شبکه حسگریا کارانداز شبکه ای است از تعداد زیادی گره کوچک تشکیل شده است . در هر گره تعدادی حسگر وجود دارد. این شبکه با محیط فیزیکی تعامل تنگاتنگی دارد این حسگرها اطلاعات را از محیط گرفته و از طریق حسگر ها واکنش نشان می دهد. ارتباط بین گره ها بصورت بی سیم است. هرگره مستقل کار میکند و نیازی به دخالت انسانی نیست و اندازه بسیار کوچکی دارد و همچنین محدودیت هایی در قدرت پردازش, ظرفیت حافظه, منبع تغذیه, …دارد . این محدودیت ها منشا بسیاری از موضوعات تحقیقاتی مطرح در این حوزه است. این شبکه ازپشته پروتکلی شبکه های سنتی پشتیبانی میکند ولی بخاطر محدودیت ها و تفاوتهای مربوط به کاربرد,نیاز به باز نویسی پروتکل ها است .
مطالعه بیشتر : آشنایی با tcp/ip
پیشرفتها در فناوری ساخت مدارهای مجتمع در ابعاد کوچک و توسعه فناوری ارتباطات بی سیم سبب طراحی شبکه های حسگر بی سیم شده است.تفاوت اصلی این شبکه ها در نوع ایجاد ارتباط است با محیط و پدیده های فیزیکی؛ شبکه های سنتی بین انسانها و پایگاه های اطلاعاتی یک ارتباط ایجاد میکند در حالی که شبکه حسگر رابطه فیزیکال مستقیم دارد نام شبکه حسگر بی سیم یک نام عمومی است برای انواع مختلف و برای اهداف خاص طراحی می شود. اگرگره ها توانایی حرکت داشته باشند شبکه می تواند گروهی از رباتهای کوچک در نظر گرفته شود که با هم بصورت تیمی کار می کنند و جهت هدف خاصی طراحی شده است. ازنگاه دیگر اگر در شبکه تلفن همراه ایستگاه های پایه را حذف کنیم و هر موبایل را یک گره حساب کنیم ارتباط بین گره ها باید بطور مستقیم یا از طریق یک یا چند گره میانی برقرار شود. این خود نوعی شبکه حسگر بی سیم است. بنظر میرسد تاریخچه شبکه های حسگر به دوران جنگ سرد و ایده اولیه آن به طراحان نظامی صنایع دفاع آمریکا برمیگردد اما این ایده می توانسته در ذهن طراحان رباتهای متحرک مستقل یا حتی طراحان شبکه های بی سیم موبایل نیز شکل گرفته باشد. به هر حال از آنجا که این فن نقطه تلاقی دیدگاه های مختلف است تحقق آن می تواند بستر پیاده سازی بسیاری از کاربردهای آینده باشد. کاربرد فراوان این نوع شبکه و ارتباط آن با مباحث مختلف مطرح در کامپیوتر و الکترونیک از جمله امنیت شبکه, ارتباط بلادرنگ, پردازش صوت و تصویر, داده کاوی, رباتیک ,طراحی خودکار سیستم های جاسازی شده دیجیتال و… میدان وسیعی برای پروهش محققان با علاقمندی های مختلف فراهم نموده است.
ساختار کلی شبکه حس/کار بی سیم
قبل از ارائه ساختار کلی ابتدا تعدادی از تعاریف کلیدی را ذکر می کنیم.
حسگر : وسیله ای که وجود شیئ رخداد یک وضعیت یا مقدار یک کمیت فیزیکی را تشخیص داده و به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. حسگر انواع مختلف دارد مانند حسگرهای دما, فشار, رطوبت, نور, شتاب سنج, مغناطیس سنج و…
کارانداز : با تحریک الکتریکی یک عمل خاصی مانند باز و بسته کردن یک شیر یا قطع و وصل یک کلید را انجام می دهد
گره حسگر: به گره ای گفته می شود که فقط شامل یک یا چند حسگر باشد.
گره کارانداز: به گره ای گفته می شود که فقط شامل یک یا چند کارانداز باشد.
گره حسگر/کارانداز: به گره ای گفته می شود که مجهز به حسگر و کار انداز باشد.
شبکه حسگر : شبکه ای که فقط شامل گره های حسگر باشد. این شبکه نوع خاصی از شبکه حس/کاراست. در کاربردهایی که هدف جمع آوری اطلاعات و تحقیق در مورد یک پدیده می باشد کاربرد دارد. مثل مطالعه روی گردبادها.
میدان حسگر/کارانداز : ناحیه کاری که گره های شبکه حس/کار در آن توزیع میشوند.
چاهک: گرهی که جمع آوری داده ها را به عهده دارد. و ارتباط بین گره های حس/کار و گره مدیر وظیفه را برقرار می کند.
گره مدیر وظیفه: گرهی که یک شخصی بعنوان کاربریا مدیر شبکه از طریق آن با شبکه ارتباط برقرار میکند. فرامین کنترلی و پرس و جو ها از این گره به شبکه ارسال شده و داده های جمع آوری شده به آن بر میگردد
شبکه حس/کار: شبکه ای متشکل از گره های حسگر و کار انداز یا حسگر/کارانداز است که حالت کلی شبکه های مورد بحث می باشد. به عبارت دیگر شبکه حس/کارشبکه ای است با تعداد زیادی گره که هر گره می تواند در حالت کلی دارای تعدادی حسگر و تعدادی کارانداز باشد. در حالت خاص یک گره ممکن است فقط حسگر یا فقط کارانداز باشد. گره ها در ناحیه ای که میدان حس/کار نامیده می شود با چگالی زیاد پراکنده می شوند. یک چاهک پایش کل شبکه را بر عهده دارد. اطلاعات بوسیله چاهک جمع آوری می شود و فرامین از طریق چاهک منتشر می شود.. مدیریت وظایف میتواند متمرکز یا توزیع شده باشد. بسته به اینکه تصمیم گیری برای انجام واکنش در چه سطحی انجام شود دو ساختار مختلف خودکار و نیمه خودکار وجود دارد. که ترکیب آن نیز قابل استفاده است.
ساختار خودکار : حسگر هایی که یک رخداد یا پدیده را تشخیص می دهند داده های دریافتی را به گره های کارانداز جهت پردازش و انجام واکنش مناسب ارسال می کنند. گره های کارانداز مجاور با هماهنگی با یکدیگر تصمیم گیری کرده و عمل می نمایند. در واقع هیچ کنترل متمرکزی وجود ندارد و تصمیم گیری ها بصورت محلی انجام میشود.
ساختار نیمه خودکار: در این ساختار داده ها توسط گره ها به سمت چاهک هدایت شده و فرمان از طریق چاهک به گره های کار انداز صادر شود.
