Kablosuz Algılayıcı Ağlar (Wireless Sensor Networks)
advertisement
Kablosuz Algılayıcı Ağlar (Wireless Sensor Networks-WSN) Sensörler Her yerde • • • • • Otomobiller Telefonlar Fabrikalar Tarlalar … Sensör Ağın Tanımı • WSN, birlikte çalışarak etraflarını algılayabilen, insanlarla, bilgisayarlarla ve çevresiyle etkileşebilen düğümlerin ağı. Sensör Ağların Tarihçesi • Askeri amaçlı olarak geliştirilmiş • 1980’lerin başları • DARPA’nın distributed sensor networks programı – Düşük maliyetli, az enerji tüketen sensör düğümlerin çevreyi gözlemlemesi, topladıkları verileri diğer düğümler üzerinden bir merkeze aktarması • Bazı zorluklar vardı – Sensörler çok büyüktü – Kablosuz haberleşme kapasiteleri düşüktü • 1998’den başlayarak daha popüler hale geldi – Sensörler küçüldü – Ad hoc ağ kurma kabiliyetleri kazandılar • Ticarileşme – Sensör masrafları 11 milyar $ – Bunların işlevsel hale getirilmesi (kurulması) 100 milyar $ • Kablosuz cihazların endüstriyel ortamlarda kullanılma oranı 2011’den 2016’ya %553 artacak Sensör Ağların Teknolojisi • Genellikle şunları içerir – Sensör düğümler – Aktüatör düğümler – İstemciler – Gatewayler Sensör Ağların Teknolojisi Sensör Düğüm Sensör Düğüm • Boyutlar – – – – 557mm 3 ve 1.6 gram Enerji ihtiyacı Ortam enerjisi Piller Topoloji Enerji kısıtlı. Dolayısı ile kapsama alanı da kısıtlı. Topoloji • Kendi kendine organize olabilme – Sensörlerin konumları rasgeledir – Yerleri değişebilir • Mesh ağlar – Ağın dayanıklılığını arttırır – Düğüm, komşularının sinyal kuvvetlerini izler. Uygun komşuyu seçer. Atlama noktası olarak kullanmak istediğini iletir ve iletişim başlar. • Adresleme – İlk sensör ağlar kendilerine has adresler kullanıyorlardı – 6LowPan, ZigBee Topoloji Topoloji • Adaptif akış kontrolü – Kablolu ağlardaki paket kayıpları «tıkanıklıktan» olur – Kablosuz ortamlarda tek neden bu değildir • Veri Birleştirme – – – – Yakın sensörlerin verileri «artıklık» içerebilir Ara düğümler bunları özetleyip iletebilirler Enerji sarfiyatı azalır Ancak, kablosuz ortamlarda veri kaybı çok olduğundan istemeyerek veri kayıplarına yol açabilir Sensör Ağlardaki Zorluklar • • • • • • • • Bütün zorlukları özetleyen tek kelime: ölçeklenme Kullanım Durumlarının Çeşitliliği Enerji Ortama Erişim Yönlendirme Veri Toplama Veri Yorumlama Güvenlik Sensör Ağların Uygulamaları • Tarım – Toprak koşulları – Bitkilerin durumu • Çevre – Hava kirliliği – Su kaynakları • Güvenlik – Sınır ihlalleri Standartlaştırma Çalışmaları • • • • • IEEE 802.15.4 Bluetooth Low Energy CoAP GeoSPARQL … Su altı Sensör Ağları • • • • • • • • Petrol endüstrisi Su ürünleri Kirlilik kontrolü İklim gözlemi Doğal afet tahmini Arama kurtarma Otonom su altı araçları … Su altı Sensör Ağları Su altı Sensör Ağları • Elektomanyetik dalgalar suda emilir • Akustik dalgalar – Mesafe – Veri oranı – Hız (1500 m/s) • Birkaç kbps veri oranı ve birkaç km saplayan akustik modemler mevcut • Su altı ekipmanları pahalı • Enerji kısıtı
