شبكة الاستشعار

📅 آخر تحديث: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

تدمج شبكة الاستشعار شبكات الاستشعار اللاسلكية مع مفاهيم الحوسبة الشبكية لتمكين جمع البيانات في الوقت الفعلي ومشاركة موارد الحوسبة والتخزين لمعالجة بيانات الاستشعار وإدارتها. وهي تقنية تمكينية لبناء بنى تحتية واسعة النطاق، تدمج موارد الاستشعار والبيانات والحوسبة غير المتجانسة المنتشرة على مساحة واسعة، للقيام بمهام مراقبة معقدة مثل الرصد البيئي .

المفهوم والتاريخ

تم تعريف مفهوم شبكة الاستشعار لأول مرة في مشروع ديسكفري نت ، حيث تم التمييز بين "شبكات الاستشعار" و"شبكات الاستشعار". [ 1 ] [ 2 ]

باختصار، بينما يُعنى تصميم شبكة الاستشعار بالربط المنطقي والمادي بين أجهزة الاستشعار، فإن التركيز في بناء شبكة الاستشعار ينصب على قضايا إدارة البيانات، وإدارة الحوسبة، وإدارة المعلومات، وإدارة اكتشاف المعرفة المرتبطة بأجهزة الاستشعار والبيانات التي تُنتجها، وكيفية معالجتها ضمن بيئة حوسبة مفتوحة. وتتميز شبكة الاستشعار تحديدًا بما يلي:

  • الوصول إلى بيانات المستشعرات الموزعة وتكاملها: يتعلق الأمر بكل من عدم التجانس والتوزيع الجغرافي لأجهزة الاستشعار داخل شبكة الاستشعار وكيفية تحديد مواقع أجهزة الاستشعار والوصول إليها ودمجها داخل دراسة معينة.
  • تخزين وإدارة مجموعات البيانات الكبيرة: يتعلق الأمر بأحجام البيانات التي يتم جمعها وتحليلها بواسطة مستخدمين متعددين في مواقع مختلفة لأغراض مختلفة.
  • الوصول إلى بيانات المرجع الموزعة وتكاملها: يتعلق الأمر بالحاجة إلى دمج بيانات التحليل التي تم جمعها من شبكة الاستشعار مع أشكال البيانات الأخرى المتاحة على الإنترنت.
  • الحوسبة المكثفة والمفتوحة لتحليل البيانات: تتعلق بالحاجة إلى استخدام العديد من مكونات التحليل مثل الأدوات الإحصائية والتجميعية والتصورية وتصنيف البيانات التي يمكن تنفيذها عن بعد على خوادم الحوسبة عالية الأداء على شبكة الحوسبة.

الاستخدامات

The sensor grid enables the collection, processing, sharing, visualization, archiving and searching of large amounts of sensor data. [3][4][5][6] There are several rationales for a sensor grid. First, the vast amount of data collected by the sensors can be processed, analyzed, and stored using the computational and data storage resources of the grid. Second, the sensors can be efficiently shared by different users and applications under flexible usage scenarios. Each user can access a subset of the sensors during a particular time period to run a specific application, and to collect the desired type of sensor data. Third, as sensor devices with embedded processors become more computationally powerful, it is more efficient to offload specialized tasks such as image and signal on the sensor devices. Finally, a sensor grid provides seamless access to a wide variety of resources in a pervasive manner. Advanced techniques in artificial intelligence, data fusion, data mining, and distributed database processing can be applied to make sense of the sensor data and generate new knowledge of the environment. The results can in turn be used to optimize the operation of the sensors, or influence the operation of actuators to change the environment. Thus, sensor grids are well suited for adaptive and pervasive computing applications.

Typical sensor grid architecture

Applications

A sensor grid based architecture has many applications such as environmental and habitat monitoring, healthcare monitoring of patients, weather monitoring and forecasting, military and homeland security surveillance, tracking of goods and manufacturing processes, safety monitoring of physical structures and construction sites, smart homes and offices, and many other uses currently beyond our imagination. Various architectures that can be used for such applications as well as different kinds of data analysis and data mining that can be conducted. Examples of architectures that integrate a mobile sensor network and Grids are given in [7]

See also

References

  1. ↑M Ghanem; Y Guo; J Hassard; M Osmond; M Richards (2004), "Sensor grids for air pollution monitoring", In Proc. 3rd UK E-Science All Hands Meeting, Nottingham, UK, 2004., CiteSeerX 10.1.1.127.1135
  2. ↑ م. ريتشاردز؛ م. غانم؛ م. أوزموند؛ ي. غو؛ ج. هاسارد (2006)، "تحليل بيانات تلوث الهواء باستخدام الشبكة"، النمذجة البيئية ، 194 ( 1-3 ): 274-286 ، doi : 10.1016/j.ecolmodel.2005.10.042
  3. ↑ HB Lim، وآخرون. شبكة الاستشعار: دمج شبكات الاستشعار اللاسلكية والشبكة، في وقائع مؤتمر IEEE حول شبكات الحاسوب المحلية الذكرى الثلاثين (LCN'05)، أكتوبر 2005.
  4. ↑ هينجني، ف.؛ جوشي، أ.؛ هوستيس، إ.؛ ميكوبولوس، ج. حول الشبكات الشبكية وشبكات الاستشعار. في وقائع ورشة العمل الدولية حول الحوسبة الشبكية. الصفحات 166-173. نوفمبر 2003.
  5. ↑ م. جاينور، وآخرون. دمج شبكات الاستشعار اللاسلكية مع الشبكة. مجلة IEEE للحوسبة عبر الإنترنت، الصفحات 32-39، يوليو/أغسطس 2004.
  6. ↑ HB Lim, KV Ling, W. Wang, Y. Yao, M. Iqbal, B. Li, X. Yin, and T. Sharma, “The National Weather Sensor Grid,” Proc. of the 5th ACM Conference on Embedded Networked Sensor Systems (SenSys 2007), Nov 2007.
  7. ↑ ما، ي.؛ ريتشاردز، م.؛ غانم، م.؛ غو، ي.؛ هاسارد، ج. (2008). "رصد واستخراج بيانات تلوث الهواء باستخدام شبكة من أجهزة الاستشعار في لندن" . مجلة أجهزة الاستشعار . 8 (6): 3601-3623 . Bibcode : 2008Senso...8.3601M . doi : 10.3390/s8063601 . PMC 3714656. PMID 27879895 .  

للمزيد من القراءة

للاطلاع على بنى شبكات الاستشعار وتصميماتها وتطبيقاتها، انظر ما يلي:

  1. شبكة الأزمات (2007): http://www.crisisgrid.org
  2. شبكة أجهزة استشعار الطقس الوطنية: https://archive.today/20130418144026/http://nwsp.ntu.edu.sg/