آموزش, اتوماسیون صنعتی

شبکه­ های حسگری بی­سیم ( WSN )

شبکه­ های حسگری بی­سیم

شکل ‏2‑9، تصویری مفهومی از ساختار شبکه­ های حسگری بی­سیم (WSN[1]) ارائه می­دهد. مطابق شکل ‏2‑9، یک WSN از تعدادی گره[2] تشکیل شده است که به صورت بی­سیم[3] به هم متصل هستند. این گره­ ها شامل انواع حسگر ها و انواع کنترل کننده­ ها هستند که به صورت بی­سیم به هم ارتباط برقرار کرده و یک فرآیند را کنترل می­کنند. به طور مثال در یک مزرعه هوشمند، حسگر های شرایط محیطی، هواشناسی و پایش وضعیت خاک، اطلاعاتی را در خصوص شرایط مزرعه جمع­آوری کرده و به اشتراک می­گذارند. کنترل کننده­ ها، با استفاده از این اطلاعات، آبیاری، کوددهی، سمپاشی، برداشت و سایر فرآیند های مرتبط با یک مزرعه را کنترل می­کنند. این شبکه هوشمند، امکان بهینه­ سازی مصرف آب و انرژی، افزایش کیفیت و کمیت محصولات زراعی، کاهش نیاز به نیروی انسانی و خطا های ناشی از آن و به طورکلی افزایش بهره ­وری را فراهم می­سازد.

شکل ‏2‑9 تصویری مفهومی از ساختار شبکه­ های حسگری بی­سیم

هر WSN، از سه دسته گره اصلی تشکیل شده است که گره­ های پایانی[4]، مسیریاب[5]­ ها و درگاه ارتباطی اصلی[6] نام دارند.

گره­ های پایانی

گره­ های پایانی، نقاط انت هایی یک WSN هستند که داده­ های شبکه را دریافت/ارسال می­کنند و هیچ عملیاتی را جهت انتقال داده میان سایر گره­ ها در شبکه انجام نمی­دهند. این گره­ ها می­توانند حسگر یا کنترل کننده باشند و تعداد آن­ ها در یک WSN با محدودیت مواجه نیست.

 

گره­ های مسیریاب

این گره­ ها علاوه بر انجام وظایف اصلی خود، نقش انتقال داده­ ها در شبکه را نیز بر عهده دارند. در مواردی، به دلیل گستردگی شبکه، امکان اتصال مستقیم میان گره­ ها وجود ندارد. در این شرایط، مسیریاب­ ها پیام­ ها را از مبدا دریافت کرده و با تبادل آن­ ها از کوتاه­ترین مسیر ارتباطی، پیام­ ها را به مقصد می­رسانند. مسیریاب­ ها می­توانند حسگر یا کنترل کننده باشند و تعداد آن­ ها در یک WSN با محدودیت مواجه نیست.

 

درگاه ارتباطی اصلی

هر WSN، معمولا فقط از یک درگاه اصلی بهره می­برد. اطلاعات تبادل شده در شبکه توسط درگاه اصلی رصد شده و در اختیار کاربر قرار می­گیرند، همچنین می­توانند بر روی فضای ابری بارگذاری شوند و از طریق شبکه اینترنت با سایر نقاط ج هان تبادل شوند.

 

[1] Wireless Sensors Network (WSN)

[2] Node

[3] Wireless

[4] End Nodes

[5] Router

[6] Edge Node, Coordinator