شبكة استشعار لاسلكية

الموسوعة الحرة

تشير شبكات الاستشعار اللاسلكية ( WSNs ) إلى شبكات من أجهزة استشعار موزعة مكانيًا ومخصصة لرصد وتسجيل الظروف الفيزيائية للبيئة وإرسال البيانات المجمعة إلى موقع مركزي. يمكن لشبكات الاستشعار اللاسلكية قياس الظروف البيئية مثل درجة الحرارة والصوت ومستويات التلوث والرطوبة والرياح. [ 1 ]

تُشبه هذه الشبكات شبكات الاتصال اللاسلكية المخصصة من حيث اعتمادها على الاتصال اللاسلكي والتكوين التلقائي للشبكات لنقل بيانات المستشعرات لاسلكيًا. تراقب شبكات الاستشعار اللاسلكية الظروف الفيزيائية، مثل درجة الحرارة والصوت والضغط . تتميز الشبكات الحديثة بأنها ثنائية الاتجاه، حيث تجمع البيانات [ 2 ] وتُمكّن من التحكم في نشاط المستشعرات [ 3 ] .  وقد استُلهم تطوير هذه الشبكات من التطبيقات العسكرية، مثل مراقبة ساحة المعركة [ 4 ] . تُستخدم هذه الشبكات في التطبيقات الصناعية والاستهلاكية، مثل مراقبة العمليات الصناعية والتحكم بها، ومراقبة حالة الآلات، والزراعة [ 5 ] .

تتكون شبكة الاستشعار اللاسلكية من "عُقد" - يتراوح عددها من بضع عُقد إلى مئات أو آلاف، حيث تتصل كل عقدة بمستشعرات أخرى. تحتوي كل عقدة عادةً على عدة أجزاء: جهاز إرسال واستقبال لاسلكي مزود بهوائي داخلي أو وصلة بهوائي خارجي، ووحدة تحكم دقيقة ، ودائرة إلكترونية للتفاعل مع المستشعرات، ومصدر طاقة، عادةً ما يكون بطارية أو نظامًا مدمجًا لتجميع الطاقة . قد يختلف حجم عقدة الاستشعار من حجم علبة الأحذية إلى حجم حبة غبار (نظريًا)، على الرغم من أن الأبعاد المجهرية لم تُحقق بعد. وبالمثل، تتفاوت تكلفة عقدة الاستشعار، حيث تتراوح من بضعة دولارات إلى مئات الدولارات، اعتمادًا على مدى تطور العقدة. تُقيّد قيود الحجم والتكلفة الموارد مثل الطاقة والذاكرة وسرعة الحوسبة وعرض نطاق الاتصالات. يمكن أن تختلف بنية شبكة الاستشعار اللاسلكية من شبكة نجمية بسيطة إلى شبكة لاسلكية متقدمة متعددة القفزات . يمكن أن تستخدم عملية الانتشار التوجيه أو الفيضان . [ 6 ] [ 7 ]

في مجال علوم الحاسوب والاتصالات ، تُعدّ شبكات الاستشعار اللاسلكية مجالًا بحثيًا نشطًا يدعم العديد من ورش العمل والمؤتمرات، بما في ذلك ورشة العمل الدولية حول أجهزة الاستشعار الشبكية المدمجة (EmNetS)، والمؤتمر الدولي لمعالجة المعلومات في شبكات الاستشعار (IPSN)، وSenSys، و MobiCom ، والمؤتمر الأوروبي لشبكات الاستشعار اللاسلكية (EWSN). وبحلول عام 2010، بلغ عدد وحدات الاستشعار اللاسلكية المنتشرة في جميع أنحاء العالم حوالي 120 مليون وحدة. [ 8 ] 

طلب

مراقبة المنطقة

يُعدّ رصد المناطق تطبيقًا شائعًا لشبكات الاستشعار اللاسلكية. في هذا النوع من الرصد، تُنشر الشبكة فوق منطقة معينة حيث يُراد رصد ظاهرة ما. ومن الأمثلة العسكرية استخدام أجهزة الاستشعار للكشف عن اختراقات العدو، بينما من الأمثلة المدنية تحديد النطاق الجغرافي لخطوط أنابيب الغاز أو النفط .

مراقبة الرعاية الصحية

توجد أنواع عديدة من شبكات الاستشعار للتطبيقات الطبية: المزروعة، والقابلة للارتداء، والمدمجة في البيئة. الأجهزة الطبية المزروعة هي تلك التي تُزرع داخل جسم الإنسان. أما الأجهزة القابلة للارتداء فتُستخدم على سطح جسم الإنسان أو بالقرب منه. وتستخدم الأنظمة المدمجة في البيئة أجهزة استشعار موجودة في البيئة المحيطة. تشمل التطبيقات المحتملة قياس وضعية الجسم، وتحديد مواقع الأشخاص، والمراقبة الشاملة للمرضى في المستشفيات والمنازل. تتعقب الأجهزة المدمجة في البيئة الحالة البدنية للشخص لتشخيص حالته الصحية باستمرار، باستخدام البيانات المُدخلة من شبكة كاميرات العمق ، أو أرضية استشعار ، أو أجهزة مماثلة أخرى. يمكن لشبكات منطقة الجسم جمع معلومات حول صحة الفرد ولياقته البدنية واستهلاكه للطاقة. [ 9 ] [ 10 ] في تطبيقات الرعاية الصحية، تُعد خصوصية بيانات المستخدم ومصداقيتها ذات أهمية قصوى. وبسبب دمج شبكات الاستشعار مع إنترنت الأشياء، يصبح التحقق من هوية المستخدم أكثر صعوبة؛ ومع ذلك، تم تقديم حل في دراسة حديثة. [ 11 ]

مراقبة الموائل

استُخدمت شبكات الاستشعار اللاسلكية لمراقبة أنواع وموائل مختلفة ، بدءًا من مشروع جزيرة البطة الكبرى ، بما في ذلك حيوانات المرموط، وضفادع القصب في أستراليا، والحمير الوحشية في كينيا. [ 12 ]

الاستشعار البيئي/استشعار الأرض

توجد تطبيقات عديدة في رصد المعايير البيئية، [ 13 ] وفيما يلي أمثلة عليها. وتشترك هذه التطبيقات في التحديات الإضافية المتمثلة في البيئات القاسية وانخفاض إمدادات الطاقة.

مراقبة جودة الهواء

أظهرت التجارب أن تعرض الأفراد لتلوث الهواء في المدن يتفاوت بشكل كبير. [ 14 ] لذا، من المهم الحصول على دقة زمنية ومكانية أعلى للملوثات والجسيمات . ولأغراض البحث، تم نشر شبكات استشعار لاسلكية لرصد تركيز الغازات الخطرة على المواطنين (كما هو الحال في لندن ). [ 15 ] مع ذلك، تعاني أجهزة استشعار الغازات والجسيمات من تباين كبير بين الوحدات، وحساسية متبادلة، وانحراف (مفهومي). [ 16 ] علاوة على ذلك، فإن جودة البيانات الحالية غير كافية لاتخاذ قرارات موثوقة، إذ يؤدي المعايرة الميدانية إلى نتائج قياس غير دقيقة، وقد يتطلب الأمر إعادة معايرة متكررة. ومن الحلول الممكنة المعايرة العمياء أو استخدام مراجع متنقلة. [ 17 ] [ 18 ]

الكشف عن حرائق الغابات

يمكن تركيب شبكة من وحدات الاستشعار في الغابات لرصد اندلاع الحرائق . تُزود هذه الوحدات بأجهزة استشعار لقياس درجة الحرارة والرطوبة والغازات المنبعثة من النيران في الأشجار أو النباتات. يُعدّ الكشف المبكر أمرًا بالغ الأهمية لنجاح عمليات الإطفاء؛ فبفضل شبكات الاستشعار اللاسلكية، ستتمكن فرق الإطفاء من معرفة وقت اندلاع الحريق وكيفية انتشاره.

الكشف عن الانهيارات الأرضية

يستخدم نظام الكشف عن الانهيارات الأرضية شبكة استشعار لاسلكية لرصد التحركات الطفيفة للتربة والتغيرات في مختلف المعايير التي قد تحدث قبل أو أثناء الانهيار الأرضي. ومن خلال البيانات التي يتم جمعها، يمكن التنبؤ باحتمالية حدوث الانهيارات الأرضية قبل وقوعها بفترة طويلة.

مراقبة جودة المياه

يشمل رصد جودة المياه تحليل خصائص المياه في السدود والأنهار والبحيرات والمحيطات، بالإضافة إلى خزانات المياه الجوفية. ويتيح استخدام العديد من أجهزة الاستشعار اللاسلكية الموزعة إنشاء خريطة أكثر دقة لحالة المياه، كما يسمح بنشر محطات الرصد بشكل دائم في المواقع التي يصعب الوصول إليها، دون الحاجة إلى استرجاع البيانات يدويًا. [ 19 ]

الوقاية من الكوارث الطبيعية

تُعدّ شبكات الاستشعار اللاسلكية فعّالة في منع الآثار السلبية للكوارث الطبيعية ، كالفيضانات. وقد تمّ نشر العقد اللاسلكية بنجاح في الأنهار، حيث يجب رصد تغيرات مستويات المياه في الوقت الفعلي.

المراقبة الصناعية

مراقبة صحة الآلة

تم تطوير شبكات الاستشعار اللاسلكية لصيانة الآلات القائمة على الحالة (CBM) لأنها توفر وفورات كبيرة في التكاليف وتتيح وظائف جديدة. [ 20 ]

يمكن وضع أجهزة الاستشعار اللاسلكية في مواقع يصعب أو يستحيل الوصول إليها باستخدام نظام سلكي، مثل الآلات الدوارة والمركبات غير المربوطة.

تسجيل البيانات

تُستخدم شبكات الاستشعار اللاسلكية أيضًا لجمع البيانات اللازمة لرصد المعلومات البيئية. [ 21 ] قد يكون ذلك بسيطًا مثل مراقبة درجة الحرارة في الثلاجة أو مستوى الماء في خزانات الفائض في محطات الطاقة النووية. ويمكن استخدام المعلومات الإحصائية لتوضيح كيفية عمل الأنظمة. وتكمن ميزة شبكات الاستشعار اللاسلكية على أجهزة التسجيل التقليدية في إمكانية الحصول على بيانات فورية.

مراقبة المياه/مياه الصرف الصحي

تشمل مراقبة جودة المياه ومستوياتها العديد من الأنشطة، مثل فحص جودة المياه الجوفية والسطحية، وضمان سلامة البنية التحتية للمياه في الدولة بما يعود بالنفع على الإنسان والحيوان على حد سواء. كما يمكن استخدامها للحد من هدر المياه.

مراقبة السلامة الهيكلية

يمكن استخدام شبكات الاستشعار اللاسلكية لمراقبة حالة البنية التحتية المدنية والعمليات الجيوفيزيائية ذات الصلة في الوقت الحقيقي تقريبًا، وعلى مدى فترات طويلة من خلال تسجيل البيانات ، باستخدام أجهزة استشعار متصلة بشكل مناسب.

إنتاج النبيذ

تُستخدم شبكات الاستشعار اللاسلكية لمراقبة إنتاج النبيذ ، سواء في الحقل أو في قبو التخمير. [ 22 ]

الكشف عن التهديدات

نظام التتبع واسع النطاق ( WATS) هو شبكة نموذجية للكشف عن الأجهزة النووية الأرضية [ 23 ] ، مثل "القنبلة المحمولة" . ويجري تطوير نظام WATS في مختبر لورانس ليفرمور الوطني (LLNL). يتكون نظام WATS من أجهزة استشعار لاسلكية لأشعة غاما والنيوترونات متصلة عبر شبكة اتصالات. تخضع البيانات التي تلتقطها أجهزة الاستشعار لعملية "دمج البيانات" ، التي تحول المعلومات إلى أشكال يسهل تفسيرها؛ ويُعد دمج البيانات هذا أهم جانب في النظام. [ 24 ]

تتم عملية دمج البيانات داخل شبكة المستشعرات نفسها، وليس في حاسوب مركزي، وتُنفذ بواسطة خوارزمية مُطورة خصيصًا تعتمد على الإحصاءات البايزية . [ 25 ] لم تستخدم WATS حاسوبًا مركزيًا للتحليل لأن الباحثين وجدوا أن عوامل مثل زمن الاستجابة وعرض النطاق الترددي المتاح تُسبب اختناقات كبيرة. تُعد معالجة البيانات ميدانيًا بواسطة الشبكة نفسها (عن طريق نقل كميات صغيرة من البيانات بين المستشعرات المتجاورة) أسرع، مما يجعل الشبكة أكثر قابلية للتوسع. [ 25 ]

يُعدّ سهولة النشر عاملاً هاماً في تطوير أنظمة المراقبة اللاسلكية (WATS) ، إذ يُحسّن ازدياد عدد أجهزة الاستشعار معدل الكشف ويُقلّل الإنذارات الكاذبة. [ 25 ] يُمكن نشر أجهزة استشعار WATS في مواقع ثابتة أو تركيبها في مركبات لتوفير حماية متنقلة لمواقع مُحدّدة. ومن بين عوائق تطبيق WATS حجم ووزن واستهلاك الطاقة وتكلفة أجهزة الاستشعار اللاسلكية المُتاحة حالياً. [ 25 ] ويُشكّل تطوير أجهزة استشعار مُحسّنة عنصراً رئيسياً في الأبحاث الحالية في مديرية منع الانتشار النووي والحد من التسلح والأمن الدولي (NAI) في مختبر لورانس ليفرمور الوطني (LLNL).

عُرض برنامج WATS على اللجنة الفرعية للبحوث والتطوير العسكري التابعة لمجلس النواب الأمريكي في 1 أكتوبر 1997، خلال جلسة استماع حول الإرهاب النووي والتدابير المضادة له. [ 24 ] وفي 4 أغسطس 1998، في اجتماع لاحق لتلك اللجنة الفرعية، صرّح رئيسها كورت ويلدون بأن إدارة كلينتون قد خفّضت تمويل أبحاث برنامج WATS إلى مستوى الكفاف، وأن البرنامج قد أُعيد تنظيمه بشكل سيئ. [ 26 ]

مراقبة الحوادث

تشير الدراسات إلى أن استخدام أجهزة الاستشعار لرصد الحوادث يُحسّن استجابة رجال الإطفاء والشرطة للحالات الطارئة. [ 27 ] وللكشف المبكر عن الحوادث، يمكننا استخدام أجهزة استشعار صوتية لرصد أي ارتفاع مفاجئ في مستوى الضوضاء في المدينة نتيجة حادث محتمل، [ 28 ] أو استخدام أجهزة استشعار حرارية لرصد أي حريق محتمل. [ 29 ]

سلاسل التوريد

باستخدام الإلكترونيات منخفضة الطاقة ، يمكن تطبيق شبكات الاستشعار اللاسلكية بكفاءة من حيث التكلفة في سلاسل التوريد في مختلف الصناعات. [ 30 ]

صفات

تشمل الخصائص الرئيسية لشبكة الاستشعار اللاسلكية ما يلي:

أصبحت تقنية الطبقات المتداخلة مجالًا بحثيًا هامًا في مجال الاتصالات اللاسلكية. [ 34 ] بالإضافة إلى ذلك، يطرح النهج الطبقي التقليدي ثلاث مشكلات رئيسية:

  1. لا تسمح منهجية الطبقات التقليدية بمشاركة المعلومات المختلفة بين الطبقات المختلفة، مما يؤدي إلى عدم امتلاك كل طبقة معلومات كاملة. كما لا تضمن هذه المنهجية تحسين أداء الشبكة ككل.
  2. لا يمتلك النهج الطبقي التقليدي القدرة على التكيف مع التغيرات البيئية.
  3. بسبب التداخل بين المستخدمين المختلفين، وتضارب الوصول، والتلاشي، وتغير البيئة في شبكات الاستشعار اللاسلكية، فإن النهج الطبقي التقليدي للشبكات السلكية لا ينطبق على الشبكات اللاسلكية.

لذا، يمكن استخدام الطبقة المتقاطعة لتحقيق التعديل الأمثل لتحسين أداء الإرسال، مثل معدل نقل البيانات ، وكفاءة الطاقة ، وجودة الخدمة ، وما إلى ذلك. [ 34 ] يمكن تصور عقد الاستشعار كحواسيب صغيرة بسيطة للغاية من حيث واجهاتها ومكوناتها. تتكون عادةً من وحدة معالجة ذات قدرة حسابية وذاكرة محدودتين، ومستشعرات أو أنظمة كهروميكانيكية دقيقة (بما في ذلك دوائر تهيئة خاصة)، وجهاز اتصال (عادةً ما يكون جهاز إرسال واستقبال لاسلكي أو بديلًا عنه ، جهازًا بصريًا )، ومصدر طاقة عادةً ما يكون على شكل بطارية. تشمل المكونات الأخرى المحتملة وحدات حصاد الطاقة ، [ 36 ] ودوائر متكاملة خاصة بالتطبيقات (ASICs ) ثانوية ، وربما واجهة اتصال ثانوية (مثل RS-232 أو USB ).

تُعدّ المحطات الأساسية مكونًا واحدًا أو أكثر من مكونات شبكة الاستشعار اللاسلكية، وتتميز بموارد حاسوبية وطاقة واتصالية أكبر بكثير. وتعمل هذه المحطات كبوابة بين عقد الاستشعار والمستخدم النهائي، حيث تقوم عادةً بإعادة توجيه البيانات من شبكة الاستشعار اللاسلكية إلى خادم. ومن المكونات الخاصة الأخرى في الشبكات القائمة على التوجيه ، أجهزة التوجيه، المصممة لحساب جداول التوجيه وتوزيعها. [ 37 ]

المنصات

الأجهزة

يُعدّ إنتاج عقد استشعار صغيرة الحجم ومنخفضة التكلفة أحد التحديات الرئيسية في شبكات الاستشعار اللاسلكية. ويتزايد عدد الشركات الصغيرة التي تُنتج أجهزة هذه الشبكات، ويمكن تشبيه الوضع التجاري آنذاك بالحوسبة المنزلية في سبعينيات القرن الماضي. ولا تزال العديد من هذه العقد في مرحلة البحث والتطوير، لا سيما برمجياتها. كما يتطلب تبني شبكات الاستشعار استخدام أساليب منخفضة الطاقة للغاية للاتصالات اللاسلكية وجمع البيانات.

في العديد من التطبيقات، تتواصل شبكة الاستشعار اللاسلكية (WSN) مع شبكة محلية أو شبكة واسعة النطاق عبر بوابة. تعمل البوابة كجسر بين شبكة الاستشعار اللاسلكية والشبكة الأخرى، مما يُمكّن من تخزين البيانات ومعالجتها بواسطة أجهزة ذات موارد أكبر، على سبيل المثال، في خادم بعيد . تُعرف شبكة الاستشعار اللاسلكية واسعة النطاق المستخدمة بشكل أساسي للأجهزة منخفضة الطاقة باسم شبكة واسعة النطاق منخفضة الطاقة ( LPWAN ).

لاسلكيًا

توجد العديد من المعايير والحلول اللاسلكية لتوصيل عقد الاستشعار. يمكن لتقنيتي Thread و Zigbee توصيل أجهزة الاستشعار العاملة بتردد 2.4  جيجاهرتز بمعدل بيانات يصل إلى 250  كيلوبت/ثانية. يستخدم العديد منها ترددًا أقل لزيادة مدى الاتصال اللاسلكي (عادةً 1  كيلومتر)، فعلى سبيل المثال ، تعمل تقنية Z-wave بتردد 915  ميجاهرتز (في أمريكا الشمالية)، بينما  يُستخدم تردد 868 ميجاهرتز على نطاق واسع في الاتحاد الأوروبي، إلا أن معدل البيانات في هذه التقنيات أقل (عادةً 50  كيلوبت/ثانية). توفر مجموعة عمل IEEE 802.15.4 معيارًا لتوصيل الأجهزة منخفضة الطاقة، وتستخدم أجهزة الاستشعار والعدادات الذكية عادةً أحد هذه المعايير للتوصيل. مع ظهور إنترنت الأشياء ، ظهرت العديد من المقترحات الأخرى لتوفير توصيل أجهزة الاستشعار. تُعد تقنية LoRa [ 38 ] شكلاً من أشكال شبكات LPWAN التي توفر اتصالاً لاسلكيًا منخفض الطاقة بعيد المدى للأجهزة، وقد استُخدمت في العدادات الذكية وتطبيقات أجهزة الاستشعار الأخرى بعيدة المدى. أما تقنية Wi-SUN [ 39 ] فتُستخدم لتوصيل الأجهزة في المنازل. يمكن لتقنية إنترنت الأشياء ذات النطاق الضيق [ 40 ] و LTE-M [ 41 ] توصيل ما يصل إلى ملايين أجهزة الاستشعار والأجهزة باستخدام تقنية الاتصالات الخلوية.

برمجة

تُعدّ الطاقة أندر موارد عقد شبكات الاستشعار اللاسلكية، وهي التي تحدد عمرها الافتراضي. قد تُنشر هذه الشبكات بأعداد كبيرة في بيئات متنوعة، بما في ذلك المناطق النائية والقاسية، حيث تُشكّل الاتصالات المخصصة عنصرًا أساسيًا. لهذا السبب، يجب أن تعالج الخوارزميات والبروتوكولات المسائل التالية:

  • زيادة متوسط ​​العمر المتوقع [ 42 ]
  • المتانة وتحمل الأعطال [ 43 ]
  • التكوين الذاتي [ 44 ]

إطالة عمر الجهاز: يجب تقليل استهلاك الطاقة لجهاز الاستشعار إلى أدنى حد، كما يجب أن تكون عقد الاستشعار موفرة للطاقة، لأن موارد الطاقة المحدودة تحدد عمرها. وللحفاظ على الطاقة، تقوم عقد الاستشعار اللاسلكية عادةً بإيقاف تشغيل كل من جهاز الإرسال اللاسلكي وجهاز الاستقبال اللاسلكي عند عدم استخدامها. [ 34 ]

بروتوكولات التوجيه

تتألف شبكات الاستشعار اللاسلكية من عقد استشعار غير مراقبة، صغيرة الحجم، ومنخفضة المدى، واستهلاكها للطاقة منخفض. وقد لوحظ مؤخرًا أنه من خلال تشغيل وإيقاف قدرات الاستشعار والاتصال لعقد الاستشعار بشكل دوري، يمكننا تقليل وقت التشغيل بشكل ملحوظ، وبالتالي إطالة عمر الشبكة. [ 45 ] [ 46 ] ومع ذلك، قد يؤدي هذا التناوب في التشغيل إلى زيادة زمن استجابة الشبكة، وزيادة الحمل على التوجيه، وتأخيرات في اكتشاف الجيران نتيجةً لعدم تزامن جدولة السكون والاستيقاظ. تتطلب هذه القيود إيجاد حل لشبكات الاستشعار اللاسلكية ذات التناوب في التشغيل، بحيث يقلل من معلومات التوجيه، وحمل حركة مرور التوجيه، واستهلاك الطاقة. وقد اقترح باحثون من جامعة سونغكيونكوان خوارزمية توجيه خفيفة الوزن ذات فترات زمنية غير متزايدة للتسليم، تُعرف اختصارًا بـ LNDIR. تستطيع هذه الخوارزمية اكتشاف مسارات ذات زمن استجابة منخفض عند كل فترة زمنية غير متزايدة للتسليم، بدلًا من كل فترة زمنية على حدة. وقد أثبتت تجارب المحاكاة صحة هذا النهج المبتكر في تقليل معلومات التوجيه المخزنة في كل مستشعر. علاوة على ذلك، يضمن هذا التوجيه المبتكر الحد الأدنى من زمن استجابة التسليم من كل مصدر إلى الوجهة. وقد لوحظت تحسينات في الأداء تصل إلى 12 ضعفًا و11 ضعفًا من حيث تقليل حمل حركة مرور التوجيه وكفاءة الطاقة، على التوالي، مقارنةً بالأنظمة الحالية. [ 47 ]

أنظمة التشغيل

تتميز أنظمة التشغيل الخاصة بعُقد شبكات الاستشعار اللاسلكية عادةً ببساطتها مقارنةً بأنظمة التشغيل العامة. فهي تُشبه إلى حد كبير الأنظمة المُدمجة ، وذلك لسببين: أولاً، تُنشر شبكات الاستشعار اللاسلكية عادةً مع وضع تطبيق مُحدد في الاعتبار، بدلاً من كونها منصة عامة. ثانياً، يدفع الاحتياج إلى خفض التكاليف واستهلاك الطاقة معظم عُقد الاستشعار اللاسلكية إلى استخدام وحدات تحكم دقيقة منخفضة الطاقة، مما يجعل آليات مثل الذاكرة الافتراضية إما غير ضرورية أو باهظة التكلفة.

لذا، من الممكن استخدام أنظمة تشغيل مضمنة مثل eCos أو uC/OS لشبكات الاستشعار. مع ذلك، غالبًا ما تُصمم هذه الأنظمة بخصائص الوقت الحقيقي.

يُعد نظام التشغيل TinyOS ، الذي طوره ديفيد كولر ، ربما أول نظام تشغيل مصمم خصيصًا لشبكات الاستشعار اللاسلكية. يعتمد TinyOS على نموذج برمجة قائم على الأحداث بدلاً من تعدد الخيوط . تتكون برامج TinyOS من معالجات أحداث ومهام ذات دلالات تنفيذ حتى الاكتمال. عند وقوع حدث خارجي، مثل حزمة بيانات واردة أو قراءة من مستشعر، يُرسل TinyOS إشارة إلى معالج الأحداث المناسب للتعامل مع هذا الحدث. يمكن لمعالجات الأحداث نشر مهام مُجدولة بواسطة نواة TinyOS لاحقًا.

LiteOS هو نظام تشغيل تم تطويره حديثًا لشبكات الاستشعار اللاسلكية، والذي يوفر تجريدًا يشبه نظام UNIX ودعمًا للغة البرمجة C.

نظام التشغيل Contiki ، الذي طوره آدم دانكلز ، يستخدم أسلوب برمجة أبسط بلغة C مع توفير مزايا متقدمة مثل 6LoWPAN و Protothreads .

نظام التشغيل RIOT هو نظام تشغيل أحدث يعمل في الوقت الحقيقي ويتضمن وظائف مشابهة لنظام Contiki.

PreonVM [ 48 ] هو نظام تشغيل لشبكات الاستشعار اللاسلكية، والذي يوفر 6LoWPAN استنادًا إلى Contiki ودعمًا للغة برمجة Java .

منصات إدارة بيانات المستشعرات التعاونية عبر الإنترنت

تُعدّ منصات إدارة بيانات المستشعرات التعاونية عبر الإنترنت خدمات قواعد بيانات إلكترونية تُمكّن مالكي المستشعرات من تسجيل أجهزتهم وربطها لتغذية قاعدة بيانات إلكترونية بالبيانات وتخزينها، كما تُمكّن المطورين من الاتصال بقاعدة البيانات وبناء تطبيقاتهم الخاصة استنادًا إلى تلك البيانات. ومن الأمثلة على ذلك منصة Xively ومنصة Wikisensing ( مؤرشفة بتاريخ 9 يونيو 2021 على موقع Wayback Machine) . تُسهّل هذه المنصات التعاون الإلكتروني بين المستخدمين في مجموعات بيانات متنوعة، بدءًا من بيانات الطاقة والبيئة وصولًا إلى البيانات المُجمّعة من خدمات النقل. وتشمل الخدمات الأخرى تمكين المطورين من تضمين رسوم بيانية وأدوات تفاعلية في الوقت الفعلي في مواقع الويب، وتحليل ومعالجة البيانات التاريخية المُستخرجة من مصادر البيانات، وإرسال تنبيهات فورية من أي مصدر بيانات للتحكم في البرامج النصية والأجهزة والبيئات.

يصف تصميم نظام Wikisensing [ 49 ] المكونات الرئيسية لهذه الأنظمة لتشمل واجهات برمجة التطبيقات (APIs) وواجهات للمتعاونين عبر الإنترنت، وبرمجيات وسيطة تحتوي على منطق الأعمال اللازم لإدارة ومعالجة بيانات المستشعرات، ونموذج تخزين مناسب للتخزين الفعال واسترجاع كميات كبيرة من البيانات.

محاكاة

في الوقت الراهن، يُعدّ نمذجة ومحاكاة الأنظمة القائمة على الوكلاء النموذج الوحيد الذي يسمح بمحاكاة السلوك المعقد في بيئات أجهزة الاستشعار اللاسلكية (مثل التجمعات ). [ 50 ] وتُعتبر محاكاة الأنظمة القائمة على الوكلاء لأجهزة الاستشعار اللاسلكية وشبكات Ad Hoc نموذجًا حديثًا نسبيًا. وقد استندت نمذجة الأنظمة القائمة على الوكلاء في الأصل إلى المحاكاة الاجتماعية.

يمكن استخدام برامج محاكاة الشبكات مثل Opnet و Tetcos NetSim و NS لمحاكاة شبكة استشعار لاسلكية.

مفاهيم أخرى

التوطين

يشير تحديد موقع الشبكة إلى مشكلة تقدير موقع عقد الاستشعار اللاسلكية أثناء عمليات النشر وفي البيئات الديناميكية. بالنسبة لأجهزة الاستشعار منخفضة الطاقة للغاية، فإن الحجم والتكلفة والبيئة تحول دون استخدام مستقبلات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) عليها. في عام 2000، قدمت نيروباما بولوسو وجون هايدمان وديبورا إسترين أول نظام لتحديد موقع شبكات الاستشعار اللاسلكية قائم على الاتصال اللاسلكي واقترحوه. [ 51 ] لاحقًا، أُطلق على أنظمة تحديد الموقع هذه اسم أنظمة تحديد الموقع غير المعتمدة على المدى، وتم اقتراح العديد من أنظمة تحديد الموقع لشبكات الاستشعار اللاسلكية، بما في ذلك AHLoS وAPS وStardust.

معايرة بيانات المستشعر وتحمل الأعطال

تُعدّ أجهزة الاستشعار المستخدمة في شبكات الاستشعار اللاسلكية من أحدث التقنيات المتاحة بأقل تكلفة ممكنة. ولذلك، غالبًا ما تكون قياسات هذه الأجهزة مشوشة وغير مكتملة وغير دقيقة. ويفترض الباحثون في مجال شبكات الاستشعار اللاسلكية أنه يمكن استخلاص معلومات أكثر بكثير من مئات القياسات غير الموثوقة المنتشرة في منطقة الاهتمام، مقارنةً بعدد أقل من الأجهزة عالية الجودة والموثوقية، والتي تتساوى تكلفتها الإجمالية.

برمجة الماكرو

البرمجة الكلية مصطلح صاغه مات ويلش. [ 52 ] ويشير إلى برمجة شبكة الاستشعار بأكملها كوحدة متكاملة، بدلاً من برمجة عقد الاستشعار الفردية. وهناك طريقة أخرى لبرمجة الشبكة كلياً، وهي اعتبارها قاعدة بيانات، وهو ما شاع بفضل نظام TinyDB الذي طوره سام مادن .

إعادة البرمجة

إعادة البرمجة هي عملية تحديث الشفرة البرمجية على عقد الاستشعار. وأكثر أشكال إعادة البرمجة جدوى هي إعادة البرمجة عن بُعد، حيث تُنشر الشفرة لاسلكيًا أثناء انتشار العقد. توجد بروتوكولات إعادة برمجة مختلفة توفر مستويات متفاوتة من سرعة التشغيل، والموثوقية، واستهلاك الطاقة، ومتطلبات الشفرة البرمجية الموجودة على العقد، ومدى ملاءمتها لبيئات لاسلكية مختلفة، ومقاومتها لهجمات حجب الخدمة، وغيرها. من بروتوكولات إعادة البرمجة الشائعة: Deluge (2004)، وTrickle (2004)، وMNP (2005)، وSynapse (2008)، وZephyr (2009).

حماية

قد تُشكل بنية شبكات الاستشعار اللاسلكية (WSNs) التي لا تعتمد على بنية تحتية محددة (أي لا تتضمن بوابات، وما إلى ذلك) ومتطلباتها الأساسية (مثل بيئة عمل غير مراقبة، وما إلى ذلك) نقاط ضعف عديدة تجذب المهاجمين. لذا، يُعدّ الأمن مصدر قلق بالغ عند نشر شبكات الاستشعار اللاسلكية لتطبيقات خاصة كالمجالات العسكرية والرعاية الصحية. ونظرًا لخصائصها الفريدة، فإن أساليب الأمن التقليدية لشبكات الحاسوب ستكون غير مجدية (أو أقل فعالية) لشبكات الاستشعار اللاسلكية. وبالتالي، فإن غياب آليات الأمن سيؤدي إلى اختراق هذه الشبكات، مما يستدعي اكتشاف هذه الاختراقات وتطبيق أساليب التخفيف منها.

شهدت شبكات الاستشعار اللاسلكية ابتكارات هامة في مجال تأمينها. تستخدم معظم الشبكات اللاسلكية المدمجة هوائيات متعددة الاتجاهات، مما يسمح للأجهزة المجاورة بالتنصت على الاتصالات الواردة والصادرة من العقد. استُغل هذا الأمر لتطوير آلية أساسية تُسمى " المراقبة المحلية " [ 53 ] ، والتي استُخدمت للكشف عن الهجمات المعقدة، مثل هجمات الثقب الأسود أو الثقب الدودي، التي تُضعف إنتاجية الشبكات الكبيرة إلى حدٍّ يكاد يكون معدومًا. ومنذ ذلك الحين، استخدم العديد من الباحثين ومطوري برامج تحليل حزم البيانات اللاسلكية التجارية هذه الآلية. ثم جرى تحسينها لاحقًا لمواجهة هجمات أكثر تعقيدًا، مثل هجمات التواطؤ، وهجمات التنقل، وهجمات الأجهزة متعددة الهوائيات والقنوات. [ 54 ]

شبكة استشعار موزعة

إذا استُخدمت بنية مركزية في شبكة استشعار وتعطلت العقدة المركزية، فإن الشبكة بأكملها ستنهار. مع ذلك، يمكن تعزيز موثوقية شبكة الاستشعار باستخدام بنية تحكم موزعة. يُستخدم التحكم الموزع في شبكات الاستشعار اللاسلكية للأسباب التالية:

  1. تكون عقد الاستشعار عرضة للفشل،
  2. لتحسين عملية جمع البيانات،
  3. لتوفير نسخ احتياطية للعقد في حالة تعطل العقدة المركزية.

كما لا توجد هيئة مركزية لتخصيص الموارد، وعليهم أن يكونوا منظمين ذاتياً.

أما بالنسبة للترشيح الموزع عبر شبكة استشعار موزعة، فإن الإعداد العام يتمثل في مراقبة العملية الأساسية من خلال مجموعة من أجهزة الاستشعار المنظمة وفقًا لبنية شبكة معينة، مما يجعل المراقب الفردي يقدر حالة النظام ليس فقط بناءً على قياساته الخاصة ولكن أيضًا بناءً على قياسات جيرانه. [ 55 ]

تكامل البيانات وشبكة المستشعرات

تُحفظ البيانات المُجمّعة من شبكات الاستشعار اللاسلكية عادةً على شكل بيانات رقمية في محطة مركزية. إضافةً إلى ذلك، يُحدد اتحاد البيانات الجغرافية المكانية المفتوحة (OGC) معايير واجهات التشغيل البيني وتشفير البيانات الوصفية التي تُمكّن من دمج شبكات الاستشعار غير المتجانسة في الإنترنت في الوقت الفعلي، مما يسمح لأي شخص بمراقبة شبكات الاستشعار اللاسلكية أو التحكم بها عبر متصفح الويب.

المعالجة داخل الشبكة

لتقليل تكاليف الاتصال، تقوم بعض الخوارزميات بإزالة أو تقليل معلومات المستشعرات الزائدة من العقد، وتجنب إعادة توجيه البيانات غير المفيدة. وقد استُخدمت هذه التقنية، على سبيل المثال، في الكشف عن الحالات الشاذة الموزعة [ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ] أو التحسين الموزع [ 60 ] . وبما أن العقد قادرة على فحص البيانات التي تُعيد توجيهها، فيمكنها قياس المتوسطات أو الاتجاهية، على سبيل المثال، للقراءات الواردة من عقد أخرى. فعلى سبيل المثال، في تطبيقات الاستشعار والمراقبة، عادةً ما تُسجل عقد الاستشعار المتجاورة التي تراقب سمة بيئية ما قيمًا متشابهة. هذا النوع من تكرار البيانات الناتج عن الارتباط المكاني بين ملاحظات المستشعرات يُلهم تقنيات تجميع البيانات واستخراجها داخل الشبكة. ويُقلل التجميع من حجم حركة مرور الشبكة، مما يُساعد على تقليل استهلاك الطاقة في عقد الاستشعار. [ 61 ] [ 62 ] وقد تبين مؤخراً أن بوابات الشبكة تلعب دوراً هاماً في تحسين كفاءة الطاقة لعقد الاستشعار من خلال تخصيص المزيد من الموارد للعقد ذات الاحتياجات الأكثر إلحاحاً لكفاءة الطاقة، كما يتطلب الأمر تطبيق خوارزميات جدولة متقدمة وفعالة للطاقة على بوابات الشبكة لتحسين كفاءة الطاقة الإجمالية للشبكة. [ 34 ] [ 63 ]

تجميع البيانات بشكل آمن

يُعدّ هذا شكلاً من أشكال المعالجة داخل الشبكة، حيث يُفترض أن تكون عقد الاستشعار غير مؤمّنة ذات طاقة محدودة، بينما يُفترض أن تكون المحطة الأساسية مؤمّنة ذات طاقة غير محدودة. يُعقّد التجميع تحديات الأمان القائمة بالفعل لشبكات الاستشعار اللاسلكية [ 64 ] ، ويتطلب تقنيات أمان جديدة مصممة خصيصًا لهذه السيناريوهات. يُعرف توفير الأمان لتجميع البيانات في شبكات الاستشعار اللاسلكية باسم تجميع البيانات الآمن في شبكات الاستشعار اللاسلكية . [ 62 ] و[ 64 ] و[ 65 ] كانت من أوائل الدراسات التي ناقشت تقنيات تجميع البيانات الآمن في شبكات الاستشعار اللاسلكية.

يُعدّ ضمان سرية البيانات وسلامتها من أبرز التحديات الأمنية في تجميع البيانات الآمن. فبينما يُستخدم التشفير تقليديًا لتوفير سرية شاملة في شبكات الاستشعار اللاسلكية، يحتاج مُجمّعو البيانات في سيناريو تجميع البيانات الآمن إلى فك تشفير البيانات المُشفّرة لإتمام عملية التجميع. وهذا يُعرّض البيانات للنص الأصلي لدى المُجمّعين، مما يجعلها عُرضة لهجمات المُهاجمين. وبالمثل، يُمكن للمُجمّع إدخال بيانات خاطئة في البيانات المُجمّعة، مما يجعل المحطة الأساسية تقبلها. وبالتالي، فبينما يُحسّن تجميع البيانات كفاءة استهلاك الطاقة في الشبكة، فإنه يُعقّد التحديات الأمنية القائمة. [ 66 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ أولو، سيلفيا ليبراتا؛ سينها، جي آر (31 مايو 2020). "تطورات في أنظمة مراقبة البيئة الذكية باستخدام إنترنت الأشياء وأجهزة الاستشعار" . مجلة أجهزة الاستشعار . 20 (11): 3113. رمز Bibcode : 2020Senso..20.3113U . doi : 10.3390/s20113113 . ISSN 1424-8220 . PMC 7309034. PMID 32486411 .   
  2. ↑ فرانشيسكو ماريو، دي؛ ك، داس ساجال؛ أناستاسي جوزيبي (2011-08-01). "جمع البيانات في شبكات الاستشعار اللاسلكية ذات العناصر المتنقلة". معاملات ACM في شبكات الاستشعار . 8 : 1-31 . doi : 10.1145/1993042.1993049 . S2CID 15576441 . 
  3. ↑ شيا، فينغ؛ تيان، يو-تشو؛ لي، يانجون؛ صن، يوكسيان (9 أكتوبر 2007). "تصميم شبكة استشعار/محرك لاسلكي لتطبيقات التحكم المتنقلة" . مجلة أجهزة الاستشعار . 7 (10): 2157-2173 . رمز Bibcode : 2007Senso...7.2157X . doi : 10.3390/s7102157 . ISSN 1424-8220 . PMC 3864515. PMID 28903220 .   
  4. ↑ "شبكات الاستشعار اللاسلكية لمراقبة ساحة المعركة" (ملف PDF) . 2006.
  5. ↑ عالمي، IGI : "دراسة: شبكات الاستشعار اللاسلكية لديها إمكانات في الرعاية الصحية والزراعة" . techxplore.com . تاريخ الاطلاع: 9 فبراير 2023 .
  6. ↑ دارجي، دبليو؛ بولاباور، سي. (2010). أساسيات شبكات الاستشعار اللاسلكية: النظرية والتطبيق . جون وايلي وأولاده. الصفحات 168-183 ، 191-192 . ISBN  978-0-470-99765-9.
  7. ↑ سهرابي، ك.؛ مينولي، د.؛ زناتي، ت. (2007). شبكات الاستشعار اللاسلكية: التكنولوجيا والبروتوكولات والتطبيقات . جون وايلي وأولاده. ص 203-209 . ISBN  978-0-471-74300-2.
  8. ↑ أوليفيرا، جواو؛ غويس، جواو (2012). تضخيم الإشارة التناظرية البارامتري المطبق على تقنيات CMOS النانوية . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . ص 7. ISBN  978-1-4614-1670-8.
  9. ↑ بيريس، ف. (2013). "الاستشعار اللاسلكي عالي التكامل لتطبيقات شبكة منطقة الجسم". غرفة أخبار SPIE . doi : 10.1117/2.1201312.005120 .
  10. ↑ توني أودونوفان؛ جون أودونوغ؛ كورماك سرينان؛ ديفيد سامون؛ فيليب أورايلي؛ كيران أ. أوكونور (2009). شبكة لاسلكية لمنطقة الجسم (BAN) واعية بالسياق (ملف PDF) . تقنيات الحوسبة المنتشرة للرعاية الصحية، 2009. doi : 10.4108/ICST.PERVASIVEHEALTH2009.5987 . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 9 أكتوبر 2016.
  11. ↑ بلال، محمد؛ وآخرون (2017). " بروتوكول مصادقة لشبكات الاستشعار المستقبلية" . أجهزة الاستشعار . 17 (5): 979. arXiv : 1705.00764 . Bibcode : 2017Senso..17..979B . doi : 10.3390/s17050979 . PMC 5464775. PMID 28452937 .   
  12. ↑ أوبيرمان، فيليكس جوناثان؛ بوانو، كارلو ألبرتو؛ رومر، كاي (2014). "عقد من تطبيقات الاستشعار اللاسلكي: دراسة وتصنيف" . فن شبكات الاستشعار اللاسلكية: المجلد 1: الأساسيات . سبرينغر. ص 11-50 . doi : 10.1007/978-3-642-40009-4_2 . ISBN  978-3-642-40009-4.
  13. ↑ "JKHart و K. Martinez، "شبكات الاستشعار البيئية: ثورة في علم نظام الأرض؟"، مراجعات علوم الأرض، 2006" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 23 نوفمبر 2015.
  14. ↑ أبتي، جيه إس؛ ميسييه، كيه بي؛ غاني، إس؛ براور، إم؛ كيرشستيتر، تي دبليو؛ لوندن، إم إم؛ مارشال، جيه دي؛ بورتييه، سي جيه؛ فيرمولين، آر سي إتش؛ هامبورغ، إس بي (2017). "رسم خرائط تلوث الهواء عالية الدقة باستخدام سيارات جوجل ستريت فيو: استغلال البيانات الضخمة" . العلوم والتكنولوجيا البيئية . 51 (12): 6999-7008 . Bibcode : 2017EnST...51.6999A . doi : 10.1021/acs.est.7b00891 . PMID 28578585 . 
  15. ↑ "تنفس لندن" . تنفس لندن . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 أبريل 2021 .
  16. ↑ فاينبرغ، س.؛ ويليامز، ر.؛ هاغلر، ج.س.و.؛ ريكارد، ج.؛ غارفير، د.؛ هارشيفيلد، ج.؛ ستوفر، ب.؛ ماتسون، إ.؛ جادج، ر.؛ غارفي، س. (2018). "تقييم طويل الأمد لتكنولوجيا مستشعرات الهواء في ظل الظروف المحيطة في دنفر، كولورادو" . تقنيات قياس الغلاف الجوي . 11 (8): 4605-4615 . Bibcode : 2018AMT....11.4605F . doi : 10.5194/amt-11-4605-2018 . PMC 6781239. PMID 31595175 .  
  17. ↑ بالزانو، ل.؛ نواك، ر. (2008). "المعايرة العمياء لشبكات أجهزة الاستشعار: النظرية والخوارزميات". الاستشعار الشبكي والمعلومات والتحكم . ص 9-37 . doi : 10.1007/978-0-387-68845-9_1 . ISBN  978-0-387-68843-5.
  18. ↑ سوس، أو.؛ ​​هاسنفراتز، د.؛ ثيل، ل. (2015). "تقليل أخطاء المعايرة متعددة القفزات في شبكات الاستشعار المتنقلة واسعة النطاق". وقائع المؤتمر الدولي الرابع عشر حول معالجة المعلومات في شبكات الاستشعار . ص 274-285 . doi : 10.1145/2737095.2737113 . ISBN  978-1-4503-3475-4. S2CID 15171166 . 
  19. ↑ SPIE (2013). "فاسيلي كاراناسيوس: استخلاص الطاقة لتشغيل أجهزة الاستشعار عن بعد". SPIE Newsroom . doi : 10.1117/2.3201305.05 .
  20. ↑ تيواري، أنكيت؛ وآخرون (2007). "تصميم وتنفيذ شبكة استشعار لاسلكية موفرة للطاقة للصيانة القائمة على الحالة". معاملات ACM لشبكات الاستشعار . 3 : 1–es. CiteSeerX 10.1.1.188.8180 . doi : 10.1145/1210669.1210670 . S2CID 7278286 .   
  21. ↑ ك. سليم؛ ن. فيصل؛ ج. المهتدي (2014). "دراسات تجريبية لبروتوكول التوجيه الذاتي الآمن والمنظم ذاتيًا والمستوحى من علم الأحياء". مجلة IEEE للمستشعرات . 14 (7): 1-8 . Bibcode : 2014ISenJ..14.2232S . doi : 10.1109/JSEN.2014.2308725 . S2CID 27135727 . 
  22. ↑ أناستاسي، ج.؛ فاروجيا، أ.؛ لو ري، ج.؛ أورتولاني، م. (2009). "مراقبة إنتاج النبيذ عالي الجودة باستخدام شبكات الاستشعار اللاسلكية". المؤتمر الدولي الثاني والأربعون لعلوم النظم في هاواي، 2009. الصفحات 1-7 . doi : 10.1109/HICSS.2009.313 . ISBN  978-0-7695-3450-3.
  23. ↑ "استراتيجية وطنية لمكافحة الإرهاب باستخدام أسلحة الدمار الشامل" . str.llnl.gov . مجلة العلوم والتكنولوجيا. مؤرشف من الأصل في 2 مايو 2017. تم الاطلاع عليه في 26 فبراير 2019 .
  24. ١ ٢ "السعي نحو عالم أكثر أمانًا منذ عام ١٩٤٥" . fas.org . اتحاد العلماء الأمريكيين. مؤرشف من الأصل بتاريخ ١٦ مارس ٢٠١٦. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٦ فبراير ٢٠١٩ .
  25. 1 2 3 4 هيلز، روب. "استشعار الخطر" . str.llnl.gov . مجلة العلوم والتكنولوجيا. مؤرشف من الأصل في 2 مايو 2017. تم الاطلاع عليه في 26 فبراير 2019 .
  26. ↑ "مصالح الأمن القومي الأمريكي/الروسي" . commdocs.house.gov . مجلس النواب الأمريكي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 فبراير 2019 .
  27. ^ أجيلار ، مونيكا (2020). "INRISCO: مراقبة الحوادث في المجتمعات الذكية" . الوصول إلى IEEE . 8 : 72435 – 72460. أرخايف : 2312.07787 . بيب كود : 2020IEEEA...872435I . دوى : 10.1109/ACCESS.2020.2987483 . اتش دي ال : 2117/328871 . S2CID 218468946 . 
  28. ↑ باستور، أدولفو (2020). "تطبيق الإزعاج النفسي الصوتي باستخدام شبكات الاستشعار الصوتية اللاسلكية للمراقبة في المدن الذكية". مجلة IEEE لإنترنت الأشياء . 7 (1): 128-136 . Bibcode : 2020IITJ....7..128P . doi : 10.1109/JIOT.2019.2946971 . hdl : 10550/106322 . S2CID 208111073 . 
  29. ↑ لوريت، خايمي (2009). "نشر شبكة استشعار لاسلكية للكشف عن حرائق الغابات والمناطق الريفية والتحقق منها" . مجلة أجهزة الاستشعار . 9 (11): 8722-8747 . رمز Bibcode : 2009Senso...9.8722L . doi : 10.3390/s91108722 . PMC 3260610. PMID 22291533. S2CID 13104461 .   
  30. ↑ ليز يونغ (2022-06-08). "شركة تقنية إسرائيلية تطرح أجهزة تتبع بحجم طوابع البريد" . صحيفة وول ستريت جورنال . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2022-07-08 .
  31. ↑ "ReVibe Energy – تشغيل إنترنت الأشياء الصناعي" . revibeenergy.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 22 سبتمبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 مايو 2018 .
  32. ↑ "الشركة الرائدة عالميًا في أنظمة الاستشعار اللاسلكية التي تعمل بتقنية حصاد الاهتزازات" . الشركة الرائدة عالميًا في أنظمة الاستشعار اللاسلكية التي تعمل بتقنية حصاد الاهتزازات . مؤرشف من الأصل بتاريخ 13 أبريل 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 مايو 2018 .
  33. ↑ سليم، كاشف؛ فيصل، نورشيلا؛ حفيظة، شريفة؛ كاملة، شريفة؛ رشيد، روزحة؛ باجودا ، ياكوبو (2009). “بروتوكول التوجيه الذاتي التنظيم المستوحى من الطبقة البيولوجية لشبكة الاستشعار اللاسلكية”. TENCON 2009 - 2009 مؤتمر IEEE المنطقة 10 . الصفحات من 1 إلى 6. دوى : 10.1109/TENCON.2009.5395945 . رقم ISBN  978-1-4244-4546-2. S2CID 30236796 . 
  34. 1 2 3 4 5 غووانغ مياو ؛ ينس زاندر؛ كي وون سونغ؛ بن سليمان (2016). أساسيات شبكات البيانات المتنقلة . مطبعة جامعة كامبريدج . ISBN 978-1-107-14321-0.
  35. ↑ أغدام، شاهين مهدي زاده؛ خانساري، محمد؛ ربيعي، حامد ر؛ صالحي، مصطفى (2014). "بروتوكول التحكم في الازدحام WCCP: بروتوكول للتحكم في الازدحام في الاتصالات اللاسلكية متعددة الوسائط في شبكات الاستشعار". شبكات مخصصة . 13 : 516-534 . doi : 10.1016/j.adhoc.2013.10.006 .
  36. ↑ ماغنو، م.؛ بويل، د.؛ برونيلي، د.؛ أوفلين، ب.؛ بوبوفيتشي، إ.؛ بينيني، ل. (2014). "المراقبة اللاسلكية الموسعة من خلال إمداد الطاقة الهجين الذكي". معاملات IEEE في الإلكترونيات الصناعية . 61 (4): 1871. Bibcode : 2014ITIE...61.1871M . doi : 10.1109/TIE.2013.2267694 . S2CID 23562384 . 
  37. ↑ زيناكيس، أ.؛ فوكالاس، ف.؛ ستاموليس، ج. (2016). "التحكم الطوبولوجي المراعي للطاقة عبر الطبقات من خلال التلدين المحاكي لشبكات الاستشعار اللاسلكية" . الحوسبة والهندسة الكهربائية . 56 : 576-590 . doi : 10.1016/j.compeleceng.2016.02.015 .
  38. ↑ "تحالف لورا" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2017-11-09.
  39. ↑ "تحالف واي-صن" . 15-08-2018. مؤرشف من الأصل بتاريخ 09-11-2017.
  40. ↑ "NB-IOT مقابل LoRa مقابل Sigfox، LINKLabs، يناير 2017" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 10 نوفمبر 2017.
  41. ↑ "ما هو LTE-M؟" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2017-11-09.
  42. ↑ جاناكيرام، كوتنانا؛ ريجينالد، ب. جوشوا (23 فبراير 2023). "إطالة عمر شبكات الاستشعار اللاسلكية باستخدام مناهج نظرية الرسم البياني". المؤتمر الدولي السابع لعام 2023 حول منهجيات الحوسبة والاتصالات (ICCMC) . إيرود، الهند: IEEE. الصفحات 993-997 . doi : 10.1109/ICCMC56507.2023.10084135 . ISBN  978-1-6654-6408-6. S2CID 257959382 . 
  43. ↑ لياخوف، ب.أ.؛ كاليتا، د.إ. (2023-05-03). "ترشيح كالمان الموثوق به مع حسابات محلية مشروطة في شبكات الاستشعار اللاسلكية" . التحكم الآلي وعلوم الحاسوب . 57 (2): 154-166 . doi : 10.3103/S0146411623020062 . ISSN 0146-4116 . S2CID 258465232 .  
  44. ↑ شي، جونيانغ؛ شا، مو (17 يونيو 2019). "التهيئة الذاتية للمعلمات والتكيف الذاتي في شبكات أجهزة الاستشعار والمحركات اللاسلكية الصناعية". مؤتمر IEEE INFOCOM 2019 - مؤتمر IEEE للاتصالات الحاسوبية . باريس، فرنسا: IEEE. الصفحات 658-666 . doi : 10.1109/INFOCOM.2019.8737467 . ISBN  978-1-7281-0515-4. S2CID 86721016 . 
  45. ↑ زيناكيس، أ.؛ فوكالاس، ف.؛ ستاموليس، ج. (أكتوبر 2015). "خوارزمية التجميع الموزون الأدنى لشبكات الاستشعار اللاسلكية". وقائع المؤتمر التاسع عشر لعموم اليونان حول المعلوماتية . ص 255-260 . doi : 10.1145/2801948.2801999 . ISBN  978-1-4503-3551-5. S2CID 9188571 . 
  46. ↑ حسن، طه؛ سليم، ج؛ صادق، ر. (2015). "بروتوكول توجيه جديد موفر للطاقة لرأس المجموعة في شبكات الاستشعار اللاسلكية". المؤتمر الدولي السابع لهندسة الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) حول الحوسبة الذكية وأنظمة المعلومات (ICICIS) . القاهرة: IEEE. ص 313-320 . doi : 10.1109/IntelCIS.2015.7397240 . ISBN  978-1-5090-1949-6. S2CID 10688614 . 
  47. ↑ ك. شهزاد، محمد؛ نغوين، دانغ تو؛ زاليوبوفسكي، فياتشيسلاف؛ تشو، هيونسيونغ (2018). "LNDIR: توجيه خفيف الوزن قائم على فترات زمنية غير متزايدة لشبكات الاستشعار ذات دورة التشغيل" . المجلة الدولية لشبكات الاستشعار الموزعة . 14 (4) 1550147718767605. doi : 10.1177/1550147718767605 .تم نسخ المادة من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International License .
  48. ↑ "PreonVM – آلة افتراضية لأجهزة الاستشعار اللاسلكية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2017-11-11.
  49. ↑ سيلفا، د.؛ غانم، م.؛ غو، ي. (2012). "ويكي سينسينغ: منهج تعاوني عبر الإنترنت لإدارة بيانات المستشعرات" . مجلة المستشعرات . 12 (10): 13295-1332 . رمز Bibcode : 2012Senso..1213295S . doi : 10.3390/s121013295 . PMC 3545568. PMID 23201997 .  
  50. ↑ نيازي، معاذ؛ حسين، أمير (2011). "إطار محاكاة جديد قائم على الوكلاء للاستشعار في بيئات تكيفية معقدة" (ملف PDF) . مجلة IEEE للمستشعرات . 11 (2): 404-412 . arXiv : 1708.05875 . Bibcode : 2011ISenJ..11..404N . doi : 10.1109/jsen.2010.2068044 . hdl : 1893/3398 . S2CID 15367419. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 25 يوليو 2011. 
  51. ↑ بولوسو، نيروباما؛ هايدمان، جون؛ إسترين، ديبورا (2000). "تحديد المواقع الخارجية منخفض التكلفة للأجهزة الصغيرة جدًا بدون نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)". مجلة IEEE للاتصالات الشخصية . 7 (5). أكتوبر 2000: 28-34 . doi : 10.1109/98.878533 . S2CID 771769 . 
  52. ↑ مات ويلش؛ جيف مينلاند. "برمجة شبكات الاستشعار باستخدام المناطق المجردة" (ملف PDF) . جامعة هارفارد.
  53. ↑ خليل، عيسى؛ باغشي سوراب؛ شروف، ن.ب. (2005). "لايت وورب: إجراء مضاد خفيف الوزن لهجوم الثقب الدودي في الشبكات اللاسلكية متعددة القفزات" . المؤتمر الدولي لعام 2005 حول الأنظمة والشبكات الموثوقة (DSN'05) . الصفحات 612-621 . doi : 10.1109/DSN.2005.58 . ISBN  0-7695-2282-3. S2CID 2018708 . 
  54. ↑ ميتشل، روبرت؛ تشين، إنغ-راي (2014-04-01). "دراسة استقصائية حول كشف الاختراقات في تطبيقات الشبكات اللاسلكية" . اتصالات الحاسوب . 42 : 1-23 . doi : 10.1016/j.comcom.2014.01.012 . ISSN 0140-3664 . 
  55. ↑ لي، وانغيان؛ وانغ، زيدونغ؛ وي، غوليانغ؛ ما، ليفنغ؛ هو، جون؛ دينغ، ديروي (2015). "دراسة استقصائية حول دمج البيانات من أجهزة استشعار متعددة وتصفية التوافق لشبكات الاستشعار" . الديناميكيات المنفصلة في الطبيعة والمجتمع . 2015 : 1-12 . doi : 10.1155/2015/683701 . hdl : 1959.3/453203 . ISSN 1026-0226 . 
  56. ↑ بوسمان، هـ. هـ. و. ج.؛ إياكا، ج.؛ تيجادا، أ.؛ وورتشه، هـ. ج.؛ ليوتا، أ. (2015-12-01). "مجموعات من المتعلمين التزايديين للكشف عن الحالات الشاذة في شبكات الاستشعار المخصصة". شبكات مخصصة . عدد خاص حول تقنيات استشعار البيانات ومعالجتها وشبكاتها المستوحاة من البيانات الضخمة. 35 : 14-36 . doi : 10.1016/j.adhoc.2015.07.013 . hdl : 11572/196409 . ISSN 1570-8705 . 
  57. ↑ بوسمان، هـ. هـ. و. ج.؛ ليوتا، أ.؛ إياكا، ج.؛ وورتشه، هـ. ج. (أكتوبر 2013). "الكشف عن الشذوذ في أنظمة الاستشعار باستخدام التعلم الآلي الخفيف". المؤتمر الدولي لهندسة النظم والإنسان وعلم التحكم الآلي لعام 2013. الصفحات 7-13 . doi : 10.1109/SMC.2013.9 . ISBN  978-1-4799-0652-9. S2CID 6434158 . 
  58. ↑ بوسمان، هـ. هـ. و. ج.؛ ليوتا، أ.؛ إياكا، ج.؛ وورتشه، هـ. ج. (ديسمبر 2013). "التعلم المتطرف عبر الإنترنت على شبكات الاستشعار ذات النقطة الثابتة". ورش عمل المؤتمر الدولي الثالث عشر لجمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) حول استخراج البيانات ، 2013. الصفحات 319-326 . doi : 10.1109/ICDMW.2013.74 . hdl : 11572/196432 . ISBN  978-1-4799-3142-2. S2CID 6460187 . 
  59. ↑ بوسمان، هـ. هـ. و. ج.؛ إياكا، ج.؛ وورتشه، هـ. ج.؛ ليوتا، أ. (ديسمبر 2014). "الدمج الفوري للتعلم التزايدي لشبكات الاستشعار اللاسلكية". ورشة عمل المؤتمر الدولي لهندسة الكهرباء والإلكترونيات لعام 2014 حول استخراج البيانات . الصفحات 525-532 . doi : 10.1109/ICDMW.2014.79 . hdl : 10545/622629 . ISBN  978-1-4799-4274-9. S2CID 14029568 . 
  60. ↑ إياكا، ج. (2018). "التحسين الموزع في شبكات الاستشعار اللاسلكية: إطار عمل نموذج الجزيرة". الحوسبة المرنة . 17 (12): 2257-2277 . arXiv : 1810.02679 . Bibcode : 2018arXiv181002679I . doi : 10.1007/s00500-013-1091-x . ISSN 1433-7479 . S2CID 33273544 .  
  61. ↑ بوسمان، هـ. هـ. و. ج.؛ إياكا، ج.؛ تيجادا، أ.؛ وورتشه، هـ. ج.؛ ليوتا، أ. (2017-01-01). "الكشف عن الشذوذ المكاني في شبكات الاستشعار باستخدام معلومات الجوار" . دمج المعلومات . 33 : 41-56 . doi : 10.1016/j.inffus.2016.04.007 . hdl : 11572/196405 . ISSN 1566-2535 . 
  62. 1 2 كام، هـ؛ أوزدمير، س؛ ناير، ب؛ موثوافيناشيابان، د (أكتوبر 2003). "ESPDA: تجميع البيانات القائم على الأنماط الموفر للطاقة والآمن لشبكات الاستشعار اللاسلكية". وقائع مؤتمر IEEE Sensors 2003 (رقم تصنيف IEEE: 03CH37498) . المجلد 2. الصفحات 732-736 . CiteSeerX 10.1.1.1.6961 . doi : 10.1109/icsens.2003.1279038 . ISBN    978-0-7803-8133-9. S2CID 15686293 . {{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  63. ↑ رويدا، أ. صادق (مايو 2018). "بروتوكول تجميعي هجين مراعٍ للطاقة لشبكة إنترنت الأشياء غير المتجانسة" . مجلة الحوسبة والمعلوماتية المستقبلية . 3 (2): 166-177 . doi : 10.1016/j.fcij.2018.02.003 .
  64. 1 2 هو، لينغشوان؛ ديفيد إيفانز (يناير 2003). "التجميع الآمن للشبكات اللاسلكية". ورشة عمل حول الأمن والضمان في الشبكات المخصصة .
  65. ↑ برزيداتيك، بارتوش؛ داون سونغ؛ أدريان بيريج (2003). "SIA: تجميع المعلومات الآمن في شبكات الاستشعار". وقائع المؤتمر الدولي الأول حول أنظمة الاستشعار الشبكية المدمجة . الصفحات 255-265 . doi : 10.1145/958491.958521 . ISBN  978-1-58113-707-1. S2CID 239370 . 
  66. ↑ كومار، فيمال؛ سانجاي ك. مادريا (أغسطس 2012). "تجميع البيانات الهرمي الآمن في شبكات الاستشعار اللاسلكية: تقييم الأداء وتحليله". المؤتمر الدولي الثالث عشر لإدارة البيانات المتنقلة لعام 2012، IEEE . الصفحات 196-201 . doi : 10.1109/MDM.2012.49 . ISBN  978-1-4673-1796-2. S2CID 2990744 . 

للمزيد من القراءة

  • أمير هوزابري؛ محمد رضا إسلامي نجاد؛ ميترا محرويان، توجيه عقد البوابة القائم على السلسلة لتحسين كفاءة الطاقة في شبكات الاستشعار اللاسلكية
  • كيران مارايا، كمال كانت، نيتين غوبتا "شبكة الاستشعار اللاسلكية: مراجعة حول تجميع البيانات" المجلة الدولية للبحوث العلمية والهندسية المجلد 2 العدد 4، أبريل 2011.
  • تشاليرميك إنتاناغونويوات، ديبورا إسترين، راميش جوفيندان، جون هايدمان، " تأثير كثافة الشبكة على تجميع البيانات في شبكات الاستشعار اللاسلكية "، 4 نوفمبر 2001.
  • بولوسو، نيروباما؛ جها، سانجاي (2005). شبكات الاستشعار اللاسلكية: منظور النظم . دار أرتيك هاوس. ISBN 978-1-58053-867-1.