قابلیت گسترش
تعداد گرههای حسگری که برای مطالعه یک پدیده مورد استفاده قرار می‌گیرند، ممکن است در حدود صدها و یا هزاران گره باشد. مسلماً تعداد گره‌ها به کاربرد و دقت مورد نظر بستگی دارد؛ به طوری که در بعضی موارد این تعداد ممکن است به میلیون‌ها عدد نیز برسد. یک شبکه باید طوری طراحی شود که بتواند چگالی بالای گرههای حسگری را نیز تحقق بخشد. این چگالی می‌تواند از چند گره تا چند صد گره در یک منطقه که ممکن است کمتر از ۱۰ متر قطر داشته باشد، تغییر کند.
هزینه تولید
از آنجایی که شبکه‌های حسگری از تعداد زیادی گرههای حسگری تشکیل شده‌اند، هزینه یک گره در برآورد کردن هزینه کل شبکه بسیار مهم است. اگر هزینه یک شبکه حسگری گران‌تر از هزینه استفاده از شبکه‌های مشابه قدیمی باشد، در بسیاری موارد استفاده از آن مقرون به صرفه نیست. در نتیجه قیمت هر گره حسگری تا حد ممکن باید پایین نگه داشته شود.
ویژگی‌های سختافزاری
یک گره حسگری از ۴ بخش عمده تشکیل شده است:
۱) واحد حسگر
۲) واحد پردازش
۳) واحد دریافت و ارسال
۴) واحد توان.
البته بسته به کاربرد، شبکه‌های حسگر می‌توانند شامل اجزای دیگری چون: سیستم پیدا کردن مکان جغرافیایی، مولد توان و بخش مربوط به حرکت در گره های متحرک نیز باشند.
بخش‌های اصلی هر حسگر
در این بخش اندکی درباره بخش‌های اصلی هر حسگر توضیح می‌دهیم.
۱) واحدهای حسگری معمولاً از دو بخش حسگرها و مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال تشکیل می‌شوند. حسگرها بر اساس دریافت‌هایشان از پدیده مورد مطالعه، سیگنال‌های آنالوگ را تولید می‌کنند. سپس این سیگنال‌ها توسط مبدل آنالوگ به دیجیتال به سیگنال دیجیتال تبدیل شده و به بخش پردازش سپرده می‌شوند.
۲) بخش پردازش که معمولاً با یک حافظه کوچک همراه است، همکاری گره با گرههای دیگر را در جهت انجام وظایف محول شده به هر حسگر مدیریت می‌کند.
۳) بخش فرستنده و گیرنده، گره را به شبکه متصل می‌کند. بخش توان نیز یکی از مهمترین بخش‌های یک گره حسگری است. توان مورد نیاز ممکن است با بخش‌های جمع آوری توان، مانند سلول‌های خورشیدی تأمین شود. به موازات تولید توان، تلاش برای کاهش مصرف توان در شبکه بسیار مهم است. صرفهجویی در مصرف توان در حالت کلی از دو طریق ممکن است. یک راه ساخت حسگرهایی با مصرف انرژی کمتر و راه دیگر به کار بردن روش‌های مدیریت توان در طراحی نرمافزاری شبکه است. مثلاً ارسال TDMA از نظر مصرف توان مناسب است؛ زیرا در فاصله هر شیار زمانی که اطلاعات هر حسگر ارسال نمی‌شود، حسگر در حالت انتظار که مصرف انرژی بسیار کمی دارد، قرار می‌گیرد.
روش‌های مناسب پیکربندی هندسی شبکه و یا انتخاب والد می‌تواند مصرف انرژی را کاهش دهد. همانطور که گفتیم هر حسگر ممکن است بخش‌های دیگری را نیز که به کاربرد خاص شبکه مربوط است دارا باشد. به عنوان نمونه، اکثر تکنیک‌های مسیریابی و وظایف حسگری نیازمند دانش دقیقی از مکان یابی جغرافیایی است. در نتیجه متداول است که گرههای حسگری دارای سیستم موقعیتیابی نیز باشند. علاوه بر این در برخی موارد گره حسگری لازم است که متحرک باشد، لذا در مواقع لزوم بخشی نیز برای حرکت در نظر گرفته می‌شود.
تمام این زیربخش‌ها باید در یک قالب کوچک قرار بگیرند. اندازه مورد نیاز ممکن است حتی کوچک‌تر از یک سانتی متر مکعب باشد. علاوه بر اندازه، محدودیت‌های فراوان دیگری نیز برای گرههای حسگری وجود دارد؛ این گره‌ها باید توان بسیار کمی مصرف کنند، در یک محیط با چگالی بالا (از نظر تعداد گره‌ها) کار کنند، قیمت تمام شده آن‌ها ارزان باشد، قابل رها کردن در محیط و همچنین خودکار باشند. بدون وقفه کار کنند و قابلیت سازگاری با محیط داشته باشند.]۴۱[
شبکه‌های حسگر چندرسانه‌ای بی‌سیم و سیستم‌های نظارتی بی‌سیم
امروزه یکپارچه‌سازی تکنولوژی شبکه‌های حسگر بی‌سیم کم-توان به همراه سخت‌افزارهای ارزان‌قیمتی همچون دوربین‌های CMOS و میکروفن، امکان پیاده‌سازی شبکه‌هایی به نام شبکه‌های حسگر چندرسانه‌ای بی‌سیم[۵۶] را فراهم نموده است. شبکه‌های چندرسانه‌ای بی‌سیم مجموعه‌ای از دستگاه‌های بی‌سیم است که هر دستگاه قادر به حس کردن و ارسال ویدئو، صوت، تصاویر و داده‌های عددی می‌باشد. یکی از اهداف این تکنولوژی این است که کاربران تنها با ارسال یک درخواست ساده، قادر به دسترسی از راه دور به چندین شبکه حسگر چندرسانه‌ای بی‌سیم متصل به اینترنت باشند.
ویژگی‌های شبکه حسگر چندرسانه‌ای بی‌سیم موجب ناسازگار بودن این شبکه با شبکه اینترنت سنتی و حتی با شبکه‌های حسگر بی‌سیم داده‌ای می‌شود. بیشترین نیاز بالقوه برای کاربردهای شبکه‌های حسگر چندرسانه‌ای بی‌سیم، نیاز به طراحی مجدد شبکه‌های حسگر بی‌سیم است طوری که امکان انتقال محتویات چندرسانه‌ای را با کیفیت سرویس از پیش تعیین شده فراهم نماید. به عنوان مثال در شبکه‌های حسگر بی‌سیم کمینه کردن مصرف انرژی مهمترین هدف تحقیقات بوده، در حالی که مکانیسمی جهت انتقال مؤثر و فراهم نمودن کیفیت خدمات مطلوب و ارضا نیازهای مربوط به پارامترهایی نظیر تأخیر و jitter، جزو اولویت‌های مهم نمی‌باشند. انتقال محتویات چندرسانه‌ای در شبکه‌های حسگر منجر به چالش‌های جدیدی در طراحی این سیستم‌های خاص می‌شوند.]۳۸[
شبکه‌های حسگر چندرسانه‌ای بی‌سیم فقط کاربردهایی همچون تعقیب کردن، اتوماسیون خانگی و نظارت[۵۷] محیطی را ارتقا نمی‌دهد، بلکه چندین کاربرد جدید همچون موارد ذیل، را ارائه می‌دهد:
-
- شبکه‌های حسگر نظارتی چندرسانه‌ای[۵۸].
شبکه حسگر ویدئو بی‌سیم ترکیبی از دوربین‌های کوچک دارای باطری و متصل است که هرکدام به همراه یک دریافت کننده کم توان بی‌سیم که قابلیت پردازش، ارسال و دریافت داده‌ها را دارد، بسته بندی شده است. حسگرهای ویدئو و صوت برای ارتقا و تکمیل سیستم‌های نظارتی موجود در مقابل جرائم و حملات تروریستی استفاده خواهند شد. شبکه‌های مقیاس-بزرگ حسگرهای ویدئو، توان دستگاه‌های اجرای قانون و نظارت بر مناطق، اتفاقات عمومی، ویژگی‌های خصوصی و مرزها را گسترش می‌دهد.
-
- ذخیره فعالیت‌های مرتبط بالقوه.
حسگرهای چندرسانه‌ای می‌توانند فعالیت‌های مرتبط بالقوه (همچون دزدی، تصادفات، اتفاقات ترافیکی و …) را استنتاج و ذخیره کرده و به مرکز منتقل کنند.
-
- پیشگیری از ترافیک و سیستم‌های کنترلی.
امکان نظارت بر ترافیک در شهرهای بزرگ و بزرگراه‌ها و ارائه سرویس‌های توصیه کننده مسیر برای جلوگیری از ازدحام به وجود خواهد آمد. علاوه بر این، سیستم‌های توصیه کننده هوشمند پارک کردن خودرو، امکان نظارت و ردیابی فضاهای قابل پارک را داده و سیستم خودکار توصیه کننده پارک خودرو را فراهم می‌نمایند. همچنین حسگرهای چندرسانه‌ای می‌توانند بر جریان ترافیک وسایل نقلیه در بزرگراه‌ها نظارت کرده و اطلاعاتی نظیر متوسط تعداد خودروها و میانگین سرعت را بدست آورند. حسگرها می‌توانند صحنه‌های تصادف را شناسایی و تصاویر مربوطه را به دستگاه‌های اجرای قانون، برای تعیین مقصر ارسال کرده و یا آن‌ها را برای تحلیل صحنه‌های تصادف ذخیره نمایند.
-
- مراقبت پزشکی پیشرفته.
شبکه‌های حسگر مراقبت پزشکی راه دور برای نظارت دقیق، با بهره گرفتن از شبکه‌های حسگر چندرسانه‌ای بی‌سیم یکپارچه شوند. بیمار حسگرهای پزشکی را برای نظارت بر پارامترهایی نظیر دمای بدن، فشار خون، ضربان قلب، ECG و فعالیت‌های تنفسی، به همراه دارد. متعاقباً مراکز پزشکی راه دور می‌توانند با بهره گرفتن از حسگرهای ویدئو و صوت، حسگرهای مکانیاب و حسگرهای حرکتی، نظارت دقیق و پیشرفتهای بر روی بیماران خود داشته باشند.
-
- دستیارهای خودکار برای نظارت بر افراد خانواده و افراد مسن.
شبکه‌های حسگر چندرسانه‌ای می‌تواند برای نظارت و مطالعه رفتار افراد مسن جهت تعیین دلایل بیماری مورد استفاده قرار گیرد. شبکه حسگر چندرسانه‌ای می‌تواند شرایط بحرانی را تشخیص داده و سریعاً بیمار را به مراکز سرویسدهی پزشکی راه دور متصل نماید.
-
- نظارت محیطی.
پروژه های متعددی برای نظارت بر محیط زیست و جمع آوری داده های صوتی و تصویری از محیط تعریف می‌شود. برای مثال تاکنون تعداد زیادی از پروژه ها توسط اقیانوسشناسان جهت ارزیابی سواحل شنی تعریف شده است.
-
- سرویس‌های مکانیاب افراد.
محتویات چندرسانه‌ای نظیر ویدئو و تصویر، به همراه تکنیک‌های پیشرفته پردازش سیگنال، می‌تواند برای مکان‌یابی افراد گمشده و یا شناسایی مجرمان و تروریست‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
