hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
شبكة استشعار لاسلكية الدخول إلى الوسط الناقل (MAC)
'* علاقه مترابطه: نظرا للكثافة العالية لعقد الاستشعار، والمعلومات التي تم جمعها من قبل كل عقدة يرتبط ارتباطا وثيقا وبشكل حدسي، فإن البيانات المستمدة من أجهزة الاستشعار المنفصلة مكانيا تكون أكثر فائدة في الحوض من الترابط الشديد للبيانات من أجهزة الاستشعار تقع عن كثب وبالتالي، قد لا يكون من الضروري لكل عقدة استشعار لنقل بياناتها؛ بدلا من ذلك، قد يكون عدد أصغر من قياسات أجهزة الاستشعار كافية للاتصال ميزات الحدث إلى الحوض. وبالمثل، فإن طبيعة الظاهرة الفيزيائية المحسسة تؤدي إلى ارتباط المعلومات المستشعرة زمنيا.. وينبغي استغلال الارتباط بين عقد الاستشعار في طبقة ماك بروتوكول ويمكن أن يكون نهجا واعدا لزيادة تحسين أداء الشبكة بشكل عام.
شبكة استشعار لاسلكية الدخول إلى الوسط الناقل (MAC)
هي واحدة من البروتوكولات الاساسية في التحكم في الوصول إلى الوسائط  والقائمة على التنافس والتي تعتمد على التنافس بين النود لانشاء روابط تواصل . وتقدم البروتوكولات القائمة على التنافس مرونة فبالتالي كل جهاز  يتخذ قرار بصورة مستقلة دون الحاجة إلى تبادل الرسائل.ونتيجة لذلك، هذه البروتوكولات لا تتطلب أي بنية تحتية والتي تعتبر مهمة في تطبيقات عديدة في شبكة الاستشعار اللاسلكية. وبدلا من ذلك، فان كل جهاز يحاول الوصول إلى القناة من خلال تقنية استشعار الناقل وتقدم البروتوكولات القائمة على التنافس، متانة  وقابلية للتطويرعلى الشبكة. من ناحية أخرى، فان زيادة عدد الاجهزة زاد من احتمال حدوث تصادم. بروتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط القائم على تقنية تحسس الناقل متعددة الوصول يشكل اللبنة الاساسية لبناء العديد من بروتوكولات شبكة الاستشعار اللاسلكية المتقدمة، ومع ذلك فان تقنية تحسس الناقل متعددة الوصول ضعيفة من حيث كفاءة الطاقة حيث كل جهاز بحاجة إلى تحسس القناة قبل الإرسال. وكل جهاز يستهلك طاقة خلال فترة التحسس . وعلاوة على ذلك، فان كثافة الشبكة تجعل تقنية  تجنب التصادم غير فعالة بسبب زيادة عدد الاجهزة  المخفية .
شبكة استشعار لاسلكية الدخول إلى الوسط الناقل (MAC)
في هذا النص سوف نوصف البروتوكلات التحكم في الوصول إلى الوسائط الاساسية المستخدمة في شبكة الاستشعار اللاسلكية .بروتوكولات التحكم في الوصول إلى الوسائط الاساسية ثلاث هي : الساكن والبيركلي والقائم على التشارك .
1- برتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط الساكن (C-MAC):
شبكة استشعار لاسلكية الدخول إلى الوسط الناقل (MAC)
في تقنية تحسس الناقل متعددة الوصول يتطلب من الجهاز ان يتحسس القناة بشكل متواصل، وهذا الامر يتطلب استهلاك كبير للطاقة، وخاصة عندما لا يكون هناك بيانات لارسالها، ولكي نتغلب على هذه المشكلة، تم ادخال عملية إلى برتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط الساكن وهي دورة العمل، باستخدام هذه العملية فان عمل الجهاز ينظم خلال فترة زمنية محددة تسمى فترة الإطار . وخلال هذا الإطار فان الجهاز يكون في حالة خمول خلال فترة من الزمن، ويتحسس القناة خلال بقية فترة الإطار، نسبة فترة الإطار إلى الفترة الكلية تسمى دورة العمل . خلال فترة الخمول سوف يتم وقف عملية التحسس للقناة لحفظ الطاقة . برتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط الساكن يقوم على التنافس المتساوي الذي يعتمد على جداول السكون المنظمة  لتقليل استهلاك الطاقة مع زيادة الإنتاجية وتقليل وقت الاستجابة .
2- برتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط البيركلي (B-MAC):
شبكة استشعار لاسلكية الدخول إلى الوسط الناقل (MAC)
برتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط البيركلي صمم لجعل بروتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط  بسيط وقابل للتكوين من برتوكولات الاعلى مستوى، وتحقيق لهذه الغاية فان هذا البرتوكول  يزود تقنية تحسس الناقل متعددة الوصول للطبقات العليا وعلاوة على ذلك يدعم تقنية الارتباط الاختباري من دون الحاجة إلى رسالة طلب الإرسال ورسالة طلب الاستقبال . تقنية تحسس الناقل متعددة الوصول يمكن تطبيقها في الطبقات العليا من خلال تغيير فترة التراجع . وبناء على ذلك فانة يتم تقليل استهلاك الطاقة وتطبيق تقنية تجنب التصادم .
3- برتوكول التحكم في الوصول إلى الوسائط القائم على التشارك (CC-MAC):
شبكة استشعار لاسلكية الدخول إلى الوسط الناقل (MAC)
تتطلب معظم التطبيقات في شبكة الاستشعار اللاسلكية مستشعر مكاني كثيف لتحقيق التغطية الكافية . ونتيجة لذلك، فان كل مستشعر يسجيل المعلومات الخاصة بحدث واحد. وبسبب الكثافة الكبيرة في بناء الشبكة، قد تكون سجلات استشعار مرتبطة مكانيا لنفس الحدث . ويمكن أن يؤدي استغلال الترابط المكاني في سياق الطبيعة التعاونية لشبكة الاستشعار اللاسلكية إلى تحسن كبير في أداء بروتوكولات الاتصال . ويزيد الارتباط المكاني عندما تنخفض المسافة بين الاجهزة ، مما يجعل هذه الظاهرة ذات أهمية عالية، وبما أن التداخلات المحلية بين الاجهزة  يتم حلها عند طبقة التحكم في الوصول إلى الوسائط ، فمن الطبيعي استغلال هذا التكرار المحلي عند طبقة التحكم في الوصول إلى الوسائط، ويهدف  هذا البروتوكول إلى معالجة هذه المسألة، ويستند تشغيل هذا  بروتوكول إلى نموذج الارتباط المكاني .
شبكة استشعار لاسلكية الدخول إلى الوسط الناقل (MAC)
إن بروتوكولات الدخول للوسط الناقل المبنية على الحجز (reservation based MAC) قامت بحل مشكلة كثْرة التصادمات الموجودة في البروتوكلات القائمة على الخلاف التي تضمنت احتمالية كبيرة للتصادم نتيجة لعدم وجود تأسيس للاتصال قبل البدء بالإرسال، بالتالي فإنه من الممكن جدا أن تقوم أكثر من عقدة مستشعرة بالإرسال في نفس الوقت خصوصًا مع كثرة هذه العُقَد، بالتالي فإن تقنية الوصول المتعدد ذو الحساسية للحامل مع تجنب التصادم (CSMA/CA) ستتولى مهمتها بتفريغ الهواء من الرسائل المتداخلة التابعة لأكثر من عقدة، ثم سيتم إعادة الإرسال من جديد. بالتالي فإن التقنية هذه غير مجدية نوعًا ما في حال كان لدينا عدد كبير من عقد المستشعرات المنتشرة، لأنه ذلك سيؤدي للكثير من التصادمات بالتالي الكثير من التأخير.
شبكة استشعار لاسلكية الدخول إلى الوسط الناقل (MAC)
فجاءت البروتوكلات المبنية على الحجز لتقوم بحل هذه المشكلة. وأكثر ما يميز هذه البروتوكات هو عدم إمكانية حدوث التصادمات. وتستخدم هذه البروتوكولات تقنية الوصول المتعدد للوقت المقسم (TDMA) التي تقوم بتقسيم الوقت في قناة الاتصالات إلى أجزاء (شرائح slots), وكل جزء منها تابع لإرسال معين، أي أن كل مرسل يُعطَى مدة زمنية معينة ليرسل معلوماته في القناة (الهواء في حالتنا), ثم بعد انتائها يدخل مستخدم آخر ليرسل ضمن مدة زمنية مساوية للمرسل الذي قبله، ثم بعد انتهاء كل المرسِلِين يعود المرسل الأول للإرسال مرة أخرى وهكذا بشكل دوري.
بشكل عام، تقوم هذه البروتوكولات بعملية الاتصال وفقًا لإطار محدد، ويتكون هذا الإطار من جزئين، أولهما هو فترة الحجز، حيث تقوم العقد الاستشعارية التي تريد إرسال بيانات معينة بإرسال طلب ليتم حجز شريحة زمنية معينة لها للإرسال إلى نقطة مركزية سواء كانت هذه النقطة عقدة أخرى أو جهازًا قائمًا على مجموعة من العقد (cluster head), أما الجزء الثاني فهو فترة إرسال البيانات التي يقوم خلالها كل المرسلون بعملية الإرسال ضمن الشريحة الزمنية التي قاموا بحجزها في الجزء الأول من الإطار.
شبكة استشعار لاسلكية الدخول إلى الوسط الناقل (MAC)
أما حجم الإطار (الفترتين الزمنيتين آنفتي الذكر) وطريقة حجز الشرائح الزمنية، بالإضافة إلى التنافس على حجز الشرائح الزمنية بين المرسلين (كم شريحة سيأخد المرسل خلال الإطار الواحد), فكل تلك الأشياء تختلف من بروتوكول إلى بروتوكول.
و من هذه البروتوكولات هو التراما (TRAMA) الذي يقوم على استخدام الشرائح الزمنية بالإضافة أنه بتبع نظامًا في توزيع الشرائح يعتمد على اجراءات ومتطلبات الإرسال التي يقوم بها كل مرسل، فلنذكر إمكانية أن المرسلين لن يرسلوا الإشارات على نفس التردد ذلك بسبب اختلاف التصميم من مرسل إلى مرسل آخر، بالتالي فإن استخدم جهازان اشارتان تختلفات بالتردد فإن المستقبل سيستطيع التمييز بينهما، بالتالي فإن أرسلا في نفس الوقت فإن ذلك لن يكون مشكلة، بالتالي فقد قام هذا البروتوكول باستغلال هذه الميزة، حيث أن الشريحة الزمنية التي يجب على مرسل معين استخدامها يتم تحديدها بحيث لا يحدث أي تصادم في الإرسال بينه وبين مرسل آخر.
شبكة استشعار لاسلكية الدخول إلى الوسط الناقل (MAC)
بروتوكول التراما لا يحتاج إلى نقطة مركزية تقوم بحجز الشرائح الزمنية، إنما حينما يقوم جهازان بالتراسل، فإن العقد التي يتم عبرها الاتصال تقوم بجدولة الشرائح بناءًا على الجهازين المرسلين.
و يتكون الاتصال في هذا البروتوكول من أربعة مراحل:
تبادل معلومات الإرسال: حيث تقوم كل عقدة بإرسال معلومات الإرسال قبل أن تبدأ به للعقدة الستقبلة، أي أنها تخبر العقدة المستقبلة بنيتها للإرسال خلال هذه المرحلة، بالطبع فإن العقد المستقبلة تكون هي من الجيران لأن الاتصال سيتم عبر العقد حتى الوصول إلى المستقبل.
شبكة استشعار لاسلكية الدخول إلى الوسط الناقل (MAC)
و يستخدم الترام مجموعة بروتوكولات منها البروتوكول الجار (NP): كما قلنا فإن كل عقدة تحمل معلومات جيرانها من العقد، أما وظيفة هذا البروتوكول فهي القيام بنشر تلك المعلومات إلى باقي العقد بحيث تصل إلى كل الشبكة، وذلك يتم في فترة حجز الشرائح ضمن الإطار المذكور سابقًا، وتحمل رسائل الروتوكول القائمة الموجودة في كل عقدة بخصوص جيرانها، ثم تتحول إلى أن تحمل التعديلات عليها، أي أن الرسائل ستحمل فقط التعديلات التي حدثت في تلك القائمة وليست القائمة كلها، وذلك لتقليل حجم هذه الرسائل لكيلا تستهلك مقدارًا كبيرًا من القدرة الإرسالية. أما إذا لم يحدث هناك تغيير في القائمة، فستظل هذه الرسائل موجودة بهدف التأكد من أن هذه العقدة لا تزال تعمل، فإن انقطعت الرسائل المنبعثة من عقدة ما لفترة زمنية معينة فإن جيرانها من العقد ستعلم أن هذه العقدة لم تعد تعمل.
شبكة استشعار لاسلكية التوجيه (Routing)
طبقة الشبكة :
طبقة الشبكة هي واحده من أكثر الأبحاث تحقيقا في "wsn", معظم خوارزميات التوجيه والبروتوكولات تم اقتراحها من خلال تطوير "wsn".
في هذا الفصل نجد مشاكل وتحديات طبقة الشبكة في "wsn"
أيضاً حلول لهذه المشاكل بالتفصيل ومحاولة تقديم مناقشة جيدة لهذه الحلول .
بروتوكولات التوجيه مقسمة إلى أربعة أقسام وهي :
1- مركزية البيانات والمعمارية المسطحة .
2-الهرمية.
3-الموقع القائم.
4-جودة الخدمة.
تحديات التوجيه :
• استهلاك الطاقة :
في أي خوارزمية توجيه يكون استهلاك الطاقة هو المحور الأساسي وهو ما نهدف إلى تحسينه من خوارزمية لاخرى .
بسبب تحديد مصادر الطاقة وعدم اتاحة طاقة لا نهائية من أجل عملية التوجيه وإلى يكون هدر للمصادر .
ملاحظة : ان العديد من خوارزميات التوجيه قد لا تكون مناسبة، مثل خوارزمية المسار الأقصر.
الأسباب الرئيسية لاستهلاك الطاقة في التوجيه في "wsn" هي :
إذا ما الحل ؟
لتحسين كفاءة خوارزميات التوجيه ينبغي ان يكون تبادل المعلومات محلي فقط
و يجب تقليل تبادل المعلومات أيضا دون التأثير على دقة المعلومات.
شبكة استشعار لاسلكية التوجيه (Routing)
2-الاتصال مقابل الحساب :
من الجيد أن نعلم أن الحساب رخيص جدا مقارنة بالاتصال على مقياس استهلاك الطاقة .
في "wsn" الهدف هو تسليم المعلومات بدلا من الحزم الفردية، أيضا الحساب يجب ان يكون مدمجا مع التوجيه لتقليل استهلاك الطاقة.
•قابلية التوسع :
عادة ما تتكون "wsn" من عدد كبير من العقد "node" وضرورة مراقبة الظواهر الفيزيائية بالتفصيل سيحتم علينا نشر العديد من العقد .
يجب ان تكون بروتوكولات التوجيه تدعم دمج عدد كبير من العقد في شبكة واحده وتلقي معلومات من عدد كبير من العقد
دون التأثير على استهلاك الطاقة .
شبكة استشعار لاسلكية التوجيه (Routing)
•المعالجة:
العدد الكبير من العقد في الشبكة قد يمنعنا من تعيين عناوين فريدة لكل عقدة .
و هذه مشكلة تواجه معظم بروتوكولات التوجيه
لحلها يجب ان تصدر خوارزميات تعيين عناوين جديدة لا تعتمد على تعيين عنوان فريد لكل عقدة في الشبكة .
•المتانة:
«وسن» تعتمد على العقد داخل الشبكة على تسليم البيانات بطريقة متعددة القفزات .
هذا قد يؤدي إلى فشل أو خلل مفاجئ في الشبكة لأن العقد من الممكن ان تصبح غير قادرة على تسليم البيانات بسبب الحمل الهائل عليها .
لحل هذه المشكلة يجب صنع العقد بمتانة عالية وضد هذه الاعطال وخصوصا ضد فشل النقطة الواحدة والذي يؤدي لفقدان المعلومات في حالة فشل أحد العقد في الشبكة.
أيضا نضيف إلى تحدي فشل العقد فشل العقد اللاسلكية خلال الاتصال .
شبكة استشعار لاسلكية التوجيه (Routing)
يجب على بروتوكول التوجيه أن لا تعتمد كفاءته على حزمة فردية واحدة وهي من الممكن أن تفقد خلال الاتصال .
حتى تحت ضغط هائل
البروتوكول يجب ان يوفر تسليم البيانات بين عقدتين بطريقة سلسة وبعيدة عن الفشل .
•البنية:
يمكن ان يكون نشر الشبكة محددا مسبقا ويمكن ان يكون عشوائيا ويمكن استغلال هذا من اجل تصميم بروتوكولات أكثر كفاءة .
المواقع النسبية لجيران العقدة والموقع للعقدة قد يؤثر على كفاءة واداء البروتوكول
لهذا يجب توفير المعرفة الشخصية للعقدة بحيث ان العقدة تستطيع ان تتعلم من حولها بمفردها هذا قد يزيد من كفاءة البروتوكول.
عادة ما تفرض "wsn" ان العقد تكون ثابتة
و لكن يجب على خوارزميات التوجيه ان تتوافق أيضا في حالة تغيير اماكن العقد أو إضافة عقد بأماكن جديدة.
•التطبيق :
طبيعة التطبيق أيضا مهمة في تصميم بروتوكول التوجيه، ففي تطبيقات الرصد عادة ما توصل العقد المعلومات إلى بعضها بطريقة دورية .
في حال حدوث حدث معين في أحد التطبيقات يجب إنشاء واستخدام مسار لتقديم المعلومات حول هذا الحدث خلال الوقت المناسب .
يجب إنشاء مسار جديد لكل حدث جديد .
شبكة استشعار لاسلكية التوجيه (Routing)
و يمكن ان نستنتج هنا أن تقنية التوجيه ترتبط بشكل مباشر مع التطبيق، وقد نحتاج تقنيات كثيرة أخرى وجديدة لتطبيقات مختلفة .
العدد الكبير من عقد الاستشعار هو سبب اختلاف شبكات الاستشعار اللاسلكية عن غيرها ، فمن الصعب تحديد معرفات لكل عقد الاستشعار.
وبالتالي، لا يفضل استخدام بروتوكولات التوجيه المستندة إلى العناوين لشبكات الاستشعار اللاسلكية . وللتغلب على ذلك، تم اقتراح بروتوكولات توجيه مركزية.
التوجيه المعتمد على تركز البيانات يشير إلى نوع رسالة الاستعلام التي تبدأ من خلال مستقبل المعلومات .
بدلا من معرفات العقدة، يتطلب التوجيه المرتكز على البيانات التسمية المستندة إلى السمة.
بالنسبة للتسمية المستندة إلى السمات، فإن المستخدمين أكثر اهتماما بالاستعلام عن سمة، بدلا من الاستعلام عن عقدة فردية.
أبسط خوارزميات التوجيه التي تم تطويرها لشبكات متعددة القفزات، هي تقنية الفيضانات. وبناء على ذلك، كلما تلقت العقدة رزمة، تبث هذه الرزمة إلى جميع جيرانها. ويستمر ذلك حتى تتلقى جميع العقد في الشبكة الحزمة . ونتيجة لذلك، تكون قد غمرت الحزمة الشبكة بأكملها.
شبكة استشعار لاسلكية التوجيه (Routing)
يمكن التحكم في فيض البيانات من خلال الحد من إعادة البث حتى تصل الحزمة إلى الوجهة أو يتم الوصول إلى الحد الأقصى لعدد القفزات.
الفيضانات هي بروتوكول رد الفعل وتنفيذها واضح إلى حد ما. مزايا الفيضانات هي في بساطته حيث أنه لا يتطلب للعقدة معرفة المعلومات عن العقد المجاورة ، والفيضانات لا تتطلب صيانة طوبولوجيا مكلفة وخوارزميات معقدة لاكتشاف الطريق.
أحد أهم الماكل الرئيسية في خوارزمية الفيضانات هي مشكلة الانفجار، وتعود المشكلة لنسخ الحزمة نفسها أكثر من مرة في الشبكة . ويمكن تجنب ذلك من خلال خوارزمية النميمة . وهذه الخورارزمية تتجنب الانفجار من خلال اختيار عقدة واحدة لتتابع الحزمة. ونتيجة لذلك، كلما تلقت عقدة رزمة لا تبث الرزمة ولكنها تختار عقدة عشوائية بين جيرانها وترسل الحزمة إلى تلك العقدة المعينة. بمجرد تلقي العقدة المجاورة الحزمة، فإنه يختار عشوائيا عقدة استشعار أخرى.
3. بروتوكولات الاستشعار للمعلومات عن طريق التفاوض:
شبكة استشعار لاسلكية التوجيه (Routing)
هي عائلة من بروتوكولات التوجيه مصممة لمعالجة أوجه القصور في الفيضانات عن طريق التفاوض وتكيف الموارد ولهذا الغرض، يتبع نهجان رئيسيان. أولا، بدلا من إرسال جميع البيانات تقوم عقد أجهزة الاستشعار التفاوض مع بعضها البعض من خلال الحزم التي تصف البيانات. وبالتالي، يتم إرسال المعلومات الملاحظة فقط إلى العقد الاستشعار المهتمة نتيجة لهذا التفاوض. ثانيا، كل عقدة تراقب مواردها للطاقة، والذي يستخدم لتنفيذ القرارات التي تدرك الطاقة.
يتم تقديم طلب المعلومات من خلال رسائل الفائدة التي بدأها مستقبل المعلومات. ويبدأ الانتشار الموجه عندما يرسل مستقبل المعلومات رسائل الفائدة إلى جميع أجهزة الاستشعار. وتسمى هذه المرحلة انتشار الفائدة، حيث تغمر رسائل الفائدة عبر الشبكة. رسائل الفائدة تعتبر رسائل استكشافية للإشارة إلى العقد مع مطابقة البيانات لمهمة معينة.
أثناء المهمة، يستمر مستقبل في بث رسالة الفائدة بشكل دوري.
توفر بروتوكولات التوجيه التي تركز على البيانات مسارات تعتمد على التطبيق بناء على اهتمامات المستخدم.
شبكة استشعار لاسلكية التوجيه (Routing)
وتستخدم آلية مركزية البيانات لتحديد نقاط النهاية في الشبكة، مما يؤدي إلى عملية دينامية. كلما تغيرت قراءات أجهزة الاستشعار، يتم تكييف مسارات الشبكة مع هذه التغييرات لتلبية طلبات المستخدم. وهذا يوفر كفاءة استخدام الطاقة نظرا لأن الطرق يتم إنشاؤها فقط عندما يكون هناك اهتمام وليس هناك حاجة للحفاظ على طوبولوجيا الشبكة العالمية. كما أن الحلول المرتكزة على البيانات تقلل من استهلاك الطاقة في الشبكة عن طريق تحديد طرق مختارة لمصلحة معينة من مستقبل المعلومات . وبناء على ذلك، فإن تلك العقد فقط التي لها معلومات مطابقة تشارك في توليد المعلومات.
ومن العيوب الرئيسية لبروتوكولات التوجيه التي تركز على البيانات أنها تستند عموما إلى طوبولوجيا مسطحة. وهذا يسبب مشاكل التدرجية وكذلك زيادة الازدحام بين العقد أقرب إلى مستقبل المعلومات .
شبكة استشعار لاسلكية التوجيه (Routing)
وآليات التجميع الموزعة ضرورية لتقليل محتوى المعلومات المتدفقة في كل جزء من الشبكة. وعلاوة على ذلك، تنطبق البروتوكولات مثل الانتشار الموجه على مجموعة فرعية من التطبيقات في الشبكات الفضائية العالمية، حيث أن البلاغ يبدأ بالاستعلامات المتولدة من مستقبل البيانات . وهذا أيضا يجعل نشر الموجه ليس خيارا جيدا للتطبيقات الديناميكية، حيث التسليم المستمر للبيانات مهم. وعلاوة على ذلك، تحتاج أنواع الاستعلام فضلا عن إجراءات مطابقة الفائدة إلى تعريف لكل تطبيق. وعلاوة على ذلك، فإن النهج المرتكز على البيانات يؤدي إلى مخططات التسمية المعتمدة على التطبيق. وبناء على ذلك، ينبغي تحديد هذه المخططات مسبقا لكل تغيير في التطبيق.
وأخيرا، فإن عملية مطابقة البيانات والاستعلامات تسبب بعض النفقات العامة في أجهزة الاستشعار.
شبكة استشعار لاسلكية التوجيه (Routing)
وتؤدي بروتوكولات مركزية البيانات على البيانات والمعمارية المسطحة إلى غالبية المعلومات المولدة في أجهزة الاستشعار التي تتركز بالقرب من مستقبل البيانات. ونتيجة لذلك، والبروتوكولات المسطحة تعاني من البيانات الزائد على مقربة من مستقبل البيانات مع زيادة الكثافة. العقد التي تقع بالقرب من مسار بالوعة مزيد من المعلومات من العقد في أجزاء أخرى من الشبكة. ونتيجة لذلك، تموت هذه العقد بشكل أسرع وتنتج انقطاعا بين مستقبل البيانات  و شبكات الاستشعار اللاسلكية. ونتيجة لذلك، تؤدي بروتوكولات المعمارية المسطحة إلى استهلاك الطاقة غير المتكافئ في جميع أنحاء الشبكة والحد من قابلية البروتوكولات.
شبكة استشعار لاسلكية التوجيه (Routing)
يمكن معالجة مساوئ بروتوكولات  المسطحة من خلال تشكيل بنية هرمية حيث يتم تجميع العقد في مجموعات والتفاعلات المحلية بين أعضاء المجموعة يتم التحكم فيها من خلال رئيس الكتلة . تم تطوير العديد من بروتوكولات التوجيه الهرمي لمعالجة تحديات التوسع في الطاقة واستهلاك الطاقة من الشبكات. مجموعات شكل العقد الاستشعار حيث رؤساء العنقودية البيانات المجمعة والصمامات للحفاظ على الطاقة. ويمكن لرؤوس العنقود أيضا أن تشكل طبقة أخرى من العناقيد فيما بينها قبل الوصول إلى مستقبل البيانات . بعض البروتوكولات الهرمية المقترحة لشبكات الاستشعار هي التسلسل الهرمي للتكتل منخفض الطاقة ، والتجمع الفعال للطاقة في أنظمة معلومات الاستشعار،  وشبكة استشعار حساسة للعوامل تتكيف مع العتبات .
تستغل معلومات الموقع لكل عقدة لتوفير كفاءة لتوجيه المسار، وبما ان المكان القصود في wsnع عادة ما يكون ثابت قانه يمكن استخدامه لتطوير قواعد لتوجيه البيانات .
بروتوكلات التوجيه الجغرافي توفر تقنيات لتوجيه البانات لتحسين استخدام الطاقة
شبكة استشعار لاسلكية التوجيه (Routing)
MECN (الحد الادنى للطاقة شبكة الاتصالات) تقلل الشبكة الفرعية من استهلاك الطاقة بين أي زوج من العقد في الشبكة، من خلال استخدام الرسم البياني للشبكة G', حيث ان كل قمة تمثل عقدة والحواف تربط العقد، ومن هذا الرسم نيستمد Gمع نفس عدد الروؤس وعدد اقل من الحواف
مخططات إعادة التوجيه الجغرافي للوصلات الخاطئة:
القناة اللاسليكة عرض للاخطاء وتغير الرسم البياني للشبكة مما يستلزم تبادل الرسائل بشكل متكرر بين العقد لاعادة بناء الرسم البياني . يمكن تصنيف مخططات إعادة التوجيه المحلية الي نظامين: الإرسال عن بعد (لا تسخدم سوا معلومات المسافة), واعادة التوجيه المستقبلي .
ويهدف التوجيه الجغرافي الي اختيار أحد العقد لتكون النقطة الثانية لدفع الحزمة وبالتالي منع حدوث حلقات في التوجيه .
Greedy forwarding (بروتوكول إعادة التوجيه الجشع) من ابسط بروتوكلات إعادة التوجية.
يمكن تعريف نطاق إرسال عقدة كدائرة حول العقدة، توفر هذه التقنية تسليم سريع للحزمة من خلال عدد عقد اقل.
Distance-Based Blacklisting(القائمة السوداء القائمة على المسافة)
من اجل التخفيف من اثار المسافة بين العقد، يمكن ادراج بعض العقد التي تكون على الحدود من نطاق الإرسال إلى القائمة السوداء .
بروتوكلات التوجيه الجغرافية تتطلب معلومات من الجيران لتحديد القفزة التالية وجمع هذه المعلومات مكلف.
إذا كانت العقدة لديها معرفة عن الشبكة فانه يمكنها تحديد المسار الأمثل للوجهه ويمكن اختيار القفزة التالية ولكن من الناحية العليمة لا يمكن معرفة جميع المعلومات عن الشبكة . ومن ثم فان بروتوكلات التوجيه الجغرافي تهدف إلى توفير اليات صنع القرار باستخدام رأي محدود بالشبكة .
PRADA هو بروتوكول من اجل الحصول على معرفة طوبولوجية أكبر من خلال ان تزيد العقدة من نطاق ارسالها، ويستخدم نظام يسمى نقل المعرفة الطوبولوجية الجزئية (PTKF) يهدف إلى التقليل من الطاقة من خلال اختيار أقصر مسار للعقدة .
العديد من بروتوكلات التوجيه تركز فقط على استهلاك الاقة في الشبكة وهو واحد من أهم مقاييس الاداء في WSN  لكنه ليس الوحيد، يتطلب تطوير تطبيقات جديدة مثل الانتاجية والتأخير، ومن ثم فان متطلبات جودة الخدمة (QOS) لهذه التطبيقات تحتاج ضمان .
توجيه التنازل المتسلسل (SAR) الهدف الرئيسي منه هو خلق اشجار متعددة تنشأ من عقدة الجذر وتنمو كل شجرة وتتجنب العقد ذات الخدمة المنخفضة (أي انخفاض الانتاجية\ التأخير العالي).وبالتالي، يمكن إنشاء مسارات متععدة تربط أي عقدة في الشبكة .
*موارد الطاقة : أكبر عدد من الحزم التي يمكن ارسالها بواسطة العقدة.
*مقياس جودة الخدمة الإضافي: وهو مرتبط بالطاقة والتأخير .
يجمع بين خصائص التأخير والانتاجية وخصائص استهلاك الطاقة لتحديد المسار بين العقد في الشبكة .ويعين البروتوكول وظيفة التكلفة ويحدد خوارزمية الشحن الأدنى التكلفة في كل عقدة وبالتالي تدفق الحزم بالمسار الأقل تكلفة . ويتضمن مرحلتين: إنشاء حقل التكلفة واعادة توجيه مسار التكلفة .
تتصل متطلبات نوعية الخدمة في الشبكات عادة بالتأخير والانتاجية، ومع ذلك، الشبكات في WSN تتأثر بموقع العقدة، فان المسافة عامل اخر لجودة الخدمة .
بروتوكول SPEEDيستغل هذا .يتناسب التأخير الذي تتعرض له الحزمة مع المسافة بين المصدر والوجهة.
ويحتوي هذا البروتوكول على مكونات لضمان سرعة الحزم، كل عقدة تبني جدول الجيران ويخزن المعلومات حول الجيران .
وتنظر بروتوكولات التوجيه القائمة على جودة الخدمة في مقاييس إضافية، بالإضافة إلى استهلاك الطاقة،
هيكلة الطرق. وهذا يوفر قدرات إضافية ل WSN، حيث تطبيقات أكثر تطورا يمكن تطويرها. غير أن توفير ضمانات إضافية يزيد من التكلفة من حيث الطاقة، الاستهلاك، وبالتالي، عمر الشبكة.  وينبغي أن تكون التكاليف مصممة بعناية لمتطلبات التطبيقات.
شبكة استشعار لاسلكية الأمن
يحدد مجال أمن المعلومات أهدافا عديدة فيما يتعلق بحماية المعلومات، حيث تعتبر السرية والسلامة وتوافر المعلومات أهم ثلاثة أهداف في هذا المجال ، وتعتبر هذه المكونات الثلاثة المبادئ الأساسية لأمن المعلومات.
1.    سرية المعلومات (confidentiality): هي إخفاء المعلومات، بحيث لا يتم إتاحة أو كشف المعلومات إلا للأطراف المعنية.
2.    سلامة المعلومات (integrity): هو أن تكون المعلومات جديرة بالثقة ، بحيث لا يتمكن أي شخص أخر غير المعني بذلك من إنشاء أو تعديل أو تدمير المعلومات ، بما في ذلك الحماية من حقن المعلومات الاحتيالية أو المكررة أو القديمة .
3.    توافر المعلومات (availability): هو إمكانية الحصول على المعلومات في الوقت المناسب وبطريقة موثوق بها ، وتسمى عملية منع توافر المعلومات بهجوم الحرمان من الخدمة (denial of service attack).
و لضمان العناصر المذكوره أعلاه  فإن هذا يتطلب حماية المكونات المادية (hardware) والبرمجيات (software)الخاصة بالنظام .
و من العناصر الرئيسية الأخرى لأمن المعلومات ما يلي :
-المصادقة (Authentication): قدرة الطرف على التحقق من هوية الطرف أو الأطراف المتصلة الأخرى.
شبكة استشعار لاسلكية الأمن
-عدم التنصل أو الانكار (Non-repudiation): القدرة على التأكيد على أن طرفا معينا هو من قام بإنشاء المعلومات.
-التفويض (Authorization): القدرة على تقييد الوصول للمعلومات بحيث تنحصر فقط بالأطراف المسموح لهم بذلك.
-الموثوقية (Authenticity): القدرة على التحقق من أن المعلومات تم إنشاؤها أو تعديلها من قبل الطرف المعلن.
-الخصوصية (Privacy): القدرة على إخفاء بيانات التعريف الخاصة بالكيان المولد للمعلومات ، مثال: موقع أوهوية الكيان المنشئ للمعلومات المرسلة .
و كما هو الحال في معظم الشبكات، فمن المتوقع أيضا أن تدعم شبكة الاستشعار اللاسلكیة (WSN) مجموعة  من أهداف أمن المعلومات وهذا يعتمد على نوع التطبيق المستخدم .
شبكة استشعار لاسلكية الأمن
يتعلق الجانب الجديد من أمن شبكة (WSN) بالنهج التي تنفذ من خلاله أهداف أمن المعلومات المذكورة أعلاه. وعلى وجه الخصوص، فإن تحقيق الأهداف الأمنية المذكورة أعلاه يشكل تحديا خاصا بالنسبة لشبكة الاستشعار اللاسلكیة (WSN) بسبب القيود على عقد الاستشعار (sensor nodes) (من حيث الطاقة، والحساب، والتخزين)، وكذلك بسبب أساليب تشغيل الشبكة (operational modes of the network) (على سبيل المثال، عدد العقد الكبير، عمر العقدة محدود، نشر ثابت، ظروف الانتشار المتغيرة أو الغير معروفة). وعلاوة على ذلك، يرجع ذلك إلى حقيقة أن التكلفة في بعض التطبيقات تعد اعتبارا مهما، فعقد الشبكة الفردية (individual network nodes) تميل إلى أن تكون غير مكلفة، وبالتالي، أقل موثوقية.
تحتاج الشبكة لدعم بعض مستويات الموثوقية المطلوبة، ولكن غالبا ما يحول النظر في التكاليف دون اعتماد الأجهزة الأكثر تكلفة  مما يمكن أن يقلل من تعقيد بعض البروتوكولات المتعلقة  بالأمن.
شبكة استشعار لاسلكية الأمن
تؤثر خصائص أجهزة الاستشعار، ولا سيما محدداتها ، على تصميم بروتوكولات الحماية . على سبيل المثال، العقد في شبكة الاستشعار اللاسلكية هي عقد استشعار غير مكلفة ذات قدرات حسابية محدودة جدا، بالمقارنة مع الاجهزة في شبكات الاتصالات التقليدية. ونتيجة لذلك، يتعذرعلى عقد شبكة الاستشعار اللاسلكية تنفيذ بروتوكولات الحماية المصممة للشبكات الأخرى. وعلاوة على ذلك، فإن قناة الاتصالات اللاسلكية والخصائص التشغيلية لشبكة الاستشعار اللاسلكية تطرح تحديات إضافية في التنفيذ .
شبكة استشعار لاسلكية الأمن
1-قيود الهاردوير
إن تعقيد البرامج ومتطلبات الأداء الجيد تفرض كمية موارد الهاردوير اللازمة لتنفيذ هذه البرامج ، بما في ذلك حجم الذاكرة / التخزين، ومساحة الكود ، وسرعة وحدة المعالجة المركزية، ومصدر الطاقة. عادة ما تكون أجهزة الاستشعار محدودة الحجم ، مما يحد من قدرتها على تخزين البيانات والكودات . معظم أجهزة الاستشعار الحديثة لديها أحجام ذاكرة الوصول العشوائي تتراوح (1-10) كيلوبايت، وذاكرة البرنامج أقل من 1 ميغابايت. وعلاوة على ذلك، فإن مساحة التعليمات البرمجية المطلوبة لدعم نظام التشغيل وحده هو في حدود عدة كيلو بايت. على سبيل المثال، يتطلب نظام التشغيل الفعلي لأجهزة الاستشعار اللاسلكية (تينيوس) حوالي 4 كيلوبايت من الذاكرة. لذلك، يجب أن يكون تنفيذ بروتوكول الحماية يتناسب مع الكود في الذاكرة المحددة في جهاز الاستشعار.