شبکه حسگر بی‌سیم یا WSN و کلیات آن
شبکه حسگر بی‌سیم (Wireless Sensor Network) یا به طور اختصار WSN به یک شبکه بی سیم از حسگرهای خود راهبر گفته می‌شود که با فاصله پخش شده اند و برای اندازه گیری گروهی برخی از کمیت‌های فیزیکی یا شرایط محیطی مانند دما، صدا، لرزش، فشار، حرکت یا آلاینده ها، در مکانهای مختلف یک محدوده کاربرد دارد.
تعریف شبکه حسگر بی سیم (WSN)
شبکه های حسگر بی سیم فناوری نوظهوری است که به موضوعی مهم در امر تحقیقات بدل گشته است و بخشی جدایی ناپذیر از زندگی ما در آینده خواهد بود. دامنه ی کاربرد وسیع شبکه های حسگر بی‌سیم موضوعات مهمی را از جمله امنیت ملی، نظامی، خدمات درمانی، نظارت محیط و بسیاری موضوعات دیگر را در بر می گیرد. با توجه به گستردگی حوزه کاربرد این گونه شبکه ها، محققان بسیاری به تحقیق در این زمینه علاقمند شده اند. شبکه های حسگر بی سیم شامل تعداد زیادی نود حسگر می باشند که در یک محیط پراکنده شده اند. این نوع از شبکه، وسیله مناسبی برای جمع آوری و ارسال اطلاعات محیطی و یا اطلاع رسانی وقوع یک رخداد، به یک نود مرکزی می باشد.
کاربردهای شبکه حسگر بی سیم
این شبکه ها دارای ویژگی ها و خصوصیات و محدودیتهای مربوط به خود می باشند که موجب متمایز شدن این شبکه ها از سایر شبکه ها شده است. یک شبکه حسگر متشکل از تعداد زیادی نود‌های حسگر است که در یک محیط به طور گسترده پخش شده اند و به جمع‌آوری اطلاعات از محیط می پردازند. لزوماً مکان قرار گرفتن نود‌های حسگر، از قبل‌تعیین شده و مشخص نیست. چنین خصوصیتی این امکان را فراهم می آورد که بتوانیم آنها را در مکانهای خطرناک و یا غیرقابل دسترس رها کنیم.
پیشرفت‌های اخیر در فناوری ساخت مدارهای مجتمع در اندازههای کوچک از یکسو و توسعه فناوری ارتباطات بی‌سیم از سوی دیگر زمینهساز طراحی شبکه‌های حسگر بی‌سیم شده است. یکی از کاربردهای اساسی این شبکه‌ها مربوط به محیطهایی می‌شود که انسان نمی تواند در آن حضور داشته باشد، مانند کف اقیانوسها یا محیطهای نظامی به علت حضور دشمن و یا محیطهای آلوده از نظر شیمیایی و هستهای.
کوچکترین نمونه پیادهسازی سختافزاری گره‌های حسگر غبار هوشمند است که یک گره یک میلیمتر مکعبی است اما همچنان تلاش بر این است که این گره‌ها به قدری کوچک شوند که بتوانند معلق در هوا باقی بمانند و به وسیله جریان هوا شناور شوند و برای ساعتها یا روزها موارد حسشده را ارسال نمایند. امنیت در برخی کاربردهای نظامی یک موضوع بحرانی است، مثلاً ارتباط بی‌سیم شبکه کار را برای فعالیتهای امنیتی دشوارتر می نماید.یک شبکه WSN از مجموعه‌ای از گره‌ها تشکیل شده است که می‌توانند تعداد آنها از چندتا تا چندصد حسگر متغیر باشد. در این شبکه‌ها هر گره به گره دیگر (یا چند گره دیگر) متصل است.
هر کدام از این حسگرهای شبکه، معمولا چند بخش دارند:
- گیرنده/فرستنده رادیویی با آنتن داخلی یا اتصال به آنتن بیرونی.
- میکروکنترلر که مداری است الکترونیکی برای ارتباط برقرار کردن با سنسورها و منابع تغذیه.
- باتری یا شکل متصلی از دستگاه ذخیره‌سازی انرژی.
معرفی شبکه های بی سیم حسگر WSN ، پیشرفت‌های اخیر در زمینه الکترونیک و مخابرات بی‌سیم توانایی طراحی و ساخت حسگرهایی را با توان مصرفی پایین، اندازه کوچک، قیمت مناسب و کاربری‌های گوناگون داده است. این حسگرهای کوچک که توانایی انجام اعمالی چون دریافت اطلاعات مختلف محیطی (بر اساس نوع حسگر، پردازش و ارسال آن اطلاعات را دارند، موجب پیدایش ایده‌ای برای ایجاد و گسترش شبکه‌های موسوم به شبکه‌های بی‌سیم حسگر WSN شده‌اند.
یک شبکه حسگر متشکل از تعداد زیادی گره‌های حسگر ارزان و ضعیف است که با هدف احساس رویدادهای اتفاق افتاده در محیط تحت نظارت بر پا می گردد و در یک محیط به طور گسترده پخش شده و به جمع‌آوری اطلاعات از محیط می‌پردازند. هر واحد گره حسگر مجهز به سخت افزار احساس، فرستنده، پردازشگر، حافظه و باتری می باشد. لزوماً مکان قرار گرفتن گره‌های حسگری، از قبل‌تعیین‌شده و مشخص نیست. چنین خصوصیتی این امکان را فراهم می‌آورد که بتوانیم آنها را در مکانهای خطرناک و یا غیرقابل دسترس رها کنیم از طرف دیگر این بدان معنی است که پروتکل‌ها و الگوریتم‌های شبکه‌های حسگری باید دارای توانایی‌های خودسازماندهی باشند.
