شبکه حسگر

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 12

بررسی نحوه انتخاب Data Storage در شبکه های حسگر

تهیه کنندگان : یوحنا قدیمی

علی عباسی

کاوه پاشایی

شبکه های سنسور بی سیم شامل نودهای کوچکی با توانایی حس کردن، محاسبه و ارتباط به زودی در همه جا خود را می گسترانند. چنین شبکه هایی محدودیت منابع روی ارتباطات، محاسبه و مصرف انرژی دارند. اول اینکه پهنای باند لینکهایی که گرههای سنسور را به هم متصل می کنند محدود می باشد و شبکه های بیسیم ای که سنسورها را به هم متصل می کنند کیفیت سرویس محدودی دارند و میزان بسته های گم شده در این شبکه ها بسیار متغیر می باشد. دوم اینکه گره های سنسور قدرت محاسبه محدودی دارند و اندازه حافظه کم نوع الگوریتمهای پردازش داده ای که می تواند استفاده شود را محدود می کند. سوم اینکه سنسورهای بی سیم باطری کمی دارند و تبدیل انرژی یکی از مسائل عمده در طراحی سیستم می باشد.

داده جمع آوری شده می تواند در شبکه های سنسور ذخیره شود و یا به سینک منتقل شود وقتی داده در شبکه های سنسور ذخیره می شود مشکلات عدیده ای به وجود می آید:

سنسورها میزان حافظه محدودی دارند که این باعث می شود نتوانیم میزان زیادی داده که در طول ماه یا سال جمع آوری شده را ذخیره کنیم

چون منبع تغذیه سنسورها باطری می باشد با تمام شدن باطری داده ذخیره شده در آن از بین می رود.

جستجو در شبکه گسترده و پراکنده آن بسیار مشکل می باشد.

داده ها می توانند به سینک منتقل شوند و در آنجا برای بازیابی های بعدی ذخیره شوند این شما ایده آل می باشد چون داده ها در یک محل مرکزی برای دسترسی دائمی ذخیره می شوند. با این حال، ظرفیت انتقال به ازای هر نود در شبکه سنسور که به صورت تعداد بسته هایی که سنسور می تواند در هر واحد زمانی به سینک منتقل کند تعریف می شود، محدود می باشد. حجم زیادی از داده نمی تواند به صورت موثر از شبکه سنسور به سینک منتقل شود علاوه بر اینها انتقال داده از شبکه سنسور به سینک ممکن است انرژی زیادی مصرف کند و این باعث مصرف انرژی باطری شود.

بخصوص سنسورهای اطراف سینک به طور وسیع مورد استفاده قرار می گیرند وممکن است سریع خراب شوند و این باعث پارتیشن شدن شبکه می شود. این امکان وجود دارد که با افزایش هزینه برخی از نودها با ظرفیت حافظه بیشتر و قدرت باطری بیشتر در شبکه های سنسور استفاده شود این سنسور ها از اطلاعات موجود در سنسورهای نزدیک Backup می گیرند و به Query ها جواب می دهند. داده جمع آوری شده در هر نود می تواند به صورت پریودیک توسط رباتها به Data ware house منتقل شود چون نودهای ذخیره داده را فقط از نودهای همسایه جمع آوری می کنند و از طریق فیزیکی منتقل می کنند، مشکل ظرفیت محدود حافظه، ظرفیت انتقال و باطری تا حدودی بهبود می یابد.

پرس و جوی کاربر ممکن است فرم های مختلفی داشته باشد برای مثال پرس و جوی کاربر ممکن است این باشد که چه تعداد نود رخداد های انتقال را تشخیص می دهند، میانگین دمای فیلدهای حسگر و یا ... ، در این سناریو هر سنسور علاوه بر حس کردن درگیر مسیریابی داده در دو زمینه می باشد: داده خامی که به نودهای ذخیره منتقل می شود و انتقال برای Query Diffusion و جواب به پرس و جو ، هر کدام از دو مورد ممکن است داده را به سینک منتقل کند و یا به صورت محلی در نود سنسور ذخیره کند، از طرف دیگر داده ای که منحصراً در سینک ذخیره شده است برای جواب به پرس و جو با صرفه تر است چون هیچ هزینه انتقال ندارد ولی تجمع داده در سینک هزینه زیادی دارد در طرف مقابل داده ای که به صورت محلی در سنسور ذخیره شده است هیچ هزینه ای برای تجمع داده ندارد ولی هزینه پرس و جو بسیار بالا می باشد نودهای ذخیره نه تنها یک محل ذخیره سازی دائمی فراهم می کنند یک بافر بین سینک و نودهای سنسور می باشند.

در اینجا ما دو نوع از سنسورها را تعریف می کنیم :

نودهای ذخیره ( Storage Node ) : این گره ها تمام داده هایی که از سایر دریافت کرده اند و نیز داده هایی که خود تولید کرده اند را ذخیره می کنند و هیچ چیزی را قبل از اینکه پرس و جو دریافت کنند نمی فرستند با توجه به تعریف پرس و جو آنها نتایج مورد دلخواه را از داده خام بدست می آورند و نتایج مربوطه را به سینک منتقل می کنند. سینک هم خودش به عنوان نود ذخیره تعبیر می شود.

نودهای فوروارد ( Forwarding Node ) : این نودها داده دریافتی از نودهای دیگر یا داده های تولیدی خود را دوباره از طریق مسیر های خاص به سینک منتقل می کنند این عمل تا زمانی که داده به یک نود ذخیره منتقل شود ادامه پیدا می کند عملیات ارسال دوباره مستقل از پرس و جو می باشد و بنابراین نیاز به هیچ پردازشی ندارد. شکلهای زیر این تعریف ها را به خوبی نمایان می کند.