این ترتیب گره تا حدی از گره‌های نزدیکش اطلاع به‌دست می‌آورد و راه رسیدن به آن‌ها را یاد می‌گیرد. به همین ترتیب همه گره‌ها یکدیگر را می‌شناسد و حداقل یک راه برای رسیدن به آن‌ها را می‌دانند. 

پروتکل‌های مسیریابی

مسیریابی در این شبکه‌ها به دلیل این‌که هر گره می‌تواند به‌طور تصادفی حرکت کند و می‌تواند در یک بازه زمانی از شبکه خارج شود، مشکل است. به‌طور مثال، مسیری که در یک زمان بهینه ‌است ممکن است چند ثانیه بعد وجود نداشته باشد. به‌طور کلی، در شبکه‌ حس‌گرهای بی‌سیم از پروتکل‌های زیر استفاده می‌شود:

پروتکل‌های مبتنی بر جدول: در این روش هر گره اطلاعات مسیریابی را با ذخیره اطلاعات محلی سایر گره‌ها در شبکه به دست می‌آورد. اطلاعاتی که برای انتقال داده از طریق گره‌های مختلف استفاده می‌شوند.

پروتکل‌های مسیر درخواست: در شبکه‌ حس‌گرهای بی‌سیم به‌روزرسانی مسیر به ندرت انجام می‌شود و از مسیرهایی که ایجاد شده استفاده می‌شوند. با این‌حال، گاهی اوقات شرایط ایجاب می‌کند تا مسیرهای سفارشی را برای انتقال داده‌ها استفاده کرد. برای این منظور از پروتکل‌های مسیر درخواست استفاده می‌شود. این پروتکل‌ها، مسیر درخواست شده را با ارسال سیل‌آسای بسته‌های شناسایی کننده پیدا می‌کنند. از معایب این پروتکل‌ها باید به صرف زمان طولانی برای یافتن مسیر و حجم سیل‌آسای بسته‌های ارسالی، امکان ازدحام و مختل شدن عملکرد شبکه اشاره کرد. 

  • پروتکل‌های ترکیبی: ترکیبی از دو پروتکل بالا هستند. این پروتکل‌ها روش مسیریابی بردار-فاصله را برای پیدا کردن کوتاه‌ترین فاصله استفاده می‌کنند و اطلاعات مسیریابی را تنها وقتی تغییری در توپولوژی شبکه ایجاد شود گزارش می‌دهند. هر گره در شبکه برای خودش یک ناحیه مسیریابی دارد و رکورد اطلاعات مسیریابی در این نواحی را نگهداری می‌کند. 
  • پروتکل‌های مسیریابی جدول (فعال): عملکرد این نوع پروتکل‌ها نگهداری فهرستی از جدیدترین مقصدها و شیوه مسیریابی آن‌ها، با به‌روز رسانی دوره‌ای جدول‌های مسیریابی و توزیع این جداول در کل شبکه است. از معایب این پروتکل‌ها باید به حجم قابل توجه داده‌هایی که باید نگه‌داری شوند و واکنش کند در برابر دوباره‌سازی ساختار شبکه و شکست‌ها اشاره کرد. 
  • پروتکل‌های مسیریابی واکنشی (بر اساس تقاضا): این پروتکل‌ها نیز عملکردی شبیه به پروتکل‌های مسیر درخواست دارند و با ارسال حجم عظیمی از بسته‌های یابنده اقدام به پیدا کردن مسیر می‌کنند. با این‌حال، صرف زمان طولانی برای یافتن مسیر و حجم سیل‌اسای بسته‌های ارسالی ممکن است مشکل‌ساز شوند. 
  • پروتکل‌های مسیریابی فعال و واکنشی: این پروتکل‌ها نقاط قوت مسیریابی فعال و واکنشی را ترکیب می‌کنند. این پروتکل‌ها در ابتدا یک سری مسیرهای فعالانه پیش‌فرض ایجاد می‌کنند و مسیرهای تقاضا شده برای گره‌های فعال اضافه شده را با ارسال سیل‌آسای الگوریتم واکنشی پیدا می‌کنند. عملکرد این پروتکل‌ها به تعداد گره‌های فعال بستگی دارد. 

پروتکل‌های روش اول

  • DSDV: این پروتکل بر مبنای الگوریتم کلاسیک Bellman-Ford طراحی شده‌اند. در این حالت هر گره فهرستی از تمام مقصدها و تعداد پرش‌ها تا هر مقصد را تهیه می‌کند. در این روش هر ورودی با یک عدد شماره‌گذاری می‌شود. 
  • برای حل مشکل حجم سنگین ترافیکی که به دلیل به‌روزرسانی مسیرها در شبکه به وجود می‌آید از رویکرد بسته‌های- افزایشی (incremental -packets) استفاده می‌شود. مهم‌ترین مزیت این پروتکل اجتناب از به وجود آمدن حلقه‌های مسیریابی در شبکه‌های شامل مسیریاب‌های متحرک است. بدین ترتیب اطلاعات مسیرها همواره بدون توجه به این‌که آیا گره در حال حاضر نیاز به استفاده از مسیر دارد یا نه فراهم هستند.
  • WRP: این پروتکل بر مبنای الگوریتم path-finding طراحی شده، با این استثنا که مشکل شمارش تا بینهایت این الگوریتم را برطرف کرده‌ است. در این پروتکل هر گره، چهار جدول به‌نام‌های جدول فاصله، جدول مسیریابی، جدول هزینه لینک و جدولی در مورد پیام‌هایی که باید دوباره ارسال شوند در اختیار دارد. تغییرات ایجاد شده در لینک‌ها از طریق ارسال و دریافت پیام میان گره‌های همسایه اطلاع داده می‌شوند.
  • CSGR: در این نوع پروتکل گره‌ها به گروه‌هایی تقسیم‌بندی می‌شوند. هر گروه یک سر گروه دارد که می‌تواند گروهی از میزبان‌ها را کنترل و مدیریت کند. از جمله قابلیت‌هایی که رویکرد دسته‌بندی فراهم می‌کند باید به اختصاص پهنای باند مناسب و دسترسی به کانال اشاره کرد. این پروتکل از DSDV به عنوان پروتکل مسیریابی زیر بنایی خود استفاده می‌کند. 
  • STAR: این پروتکل نیاز به‌بروزرسانی مداوم مسیرها ندارد و هیچ تلاشی برای یافتن مسیر بهینه بین گره‌ها نمی‌کند.

پروتکل‌های روش دوم

  • SSR: این پروتکل مسیرها را بر مبنای قدرت و توان سیگنال‌ها بین گره‌ها انتخاب می‌کند، بنابراین مسیرهایی که انتخاب می‌شوند قوی‌تر هستند. می‌توان این پروتکل را به دو مدل اصلی DRP و SRP و زیرمدل‌های مرتبط تقسیم کرد. DRP مسئول تهیه و نگهداری جدول مسیریابی و جدول مربوط به توان سیگنال‌ها است.SRP نیز بسته‌های رسیده را بررسی می‌کند تا در صورتی که آدرس گره مربوط به خود را دارند، آن‌ها را به لایه‌های بالاتر بفرستد.
  • DSR: در این پروتکل، گره‌های سیار باید حافظه‌هایی موقت برای مسیرهایی که از وجود آن‌ها مطلع هستند داشته باشند. این پروتکل از دو رویکرد اصلی کشف مسیر و به‌روز‌رسانی مسیر استفاده می‌کند. 
  • TORA: بر اساس الگوریتم مسیریابی توزیع شده بنا شده و برای شبکه‌های سیار پویا طراحی شده ‌است. این الگوریتم برای هر جفت از گره‌ها چند مسیر تعیین می‌کند و نیازمند کلاک سنکرون است. این پروتکل بر مبنای الگوی سه مرحله‌ای ایجاد مسیر، به‌روزرسانی مسیر و از بین بردن مسیر استفاده می‌کند. 
  • AODV: بر مبنای الگوریتم DSDV طراحی شده، با این تفاوت که قادر است به میزان قابل توجهی در پهنای باند صرفه‌جویی کند، زیرا کشف مسیر تنها زمانی آغاز می‌شود که مسیری بین دو گره وجود نداشته باشد.
  • RDMAR: این پروتکل فاصله بین دو گره را از طریق حلقه‌های رادیویی و الگوریتم‌های فاصله‌یابی محاسبه می‌کند. این پروتکل قبل از انجام هر اقدامی ابتدا محدوده جست‌وجو را مشخص می‌کند تا ترافیک سیل‌آسای بی موردی در شبکه ایجاد نشود. 

مسیریابی چند مسیری

برخی از الگوریتم‌های مسیریابی در شبکه‌ حسگرهای بی‌سیم، عمل مسیریابی را به‌شکل چندمسیری انجام می‌دهند، به این معنا که به‌طور هم‌زمان چند مسیر را بین مبدا و مقصد برقرار می‌کنند. در حالت کلی می‌توان مزایای زیر را برای الگوریتم‌های چندمسیری در برابر الگوریتم‌های تک‌مسیری، برشمرد:

  1.  افزایش تحمل‌پذیری در برابر خطا و خرابی.
  2.  متعادل‌سازی بار در شبکه و کنترل ازدحام و ترافیک. 
  3.  افزایش پهنای باند نقاط پایانی .
  4.  کاهش تاخیر نقاط پایانی. 

الگوریتم‌های مسیریابی به دو شکل کار می‌کنند. در حالت اول، یکی از مسیرها را به عنوان مسیر اصلی جهت ارسال اطلاعات انتخاب می‌کنند و ارسال اطلاعات به سمت مقصد فقط از طریق مسیر اصلی انجام می‌شود و مابقی مسیرها به عنوان مسیر جایگزین نگه‌داری می‌شوند تا در صورت ناکارآمد شدن یا از بین رفتن مسیر اصلی، از یکی از آن‌ها جهت ارسال اطلاعات استفاده شود. 

به این ترتیب در صورت خرابی، تاخیر کمتری در شبکه به وجود می‌آید. در حالت دوم، مبدا هم‌زمان از چند مسیر برای ارسال اطلاعات به سمت مقصد استفاده می‌کند که در این صورت می‌توان به مزایایی از قبیل متعادل‌سازی بار در شبکه و کنترل ترافیک و ازدحام دست یافت. در نهایت در این رویکرد نیز به خاطر ارسال موازی داده‌ها، تاخیر نقاط پایانی کم می‌شود. از مهم‌ترین الگوریتم‌های مسیریابی چند مسیری باید به SMR، AOMDV، AODVM، ZD-AOMDV و IZM-DSR اشاره کرد.

کلام آخر

همان‌گونه که مشاهده کردید، شبکه‌های حسگر بی‌سیم (Wireless Sensor Network) نوع خاصی از شبکه‌ها هستند که متشکل از طیف گسترده‌ای از حس‌گرها هستند که بدون نیاز به زیرساخت سخت‌افزاری، محدوده مشخصی را پوشش می‌دهند و در تعامل با یکدیگر وظایفی را به انجام می‌رسانند. پوشش یکی از مباحث مهم در شبکه‌های حس‌گر بیسیم است.

حس‌گرها از منظر قابلیت حرکت به دو گروه ثابت و متحرک طبقه‌بندی می‌شوند. برای بهبود منطقه‌ای که حس‌گرها پوشش می‌دهند باید از الگوریتم‌های هوشمندی برای شناسایی شکاف استفاده کرد و حسگرهای ثابت بیشتری در این نواحی مستقر کرد یا از حس‌گرهای متحرک استفاده کرد. گره‌های متحرک عملکرد بهتری نسبت به گره‌های ثابت دارند. با این‌حال، شبکه‌های فوق بدون عیب نیستند.

از مهم‌ترین مشکلات پیرامون این شبکه‌ها باید به نحوه پردازش داده‌ها، مکانیزم‌های ارتباطی مورد نیاز و میزان مصرف انرژی اشاره کرد. با این‌حال، به دلیل این‌که شبکه‌ حس‌گرهای بی‌سیم به هیچ ساختار از قبل تعیین شده یا مدیریت مرکزی نیاز ندارند و تمامی گره‌ها به‌عنوان مسیریاب رفتار می‌کنند، مدیریت آن‌ها پیچیدگی زیادی ندارد. علاوه بر این، گسترش‌پذیری مهم‌ترین دلیل گسترش روزافزون این شبکه‌ها است که در این زمینه نباید از نقش پروتکل‌های مسیریابی مبتنی بر تقاضا غافل شد.

ماهنامه شبکه را از کجا تهیه کنیم؟
ماهنامه شبکه را می‌توانید از کتابخانه‌های عمومی سراسر کشور و نیز از دکه‌های روزنامه‌فروشی تهیه نمائید.

ثبت اشتراک نسخه کاغذی ماهنامه شبکه     
ثبت اشتراک نسخه آنلاین

 

کتاب الکترونیک +Network راهنمای شبکه‌ها

  • برای دانلود تنها کتاب کامل ترجمه فارسی +Network  اینجا  کلیک کنید.

کتاب الکترونیک دوره مقدماتی آموزش پایتون

  • اگر قصد یادگیری برنامه‌نویسی را دارید ولی هیچ پیش‌زمینه‌ای ندارید اینجا کلیک کنید.

ایسوس

نظر شما چیست؟