Ознайомлення з основними концепціями бездротових сенсорних мереж і їхніми технологіями

Ознайомлення з основними концепціями бездротових сенсорних мереж і їхніми технологіями.

ЗАВДАННЯ:

Частина 1: Ознайомлення з бездротовими сенсорними мережами

1. Поясніть, що таке бездротові сенсорні мережі і як вони відрізняються від інших типів мереж.

Бездротова сенсорна мережа (БСС) (англ. WSN - Wireless Sensor Network) – розподілена сенсорна мережа множини сенсорів і виконавчих пристроїв, що самоорганізується, об'єднаних між собою за допомогою радіоканалів. Переваги бездротових сенсорних мереж:

1. здатність до самовідновлення та самоорганізації;

 2. здатність передавати інформацію на значні відстані при малій потужності передавачів (шляхом ретрансляції);

3. низька вартість вузлів і їх малий розмір;

4. низьке енергоспоживання і можливість електроживлення від автономних джерел;

    5. простота установки, відсутність необхідності в прокладанні кабелів (завдяки бездротовій технології і живленню від батарей);

6. можливість установки таких мереж на вже існуючий і експлуатується об'єкт без проведення додаткових робіт;

7. низька вартість технічного обслуговування

Головною відмінністю бездротових сенсорних мереж від традиційних комп'ютерних і телефонних мереж є відсутність постійної інфраструктури, що належить певному оператору або провайдеру. Кожен термінал в сенсорній мережі має можливість функціонувати не тільки як кінцевий пристрій, але як і транзитний вузол. Передача даних здійснюється шляхом перенаправлення інформації від найближчого вузла, а не на базову станцію або точку доступу як в традиційних мережах з фіксованою інфраструктурою.

1. Розгляньте основні компоненти бездротових сенсорних мереж, такі як сенсори, вузли збору даних, маршрутизатори і контролери. Поясніть їхні функції та взаємодію.

Бездротові сенсорні мережі (WSN) складаються з різних компонентів, які взаємодіють між собою для збору, передачі та обробки даних з навколишнього середовища. Основні компоненти WSN включають в себе сенсори, вузли збору даних, маршрутизатори і контролери. Ось короткий огляд функцій та взаємодії цих компонентів:

1. Сенсори:

• Функція: Сенсори є датчиками, які вимірюють фізичні параметри навколишнього середовища, такі як температура, вологість, тиск, освітленість, рух і інші.
• Взаємодія: Сенсори збирають дані і передають їх вузлам збору даних або маршрутизаторам через бездротовий канал.

1. Вузли збору даних (Data Collection Nodes):

• Функція: Вузли збору даних приймають дані від сенсорів, агрегують їх і передають на вищий рівень мережі.
• Взаємодія: Вони можуть взаємодіяти безпосередньо з сенсорами та іншими вузлами збору даних і передавати дані до маршрутизаторів або контролерів.

1. Маршрутизатори (Routers):

• Функція: Маршрутизатори відповідають за передачу даних від вузлів збору даних до базової станції або інших вузлів у мережі.
• Взаємодія: Вони приймають дані від вузлів збору даних та визначають оптимальний шлях для передачі даних до призначення, використовуючи маршрутизаційні протоколи.

1. Контролери (Controllers):

• Функція: Контролери відповідають за керування та управління роботою всієї бездротової сенсорної мережі. Вони можуть приймати рішення щодо включення або вимкнення сенсорів, налаштування маршрутизації і обробки даних.
• Взаємодія: Контролери зазвичай взаємодіють з маршрутизаторами і вузлами збору даних, виконуючи керуючі функції та надсилаючи команди для налаштування мережі та оптимізації її роботи.

Взаємодія між цими компонентами дозволяє бездротовій сенсорній мережі збирати дані з різних джерел, передавати їх до центральних пунктів обробки і керувати роботою мережі для досягнення певних цілей, таких як збільшення тривалості роботи мережі, зменшення споживання енергії та інші.