WSN
Rrjet që përbën numër numër të madh madh low-cost low-cost low-pow low-power er pajisje multifunkcionale të instaluara zakonisht në mënyrë të paplanifikuar në një regjion gjeografik Të njohura në raportet teknike tek nike të MIT si njëra nga top 10 teknologjitë e së ardhmes Bazë për IoT Problem:
Standardizimi Interoperabiliteti
WSN WSN është:
Bashkësi e pajisjeve-nyjeve të lira (low cost),
Minijaturale,
Autonome (në energji),
Të rrjetëzuara ad-hoc wireless
Nyjet realizojnë:
Leximin e madhësive fizike,
Përpunimin lokal dhe
Përcjelljen e vlerave me anë të short range energy efficient linkave.
WSN - Përdorimi Aplikimet:
Shkenca
Medicina
Ekologjia
Automatizimi shtëpiak / shtëpijat inteligjente
Monitoringu ushtarak, etj.
Karakteristikat dhe sfidat në WSN Karakteristikat dhe sfidat në WSN:
Autonomija e furnizimit me energji (bateri, kryesisht Li-Ion)
Multi-hop arkitektura
Integriteti (robustness) elektro-mekanik
Dimenzionet minijaturale
Dendësia e madhe
Topologjia dinamike dhe vetë-organizimi
Instalimi deterministik/ stohastik etj.
QoS kërkesat primare:
Mbulueshmëria
Konektiviteti
WSN (multi-hop) topologjia
Multihop filozofia ka bazën në shpenzimin e energjisë (E ~ k*d[exp(α)]) ose, për free loss path E ~ k*d[exp(2)]
Me rritjen e numrit të nyjeve, siç kemi treguar në ACN, zvogëlohet shpenzimi i energjisë për nyje (+). Përveç kësaj, me rritjen e numrit të nyjeve zvogëlohet distanca midis nyjeve.
Mirëpo, me rritjen e numrit të nyjeve, poashtu (-):
Kjo implikon në SNR më të mirë (+)
Rritet mundësia e kolizionit (dhe vonesa për evitimin e tij) Rritet niveli i interferencës Rritet çmimi i rrjetit, etj.
Niveli i dendësisë (zakonisht): disa nyje deri në disa qindra nyje në 100 m2 Frekuencat kryesisht GHz (antenat Lambda/4)
Shtresa fizike - WSN
Baterite 1,2-3 V DC, max 10 mA, jetëzgjatja deri në 5 vite. RF moduli shpenzon tipikisht rreth 70 % të energjisë. Wideband – shpenzim më i madh i energjisë (edhepse imunitet më i madh në zhurmë) BER ~ (simbol rate)/ [SNR * (transmitter power)] SNR tek receiver. Kjo do të thotë se: Metodat M-are të transmisionit (edhe pse rrisin efiçiencën), rrisin nivelin e gabimit (siç e kemi parë në grafikon). Poashtu, metodat M-are janë më komplekse dhe shpenzojnë më tepër energji. Në anën tjetër transmitter power më e madhe, BER më të vogël, por shpenzimin e energjisë së baterisë më e madhe. Mundësi: FEC, por kjo rrit processing power. Low duty cycle është metodë e zakontë e minimizimit të shpenzimit të energjisë.
Metodat e ruajtes së energjisë në WSN
By reducing the amount of data transmitted. (aggregation)
By scheduling the wireless nodes to alternate between active and sleep mode.
By implementing the energy efficient protocols.
By adjusting the transmission range of the nodes.
Coverage – përcaktimi dhe mobiliteti
Coverage në dy aspekte:
Të sensing field (K-coverage etj.). Të communication field (K-connectivity, etj.).
Metodat probabilistike të përcaktimit të mbulueshmërisë.
Metodat gjometrike (Voronoi diagramet, Delaunay Triangulation, grid-based, etj.)
Metodat e përmirësimit bazuar në mobilitet:
Për projektimin e lëvizjes pëdorin njërin nga metodat gjeometrike. Për projektimin e levizjes pëdrorin metodat (algoritmat e ndryshëm) adaptiv, p.sh. GPCA etj.
Planifikimi i mbulueshmërisë
Tri qasje (varësisht nga mundësia e implementimit):
E rregullt – në formë uniforme Specifike - në pozitat e interesit Në mënyrë të rastësishme (p.sh. të implementuara nga helikopteri) Deployment Strategies Regular
Planned
Random
Nodes’ placement
Grid-based: -Triangular-lattice. -Square. -Hexagonal. -Rhomboid.
At specific points of the area, as needed by the application requirements.
Follow some of the random distributions curves.
Scenarios
Providing the deterministic area kcoverage.
Providing deterministic point, path, and barrier coverage.
All types of coverage and detectability in the inaccessible regions
Mbulueshmëria e rregullt dhe specifike
E rregullt (Hexagonial është më efikase) Specifike
Mbulueshmëria deterministike dhe e rastësishme
Qasja në projektimin e mbulueshmërisë MINIMUM COVERAGE
Application Requirements
Yes
Coverage type
Environment
Minimum coverage evaluation/ improvement
Sensing model
Deployment style deterministic?
Yes
Find the best positions to cover the whole area of interest with the minimum number of nodes
No
Mobile nodes in use?
Optimize the movement of the mobile nodes to achieve the minimum coverage for the appropriate coverage type
OPTIMIZATION ALGORITHMS (Energy, latency, security, etc.)
Optimization resources (additional nodes, mobile nodes, etc.)
No
Sensing Coverage te WSN
Point Coverage
Area Coverage
Aplikimi: në detektimin e agjensave biologjik/kimik, në hulumtimet nënujore etj.
Barrier coverage
Aplikimi: në pikat e caktuara industriale, në ura dhe ndërtesa etj.
Në sigurimin e kufirit (border surveillance)
Weak dhe strong barrier coverage (fig) (a)
(b)
(c)
