Rrjeti i sensorëve pa tela

Rrjetet e sensorëve pa tela (WSN) i referohen rrjeteve të sensorëve të shpërndarë në hapësirë dhe të dedikuar që monitorojnë dhe regjistrojnë kushtet fizike të mjedisit dhe ia përcjellin të dhënat e mbledhura një vendndodhjeje qendrore.WSN-të mund të matin kushtet mjedisore si temperatura,zëri,nivelet e ndotjes,lagështia dhe era.

Këto rrjete janë të ngjashme me rrjetet pa tela ad hoc në kuptimin që ato mbështeten në lidhjen pa tela dhe krijimin  spontan të rrjetit në mënyrë që të dhënat nga sensorët të mund të transmetohen në mënyrë pa tela.WSN-të monitorojnë kushte fizike si temperatura,zëri dhe presioni.Rrjetet moderne janë dypalëshe që do të thotë se ato jo vetëm mbledhin të dhënatpor gjithashtu mundësojnë kontrollin e aktivitetit të sensorëve. Zhvillimi i këtyre rrjeteve është nxitur fillimisht nga aplikimet ushtarake,si mbikëqyrja në fushëbetejë. Rrjete të tilla përdoren edhe në aplikime industriale dhe të konsumatorit si monitorimi dhe kontrolli i proceseve industriale,monitorimi i gjendjes së makinerive dhe bujqësia.

Një rrjet sensorësh pa tela (WSN) ndërtohet nga "nyje" - nga disa pak qindra apo mijëra ku secila nyje është e lidhur me sensorë të tjerë.Çdo nyje e tillë zakonisht përbëhet nga disa pjesë:një radio transmetues me një antenë të brendshme ose të lidhur me një antenë të jashtme një mikrokontrollues një qark elektronik për ndërfaqe me sensorët dhe një burim energjie zakonisht një bateri ose një formë e integruar e gjenerimit të energjisë.Një nyje sensori mund të ndryshojë në madhësi nga madhësia e një kuti këpucësh deri (teorikisht)në madhësinë e një kokrre pluhuri edhe pse përmasat mikroskopike nuk janë realizuar ende.Kostoja e një nyjeje sensori gjithashtu ndryshon shumë nga disa dollarë deri në qindra në varësi të kompleksitetit të nyjes.Kufizimet në madhësi dhe kosto kufizojnë burimet si:energjia,kujtesa (memoria),shpejtësia e përpunimit dhe gjerësia e brezit për komunikim.Topologjia e një rrjeti sensorësh pa tela (WSN) mund të ndryshojë nga një rrjet i thjeshtë yll në një rrjet i avancuar pa tela rrjetëzues (mesh) me shumë hapa.Përhapja e të dhënave mund të realizohet me drejtim rruge (routing) ose përmbytjes.

Në shkencën kompjuterike dhe telekomunikacion rrjetet e sensorëve pa tela janë një fushë aktive kërkimi e cila mbështet shumë punëtori dhe konferenca shkencore përfshirë Punëtorinë Ndërkombëtare mbi Sensorët e Rrjetosur të Integruar (EmNetS),PSN,SenSys,MobiCom dhe EWSN.Që nga viti 2010 rrjetet e sensorëve pa tela kishin të vendosura rreth 120milion njësi të largëta në të gjithë botën.

 Aplikacioni 

 Monitorimi i zonës 
Monitorimi i zonës është një aplikim i zakonshëm i rrjeteve të sensorëve pa tela (WSN).Në këtë rast rrjeti vendoset në një zonë ku duhet të monitorohet një fenomen i caktuar.Një shembull ushtarak është përdorimi i sensorëve për të zbuluar depërtimin e armikut,një shembull civil është rrethimi gjeohapësinor (geo-fencing) i tubacioneve të gazit ose të naftës.

 Monitorimi i kujdesit shëndetësor 
Ekzistojnë disa lloje rrjetesh sensorësh për aplikime mjekësore:të implantuara, të veshshme dhe të integruara në mjedis.Pajisjet mjekësore të implantueshme janë ato që futen brenda trupit të njeriut.Pajisjet e veshme përdoren në sipërfaqen e trupit ose në afërsi të menjëhershme të përdoruesit.Sistemet e integruara në mjedis përdorin sensorë të vendosur në ambientin përreth.Zbatimet e mundshme përfshijnë matjen e pozicionit të trupit,lokalizimin e personave,monitorimin e përgjithshëm të pacientëve të sëmurë në spitale dhe në shtëpi.Pajisjet e integruara në mjedis gjurmojnë gjendjen fizike të një personi për diagnostikim të vazhdueshëm shëndetësor duke përdorur të dhëna nga një rrjet kamerash thellësie një dysheme sensorësh ose pajisje të tjera të ngjashme.Rrjetet e trupit mund të mbledhin informacione mbi shëndetin,gjendjen fizike dhe shpenzimin e energjisë së një individi.Në aplikimet e kujdesit shëndetësor,privatësia dhe vërtetësia e të dhënave të përdoruesit kanë rëndësi parësore.Sidomos me integrimin e rrjeteve të sensorëve,me IoT,autentikimi i përdoruesve bëhet më sfidues megjithatë një zgjidhje është paraqitur në punimet e fundit.

 Monitorimi i habitatit 
Rrjetet e sensorëve pa tela janë përdorur për të monitoruar lloje të ndryshme speciesh dhe habitatësh, duke filluar me vendosjen në Ishullin Great Duck përfshirë marmotët,bretkosat e kallamit në Australi dhe zebrat në Kenia.

 Ndjeshmëria mjedisore/e Tokës 
Ekzistojnë shumë aplikime për monitorimin e parametrave mjedisorëdisa prej të cilave jepen më poshtë.Këto aplikime përballen me sfida shtesë si kushtet e vështira të ambientit dhe furnizimi i kufizuar me energji.

 Monitorimi i cilësisë së ajrit 
Eksperimentet kanë treguar se ekspozimi personal ndaj ndotjes së ajrit në qytete mund të ndryshojë ndjeshëm.Për këtë arsye është me interes të arrihet një rezolucion më i lartë hapësinor dhe kohor indotësve dhe grimcave në ajër.Për qëllime kërkimore rrjetet e sensorëve pa tela janë vendosur për të monitoruar përqendrimin egazrave të rrezikshëm për qytetarët (p.sh.në Londër ).Megjithatë sensorët për gazrat dhe lëndën grimcore vuajnë nga variabilitet i lartë midis njësive ndjeshmëri të kryqëzuar dhe devijim konceptual. Për më tepër cilësia e të dhënave aktualisht nuk është e mjaftueshme për marrjene vendimeve të besueshme pasi kalibrimi në teren sjell rezultate të pasakta në matje dhe mund të kërkohet rikalibrim i shpeshtë.Një zgjidhje e mundshme mund të jetë kalibrimi i verbër ose përdorimi i referencave mobile.

 Zbulimi i zjarreve në pyje 
Një rrjet me nyje sensorësh mund të instalohet në një pyll për të zbuluar nëse ka filluar një zjarr.Këto nyje mund të pajisen me sensorë që matin temperaturën,lagështinë dhe gazrat që  çlirohen nga zjarri në pemë ose bimësi.Zbulimi i hershëm është thelbësor për një reagim të suksesshëm nga shërbimi zjarrfikës falë rrjeteve të sensorëve pa tela,ekipet zjarrfikëse do të jetë në gjendje të dinë kur ka nisur një zjarr dhe si po përhapet ai.

 Zbulimi i rrëshqitjeve të tokës 
Një sistem zbulimi i rrëshqitjeve të dheut përdor një rrjet sensorësh pa tela për të identifikuar lëvizje të lehta të tokës dhe ndryshime në parametra të ndryshëm që mund të ndodhin para ose gjatë një rrëshqitjeje.Përmes të dhënave të mbledhura mund të jetë e mundur të parashikohet ndodhja e një rrëshqitjeje shumë kohë përpara se të ndodhë realisht.

 Monitorimi i cilësisë së ujit 
Monitorimi i cilësisë së ujit përfshin analizimin e vetive të ujit në diga,lumenj,liqene dhe oqeane si dhe rezerva nëntokësore të ujit.Përdorimi i shumë sensorëve të shpërndarë pa tela mundëson krijimin e një harte më të saktë të gjendjes së ujit dhe lejon vendosjen e stacioneve të përhershme të monitorimit në zona me akses të vështirë pa pasur nevojë për mbledhje manuale të të dhënave.

 Parandalimi i fatkeqësive natyrore 
Rrjetet e sensorëve pa tela mund të jenë efektive në parandalimin e pasojave negative të fatkeqësive natyrore si shembull përmbytjet.Nyjet pa tela janë vendosur me sukses në lumenj ku ndryshimet në nivelet e ujit duhet të monitorohen në kohë reale.

 Monitorimi industrial 

 Monitorimi i gjendjes së makinerive 
Rrjetet e sensorëve pa tela janë zhvilluar për mirëmbajtjen me bazë në gjendjen e pajisjeve (CBM) pasi ato ofrojnë kursime të konsiderueshme në kosto dhe mundësojnë funksionalitete të reja.

Sensorët pa tela mund të vendosen në vende të vështira ose të pamundura për t'u arritur me sisteme të lidhura me kabllo siç janë makineritë rrotulluese dhe mjetet e palidhura.

 Regjistrimi i të dhënave 
Rrjetet e sensorëve pa tela përdoren gjithashtu për mbledhjen e të dhënave për monitorimin e informacionit mjedisor.Kjo mund të jetë diçka e thjeshtë si monitorimi i temperaturës në frigorifer ose niveli i ujit në depozitat e mbingarkuara në termocentralet bërthamore.Informacioni statistikor më pas mund të përdoret për të treguar se si kanë funksionuar sistemet.Përparësia e rrjeteve të sensorëve pa tela (WSN)ndaj regjistruesve konvencionalë është rrjedha "në kohë reale" e të dhënave që është e mundur.

 Monitorimi i ujit/ujërave të zeza 
Monitorimi i cilësisë dhe nivelit të ujit përfshin shumë aktivitete si kontrollimi i cilësisë së ujit nëntokësore ose sipërfaqësor dhe sigurimi i infrastrukturës së ujit të një vendi për të mirën e njerëzve dhe kafshëve.Mund të përdoret për të parandaluar shpërdorimin e ujit.

 Monitorimi i gjendjes strukturores 

Rrjetet e sensorëve pa tela (WSN) mund të përdoren për të monitoruar gjendjen e infrastrukturës civile dhe proceseve gjeofizike të ndërlidhura,pothuajse në kohë reale dhe për periudha të gjata kohore përmes regjistrimit të të dhënave duke përdorur sensorë të përshtatshëm të ndërfaqësuar.

 Prodhimi i verës 
Rrjetet e sensorëve pa tela përdoren për të monitoruar prodhimin e verës si në fushë ashtu edhe në bodrum e verës.

 Zbulimi i kërcënimeve 
Sistemi i Gjurmimit të Zonës së Gjerë (WATS) është një rrjet prototip për zbulimin e një pajisjeje bërthamore tokësore si p.sh. një "bombë valixhe" bërthamore.WATS është duke u zhvilluar në Laboratorin Kombëtar Lawrence Livermore (LLNL).WATS do të përbëhej nga sensorë pa tela për gama dhe neutrone të lidhur përmes një rrjeti komunikimi.Të dhënat e marra nga sensorët i nënshtrohen "bashkimit të të dhënave"i cili e shndërron informacionin në forma të interpretueshme ky bashkim i të dhënave është aspekti më i rëndësishëm i sistemit. [ vjetëruar burim ]

Procesi i bashkimit të të dhënave ndodh brenda rrjetit të sensorëve dhe jo në një kompjuter të centralizuar dhe kryhet nga një algoritëm i zhvilluar posaçërisht bazuar në statistikat Bayesiane.WATS nuk do të përdorte një kompjuter të centralizuar për analiza sepse studiuesit zbuluan se faktorë si vonesa dhe gjerësia e brezit të disponueshëm kanë prirje të krijonin ngarkesa të mëdha.Të dhënat e përpunuara në terren nga vetë rrjeti (përmes shkëmbimit të sasisë së vogël të të dhënave mes sensorëve fqinjë) janë më të shpejta dhe e bëjnë rrjetin më të shkallëzueshëm.

Një faktor i rëndësishëm në zhvillimin e WATS është lehtësia e vendosjes pasi shtimi i numrit të sensorëve përmirëson shkallën e zbulimit dhe ul numrin e alarmeve të rreme.Sensorët WATS mund të vendosen në pozicione të përhershme ose të montohen në mjete për mbrojtje të lëvizshme të vendeve specifike.Një pengesë për zbatimin e WATS është madhësia,pesha, kërkesat për energji dhe kostoja e sensorëve pa tela që janë aktualisht të disponueshëm.Zhvillimi i sensorëve të përmirësuar është një përbërës kryesor i kërkimeve aktuale në Drejtorinë për Mospërhapje, Kontroll të Armëve dhe Siguri Ndërkombëtare (NAI) në Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL).

WATS u prezantua para Nënkomitetit për Kërkime dhe Zhvillim Ushtarak të Dhomës së Përfaqësuesve të SHBA-së më 1 tetor 1997, gjatë një seance dëgjimore mbi terrorizmin bërthamor dhe masat kundër tij.Më 4 gusht 1998 në një takim pasues të atij nënkomiteti Kryetari Curt Weldon deklaroi se financimi për kërkimin e WATS ishte shkurtuar nga administrata Klinton në një nivel minimal për mbijetesë dhe se programi ishte riorganizuar dobët.

 Monitorimi i incidenteve 
Studimet tregojnë se përdorimi i sensorëve për monitorimin e incidenteve përmirëson reagimin e zjarrfikësve dhe policisë ndaj situatave të papritura. Për zbulim të hershëm të incidenteve,mund të përdorim sensorë akustikë për të zbuluar një rritje të zhurmës së qytetit për shkak të ndonjë aksidenti të mundshëm, ose sensorë termikë për të zbuluar një zjarr të mundshëm.

 Zinxhirët e furnizimit 
Duke përdorur elektronikë me fuqi të ulët,rrjetet e sensorëve pa tela (WSN) mund të aplikohen me kosto efektive edhe në zinxhirët e furnizimit në industri të ndryshme.

 Karakteristikat 
Karakteristikat kryesore të një WSN përfshijnë

 Kufizimet e konsumit të energjisë për nyjet që përdorin bateri ose mbledhjen e energjisë . Shembuj të furnizuesve janë ReVibe Energy  dhe Perpetuum 
 Aftësia për t'u përballur me dështimet e nyjeve ( rezistenca )
 Disa nyje mund të kenë lëvizshmëri (për nyje shumë të lëvizshme shih MWSN-të )
 Heterogjeniteti i nyjeve
 Homogjeniteti i nyjeve
 Shkallëzueshmëria për vendosje në shkallë të mftësia për të përballuar kushte të vështira mjedisore
 Lehtësia në përdorim
 Optimizimi ndër-shtresor   

Optimizimi ndër-shtresor po bëhet një fushë gjithnjë e më e rëndësishme studimore për komunikimet pa tela. Për më tepër,qasja tradicionale e ndarjes në shtresa paraqet tre probleme kryesore:

 Qasja tradicionale me shtresa të ndara nuk lejon ndarjen e informacionit midis shtresave të ndryshme çka bën që secila shtresë të mos ketë informacion të plotë.Qasja tradicionale e shtresuar nuk mund të garantojë optimizimin e të gjithë rrjetit.
 Qasja tradicionale e shtresuar nuk ka aftësinë të përshtatet me ndryshimet mjedisore.
 Për shkak të ndërhyrjes ndërmjet përdoruesve të ndryshëm,konflikteve të qasjes,zbehjes së sinjalit dhe ndryshimeve të mjedisit në rrjetet më sensorë pa tela,qasja tradicionale me shtresa e përdorshme në rrjetet me tela nuk është e aplikueshme në rrjetet pa tela.

Prandaj optimizimi ndër-shtresor mund të përdoret për të bërë modulime optimale që përmirësojnë performancën e transmetimit si p.sh.norma e të dhënave,efikasiteti i energjisë,cilësia e shërbimit (QoS)etj.Nyjet me sensorë mund të imagjinohen si kompjutera shumë të vegjël të cilët janë jashtëzakonisht të thjeshtë në aspektin e ndërfaqeve dhe komponentëve.Ato zakonisht përbëhen nga një njësi përpunimi me fuqi llogaritëse të kufizuar dhe memorie të kufizuar,sensorë ose MEMS (që përfshijnë qarqe specifike të kondicionimit),një pajisje komunikimi (zakonisht transmetues radio ose alternativisht optik ) dhe një burim energjie zakonisht në formën e një baterie.Përfshirje të tjera të mundshme janë modulet e mbledhjes së energjisë ASIC- dytësorë dhe ndërfaqe komunikimi dytësorë (p.sh. RS-232 ose USB).

Stacionet bazë janë një ose më shumë komponentë të rrjetit me sensorë pa tela (WSN) që disponojnë më shumë burime për sa i përket përpunimit, energjisë dhe komunikimit. Ato veprojnë si portë ndërmjet nyjeve më sensorë dhe përdoruesit final pasi zakonisht përcjellin të dhënat nga rrjeti i sensorëve (WSN) drejt një serveri.Komponentë të tjerë të veçantë në rrjetet më rrutim janë routera,të projektuar për të llogaritur dhe shpërndarë tabelat e rutimit.

 Platformat 

 Hardueri 

Një nga sfidat kryesore në rrjetet me sensorë pa tela është prodhimi i nyjeve me sensorë që të jenë me kosto të ulët dhe përmasa shumë të vogla.Ekziston një numër në rritje i kompanive të vogla që prodhojnë pajisje pë rrjete me sensorë (WSN) dhe situata tregtare mund të krahasohet me kompjuterët personalë në vitet 1970.Shumë prej këtyre nyjeve janë ende në fazën e kërkimit dhe zhvillimit veçanërisht sa i përket softuerit të tyre.Adoptimi i rrjeteve me sensorë kërkon gjithashtu përdorimin e metodave me konsum shumë të ulët të energjisë si në komunikimin radio ashtu edhe në mbledhjen e të dhënave.

Në shumë aplikacione një WSN komunikon me një rrjet lokal ose një rrjet të gjerë përmes gateway-t.Gateway vepron si një urë lidhëse ndërmjet rrjetit me sensorë (WSN) dhe rrjetit tjetër.Kjo mundëson që të dhënat të ruhen dhe përpunohen nga pajisje me më shumë burime për shembull:në një server të vendosur në distancë.Një rrjet i gjerë pa tela i përdorur kryesisht për pajisje me konsum të ulët energjie njihet si Rrjet me Fushë të Gjerë dhe Konsum të Ulët Energjetik ( LPWAN ).

 Pa tela 
Ekzistojnë disa standarde dhe zgjidhje pa tela për lidhjen e nyjeve të sensorëve.Thread dhe Zigbee mund të lidhin sensorë që funksionojnë në 2.4GHz me një normë transmetimi prej 250kbit/s.Shumë prej tyre përdorin frekuenca më të ulët për të rritur distancën e sinjalit (zakonisht deri në 1km),për shembull,Z-wave funksionon në 915MHz dhe në BE 868MHz,por këto ofrojnë një normë më të ulët të transmetimit të të dhënave (zakonisht rreth 50 kbit/s).Grupi i punës IEEE 802.15.4 ofron një standard për lidhjen e pajisjeve me fuqi të ulët dhe zakonisht sensorët dhe matësit inteligjentë përdorin një nga këto standarde për lidhje.Me shfaqjen e Internetit të Gjërave janë bërë shumë propozime të tjera për lidhjen e sensorëve.LoRa është një formë e LPWAN që ofron lidhje pa tela në distanca të gjata me konsum të ulët energjie për pajisjet,dhe është përdorur në matës inteligjentë dhe aplikacione të tjera me distancë të gjatë.Wi-SUN  lidh pajisjet në shtëpi.NarrowBand IoTdhe LTE-Mmund të lidhin deri në miliona sensorë dhe pajisje duke përdorur teknologjinë celulare.

 Softuer 
Energjia është burimi më i kufizuar për nyjet e rrjeteve me sensorë pa tela (WSN)dhe ajo përcakton jetëgjatësinë e tyre.WSN-të mund të vendosen në numër të madh në mjedise të ndryshme duke përfshirë rajone të largëta apo të rrezikshme ku komunikimi ad hoc janë komponenti kryesor.Për këtë arsye algoritmet dhe protokollet duhet të adresojnë këto çështje:

 Rritja e jetëgjatësisë 
 Qëndrueshmëria dhe toleranca ndaj defekteve 
 Vetë-konfigurimi 

Konsumi i energjisë nga pajisja matëse duhet të minimizohet dhe nyjet e sensorëve duhet të jenë efikase në energji,pasi burimi i tyre i kufizuar energjetik përcakton jetëgjatësinë e tyre. Për të kursyer energji,nyjet pa tela të sensorëve zakonisht çaktivizojnë si dërguesin ashtu edhe pranuesin radio kur nuk janë në përdorim.

 Protokollet e drejtimit 
Rrjetet e sensorëve pa tela përbëhen nga nyje sensorësh të paautorizuar me konsum të ulët energjie,përmasa të vogla dhe diapazon të kufizuar.Së fundmi është vërejtur se duke aktivizuar dhe çaktivizuar periodikisht aftësitë e matjes dhe komunikimit të nyjeve sensorike mund të reduktohet ndjeshëm koha aktive dhe për pasojë të zgjatet jetëgjatësia e rrjetit.Megjithatë,kjo qasje me ciklim detyre mund të sjellë vonesa të mëdha në rrjet,ngarkesë shtesë nga drejtimi dhe vonesa në zbulimin e nyjeve fqinje për shkak të planifikimit asinkron të fjetjes dhe zgjimit.Këto kufizime kërkojnë një kundër masë për rrjetet e sensorëve pa tela me ciklim detyre te cilat duhet të minimizojnë informacionin e drejtimit,ngarkesën e trafikut të drejtimit dhe konsumin e energjisë.Studiues nga Universiteti Sungkyunkwan kanë propozuar një protokoll të lehtë drejtimi me interval kohe jo në rritje për vonesën e dorëzimit,i njohur si LNDIR. Kjo skemë mund të zbulojë rrugët me vonesën minimale të dorëzimit në secilin interval kohe të pandryshuar në vend që ta bëjë këtë në çdo slot kohe.Eksperimentet e simulimit kanë treguar vlefshmërinë e këtij qasjeje të re në minimizimin e informacionit të drejtimit të ruajtur në çdo sensor.Për më tepër ky rrugëtim i ri gjithashtu garanton vonesën minimale të dorëzimit nga çdo burim te nyja pritëse(sink). Përmirësime të performancës deri në 12-fish për sa i përket reduktimit të ngarkesës së trafikut të drejtimit dhe deri në 11-fish për efikasitetin e energjisë,në krahasim me skemat ekzistuese.

 Sistemet operative 
Sistemet operative për nyjet e rrjeteve të sensorëve pa tela janë zakonisht më pak komplekse sesa sistemet operative të përgjithshme. Ato ngjajnë më shumë me sistemet e ngulitura,për dy arsye.Së pari,rrjetet e sensorëve pa tela zakonisht vendosen për një aplikim të veçantë,dhe jo si një platformë e përgjithshme Së dyti,nevoja për kosto të ulët dhe konsum të ulët energjie bën që shumica e nyjeve sensorike pa tela të përdorin mikrokontrollues me fuqi të ulët,çka e bën të panevojshme ose shumë të kushtueshme zbatimin e mekanizmave si memoria virtuale.

Pë këtë arsye është e mundur të përdoren sisteme operative të ngulitura si eCos ose uC/OS për rrjetet e sensorëve. Megjithatë këto sisteme operative shpesh janë të dizajnuara me veçori të kohës reale.

TinyOS i zhvilluar nga David Culler është ndoshta sistemi i parë operativ i krijuar posaçërisht për rrjetet e sensorëve pa tela.TinyOS bazohet në një model programimi të orientuar nga ngjarjet në vend të shumëfijesh.Programet TinyOS përbëhen nga përpunues ngjarjesh dhe detyra me semantikë të përfundimit të ekzekutimit.Kur ndodh një ngjarje e jashtme,si p.sh.marrja e një pakete të dhënash apo një matje nga sensori,TinyOS aktivizon përpunuesin përkatës për ta trajtuar atë ngjarje.Përpunuesit e ngjarjeve mund të publikojnë detyra që planifikohen nga bërthama e TinyOS për t’u ekzekutuar më vonë.

LiteOS është një sistem operativ i zhvilluar rishtas për rrjetet e sensorëve pa tela i cili ofron abstraksion të ngjashëm me UNIX dhe mbështetje për gjuhën e programuese C.

Contiki i zhvilluar nga Adam Dunkels është një sistem operativ që përdor një stil programimi më të thjeshtë në C ndërsa ofron përparime të tilla si 6LoWPAN dhe Protothreads..

RIOT(sistemi operativ)është një sistem operativ në kohë reale më i ri që përfshin funksionalitete të ngjashme me Contiki.

PreonVMështë një sistem operativ për rrjetet e sensorëve pa tela,i cili ofron 6LoWPAN bazuar në Contiki dhe mbështetje për gjuhën e programimit Java.

 Platformat online bashkëpunuese për menaxhimin e të dhënave nga sensorët 
Platformat bashkëpunuese online të menaxhimit të të dhënave të sensorëve janë shërbime të bazuara në internet që lejojnë pronarët të sensorëve të regjistrohen dhe të lidhin pajisjet e tyre për të dërguar të dhëna në një bazë të dhënash online për ruajtje dhe gjithashtu u mundësojnë zhvilluesve të lidhen me bazën e të dhënave për të ndërtuar aplikacione të tyre të bazuara në këto të dhëna. Shembujt përfshijnë Xively dhe platformën Wikisensing. .Platforma të tilla thjeshtojnë bashkëpunimin online ndërmjet përdoruesve mbi grupe të ndryshme të dhënash,duke filluar nga të dhënat e energjisë dhe mjedisit deri te ato të mbledhura nga shërbimet e transportit.Shërbime të tjera përfshijnë mundësinë për zhvilluesit të integrojnë grafikë dhe widget-e në kohë reale në faqet e internetit;analizën dhe përpunimin e të dhënave historike të tërhequra nga burimet e të dhënave si dërgimin e njoftimeve në kohë reale nga çdo rrjedhë të dhënash për të kontrolluar skriptet,pajisjet dhe ambientet.

Arkitektura e sistemit Wikisensingpërshkruan komponentët kryesorë të këtyre sistemeve si:API-të dhe ndërfaqet për bashkëpunëtorët online një middleware që përmban logjikën e biznesit të nevojshme për menaxhimin dhe përpunimin e të dhënave të sensorëve dhe një model ruajtjeje të përshtatshëm për ruajtjen dhe rikthimin efikas të sasisë së madhe të të dhënave.

 Simulimi 
Aktualisht modelimi dhe simulimi i bazuar në agjentë është e vetmja paradigmë që lejon simulimin e sjelljes komplekse në mjediset e sensorëve pa tela (siç është grumbullimi).Simulimi i bazuar në agjent i rrjeteve me sensorë pa tela dhe rrjeteve ad hoc është një paradigmë relativisht e re.Modelimi i bazuar në agjentë fillimisht bazohej në simulimin social.

Simulatorët e rrjetit si Opnet,Tetcos NetSim dhe NS mund të përdoren për të simuluar një rrjet sensorësh pa tela.

 Koncepte të tjera 

 Lokalizimi 
Lokalizimi në rrjet i referohet problemit të përcaktimit të vendndodhjes së nyjeve të sensorëve pa tela gjatë vendosjes së tyre dhe në mjedise dinamike.Për sensorët me konsum ultra të ulët të energjisë,madhësia,kostoja dhe kushtet e mjedisit e bëjnë të papërshtatshëm përdorimin e marrësve të Sistemit të Pozicionimit Global në sensorë.Në vitin 2000 Nirupama Bulusu,John Heidemann dhe Deborah Estrin motivuan dhe propozuan për herë të parë një sistem të bazuar në lidhjen radio për lokalizimin e rrjeteve të sensorëve pa tela.Më vonë këto sisteme janë quajtur sisteme lokalizimi pa distanca dhe janë propozuar shumë sisteme të tilla përfshirë AHLoS,APS dhe Stardust.

 Kalibrimi i të dhënave të sensorëve dhe toleranca e defekteve 
Sensorët dhe pajisjet e përdorura në rrjetet me sensorë pa tela janë zakonisht teknologji më e fundit me çmimin më të ulët të mundshëm.Matjet e sensorëve që marrim nga këto pajisje shpesh janë të zhurmshme të paplota dhe jo të sakta.Studiuesit në fushën e rrjeteve të sensorëve besojnë se është e mundur të nxirret shumë më tepër informacion nga qindra matje të pasigurta të shpërndara në një fushë interesi,sesa nga një numër më i vogël instrumentesh të cilësisë së lartë,me besueshmëri të madhe,por me të njëjtin kosto totale

 Makroprogramimi 
Makro-programimi është një term i shpikur nga Matt Welsh. I referohet programimit të të gjithë rrjetit të sensorëve si një njësi e vetme dhe jo si nyje individuale.Një mënyrë tjetër për të realizuar makroprogramimin është të shihet rrjeti i sensorëve si një bazë të dhënash qasje kjo që u bë e njohur nga sistemi TinyDB i zhvilluar nga Sam Madden .

 Riprogramimi 
Riprogramimi është procesi i përditësimit të kodit në nyjet e sensorëve.Forma më e përshtatshme e riprogramimit është riprogramimi në distancë ku kodi shpërndahet në mënyrë pa tela ndërsa nyjet janë të vendosura.Ekzistojnë protokolle të ndryshme riprogramimi që ofrojnë nivele të ndryshme të shpejtësisë së operimit,besueshmërisë,konsumin e energjisë,nevojën për kod të pranishëm në nyje, përshtatshmërinë me mjedise të ndryshme pa tela,rezistencën ndaj sulmeve DoS,etj.Protokollet e njohura të riprogramimit janë Deluge(2004),Trickle(2004),MNP(2005),Synapse(2008) dhe Zephyr(2009).

 Siguria 
Struktura pa infrastrukturë (p.sh.sa përdorim të gateway-ve,etj.)dhe kërkesat e natyrshme (p.sh.si funksionimi pa mbikëqyrje etj.) të rrjeteve të sensorëve pa tela (WSN) krijojnë pikëdobësi që mund të tërheqin sulmuesit.Për këtë arsye siguria është një shqetësim i madh kur rrjetet WSN vendosen për aplikime të veçanta si ushtria dhe kujdesi shëndetësor.Për shkak të karakteristikave të veçanta,metodat tradicionale të sigurisë së rrjeteve kompjuterike shpesh janë të pafavorshme(ose më pak efektive) për rrjetet WSN. Prandaj,mungesa e mekanizmave të sigurisë mundëson sulme  të ndryshme në këto rrjete,të cilat duhen zbuluar dhe zbutur me masa mbrojtëse të përshtatshme.

Kanë ndodhur risi të rëndësishme në sigurinë e rrjeteve me sensorë pa tela.Shumica e rrjeteve të integruara pa tela përdorin antena me drejtim të përgjithshëm gjë që do të thotë se nyjet fqinje mund të përgjojnë komunikimin që ndodh brenda dhe jashtë nyjeve.Kjo veçori është shfrytëzuar për të zhvilluar një teknikë bazë të quajtur" monitorim lokal "  i cili u përdor për zbulimin e sulmeve të sofistikuara,si vrima e zezë ose vrima e krimbit,të cilat e degradojnë rendimentin e rrjeteve të mëdha në pothuajse zero.Ky primitiv është përdorur që atëherë nga shumë studiues dhe përdorues komercialë të analizave të paketave pa tela.Kjo u përmirësua më pas për sulme më të sofistikuara,si ato me bashkëpunim,nyje me lëvizshmëri dhe pajisje me antena të shumëfishta dhe shumë kanale.

 Rrjeti i shpërndarë me sensorë 
Nëse përdoret një arkitekturë e centralizuar në një rrjet me sensorë dhe nyja qendrore dështon atëherë i gjithë rrjeti mund të kolapsojë.Për të shmangur këtë problem dhe për të rritur besueshmërinë dhe qëndrueshmërinë, përdoret një arkitekturë me kontroll të shpërndarë. Kontrolli i shpërndarë përdoret në rrjetet WSN për arsyet e mëposhtme:

 Nyjet e sensorëve janë të prirura për dështim
 Për të mbledhur më mirë të dhënat
 Për të ofruar rezervë në rast të dështimit të nyjes qendrore.

Nuk ka asnjë trupë të centralizuar për të alokuar burimet dhe ato duhet të vetë-organizohen.

Sa i përket filtrimit të shpërndarë mbi rrjetin e sensorëve të shpërndarë.Konfigurimi i përgjithshëm është të vëzhgohet procesi themelor përmes një grupi sensorësh të organizuar sipas një topologjie të caktuar të rrjetit e cila i jep vëzhguesit një vlerësim të gjendjes së sistemit bazuar jo vetëm në matjet e veta por edhe në ato të fqinjëve të vet.

 Integrimi i të dhënave dhe rrjeti i sensorëve 
Të dhënat e mbledhura nga rrjetet e sensorëve pa tela zakonisht ruhen në formën e të dhënave numerike në një stacion bazë qendror.Për më tepër Konsorciumi i hapur Gjeohapësinor (OGC) po përcakton standarde për ndërfaqet e ndërveprimit dhe kodimet e meta të dhënave që mundësojnë integrimin në kohë reale të rrjeteve heterogjene të sensorëve në internet,duke i lejuar çdo individi të monitorojë ose kontrollojë rrjetet e sensorëve pa tela përmes një shfletuesi në internet.

 Përpunimi brenda rrjetit 
Për të reduktuar kostot e komunikimit disa algoritme heqin ose zvogëlojnë informacionin e tepërt të sensorëve të nyjeve dhe shmangin përcjelljen e të dhënave që nuk janë të dobishme.Kjo teknikë është përdorur për shembull:për zbulimin e anomalive të shpërndaraose për optimizimin e shpërndarë.Ndërsa nyjet mund të kontrollojnë të dhënat që përcjellin,ato mund të matin mesataret ose drejtimin,për shembull,të leximeve nga nyjet e tjera.Për shembull:në aplikimet e sensorëve dhe monitorimit,zakonisht ndodh që nyjet fqinje të sensorëve që monitorojnë një karakteristikë mjedisore regjistrojnë vlera të ngjashme.Ky lloj i redundancës së të dhënave për shkak të korrelacionit hapësinor mes vëzhgimeve të sensorëve frymëzon teknikat për grumbullimin dhe nxjerrjen e të dhënave brenda rrjetit.Agregimi zvogëlon sasinë e trafikut të rrjetit,gjë që ndihmon në uljen e konsumit të energjisë në nyjet sensorë.Kohët e fundit është zbuluar se portat e rrjetit luajnë gjithashtu një rol të rëndësishëm në përmirësimin e efikasitetit energjisë së nyjeve të sensorëve duke planifikuar më shumë burime për nyjet që kanë nevojë më kritike për efikasitet energjetie dhe algoritme të avancuara për planifikimin efikas të energjisë duhet të zbatohen në portat e rrjetit për përmirësimin e efikasitetit të përgjithshëm të energjisë së rrjetit.

 Agregimi i të dhënave të sigurta 
Kjo është një formë përpunimi brenda rrjetit ku supozohet që nyjet e sensorëve nuk janë të sigurta dhe kanë energji të kufizuar,ndërsa stacioni bazë supozohet të jetë i sigurt me energji të pakufizuar.Agregimi komplikon sfidat ekzistuese të sigurisë për rrjetet e sensorëve pa tela dhe kërkon teknika të reja sigurie të përshtatura posaçërisht për këto skenarë.Siguria e të dhënave të agreguara në rrjetet e sensorëve pa tela njihet si agregim i sigurt i të dhënave në WSN.  ishin disa nga punimet e para që diskutuan teknikat për agregim të sigurt të të dhënave në rrjetet pa tela me sensorë.

Dy sfidat kryesore të sigurisë në agregimin e sigurt të të dhënave janë konfidencialiteti dhe integriteti i të dhënave.Ndërsa enkriptimi përdoret tradicionalisht për të siguruar konfidencialitet nga fillimi në fund në rrjetin e sensorëve pa tela,agreguesit në një skenar të sigurt të agregimit të të dhënave duhet të dekriptojnë të dhënat e enkriptuara për të kryer agregimin.Kjo ekspozon të dhënat në formë të qartë tek agregatorët,duke i bërë ato të cenueshme ndaj sulmeve nga një kundërshtar.Në mënyrë të ngjashme,një agregator mund të injektojë të dhëna të rreme në agregat dhe ta bëjë që stacioni bazë të pranojë të dhëna të rreme.Ndërsa agregimi i të dhënave përmirëson efikasitetin e energjisë së rrjetit ai komplikon sfidat ekzistuese të sigurisë.

 Shih edhe 

 Sistemi autonom
 Rrjeti mesh Bluetooth
 Qendra për Ndjeshmërinë e Rrjetit të Integruar
 Lista e protokolleve ad hoc për drejtim rrjeti
 Instrumente meteorologjike
 Rrjetet të lëvizshme me sensorë pa tela
 OpenWSN
 Komunikimet optike pa tela
 Hartimi robotik
 Objekt inteligjent
 Sensor i pambikëqyrur tokësor 
 Rrjeti virtual i sensorëve
 Rrjetet pa tela ad hoc

 Lexime të mëtejshme 


 Kiran Maraiya, Kamal Kant, Nitin Gupta "Wireless Sensor Network: A Review on Data Aggregation" International Journal of Scientific & Engineering Research Volume 2 Issue 4, April 2011.
 Chalermek Intanagonwiwat, Deborah Estrin, Ramesh Govindan, John Heidemann, "Impact of Network Density on Data Aggregation in Wireless SensorNetworks," November 4, 2001.


 Lidhje të jashtme 

 Media related to Wireless sensor networks at Wikimedia Commons
 IEEE 802.15.4 Standardization Committee
 Secure Data Aggregation in Wireless Sensor Networks: A *Survey
 A list of secure aggregation proposals for WSN 

 Referime 

Kategoria:Rrjet i sensorëve pa tela