stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
شبكة استشعار لاسلكية
الخصائص

تم التعرف على شبكات الاستشعار اللاسلكية (WSNs) كنظام يعيد تشكيل نفسه ذاتيا استجابة للظروف الخارجية كما انه يتكون من عدة عقد [null (]nodes) مختلفة تتواصل فيما بينها لاسلكيا، وتحتوي على اجهزة استشعار ذكية ورخيصة الثمن تقوم برصد التغيرات المحيطه بها من ثم جمعها ومعالجتها، وإرسالها إلى المراقبين. تمتاز شبكات الاستشعار اللاسلكي (WSNs) بعدة مميزات، ومجموعة خصائص تتمثل في:-
البيانات المتمركزه:- يعد استشعار المعلومات وايصالها إلى الشخص المعني ومن ثم حوسبتها، المهمة الاساسية التي أنشات شبكة الاستشعار اللاسلكيه (WSNs) من أجلها، ويتم ذلك من خلال جمع المعلومات ودمجها واستخلاص المفيد منها. ومن الجدير بالذكر انه عندما يرغب المستخدمون في الإستفسار عن بعض الحوادث إن البيانات التي يتم رصدها من عقده (node) واحدة ليست مصدر اهتمام لهم حيث أن أي رد فعل يقوم به المستخدم ناتج عن البيانات المستخلصه من عدد كبير من العقد المترابطه في هذه الشبكة. إن قدرة شبكات الإستشعار اللاسلكية (WSNs) على دمج البيانات التي تم جمعها تقلل كثافة البيانات المرسلة عبر هذه الشبكة.
الانتشار على نطاق واسع:- تنتشر شبكات الاستشعار اللاسلكية [null (]WSNs)  على مساحات شاسعة مما يدفعنا إلى زيادة كثافة العقد المستخدمه بناءا على طبيعة الحقل المطلوب انتشار أجهزه الإستشعار فيه، ومن طبيعي أن تحدث حالات الفشل في الشبكات اللاسلكية، والتي عادة ما تشمل فشل عقد (nodes) أجهزة الاستشعار، وفشل الاتصالات وما إلى ذلك. فبالتالي  لا بد لنا من تصميم  أجهزه وبرامج ذات متانه عا اليه وقادره على الاستمرار في العمل في حالة إخفاق بعض مُكَوِّناتها وخاصة في حالة البيئة التي لا يمكن الوصول إليها.
التوبولوجيا الديناميكية (dynamic topology): تمثل توبولوجيا الشبكة الشكل الذي يسمح لأجهزة الشبكة بأن تتصل ببعضها البعض. إن التبولوجيا في شبكات الاستشعار اللاسلكية (WSNs) لا بد من أن تكون ديناميكية بسب تغيرات العقد [null (]nodes).على سبيل المثال، قد تفشل العقد (nodes) إما من نقص الطاقة أو التدمير المادي، قد تنضم عقد جديده إلى الشبكة وقد تكون عقد (nodes) الاستشعار متنقلة؛ لتوفير الطاقة. لذلك يجب أن تكون الشبكة قادره على التكيف الذاتي وإعادة تكوين نفسها بشكل دوري.
الموثوقية العالية: غالبا ما يتم نشر شبكات الإستشعار اللاسلكيه [null (]WSNs) في مناطق نائية وغير مأهوله وتغطي مساحات كبيره.وهذا يجعل صيانة الشبكة عبر الإنترنت أمر صعب جدا. بالإضافة إلى ذلك يجب ضمان سرية  البيانات التي يتم جمعها عن طريق هذه الشبكة لعدم التمكن من سرقتها أو التجسس عليها وبالتالي  من المهم جدا تطبيق بعض الآليات التي تضمن إتصال آمن عبر شبكات الإستشعار اللاسلكي. وهذا يتطلب أن تكون الشبكة قوية وذات قدرة على تصحيح [null أعطالها] ، أي أن تكون ذات موثوقية عالية.
التنظيم الذاتي: تتعرض شبكات الاستشعار اللاسلكية [null (]WSNs)  إلى بيئات ذات طابع مختلف لذلك تواجه العديد من المعيقات التي لا يمكن التنبؤ بها. فلا يمكن لنا أن نحدد مسبقا موقع العقد بشكل دقيق، ولا يكمن أن نضمن جودة الاتصالات اللاسلكية في جميع البيئات؛ فهنالك بعض الظواهر البيئيه لا يمكن السيطرة عليها . لهذا عقد (nodes) الاستشعار يجب أن تكون ذاتية التنظيم حيث تكون قادره على إعادة تكوين نفسها استنادا على ظروف الشبكة وبدون التدخل بشري .
الصلة بالتطبيقات:- إن شبكات الإستشعار اللاسلكية (WSNs) تعتمد بشكل وثيق على التطبيق الذي صممت لأجله  . لتتمكن من تحديد متطلباتها من حيث الأجهزة والبرمجيات وبروتوكلات الاتصالات المستخدمة . ومن أجل تحقيق التنظيم الفعال والآمن للشبكة ينبغي على مصمم الشبكة دمج معلومات التطبيق مع الهياكل الإدارية في شبكات الإستشعار اللاسلكية (WSNs).
البنية المادية لعقدة الاستشعار > المتحكِّم

نظرة عامة على أجهزة استشعار العقد:
(Sensor node hardware)
من الواضح أن التطبيق وحجم التكاليف يلعبان دورا مهما في حال القيام بإنتقاء مكونات الأجهزة فيما يختص بمستشعر لاسلكي. وغالبا ما تعتبر أسلاك الاتصال ذات جودة مقبولة، ولكن تعتبر المفاضلة فيما بينها والتي تكون من خلال مزاياها والتكاليف أمراً بالغ الأهمية. وفي أقصى حالتها يجب أن يكون جهاز الاستشعار الكامل أصغر من 1 سم مكعب، ويزن (إلى حد كبير) أقل من 100 غرام، ويكون أرخص بكثير من USSI، ويتبدد في أقل من 100uw.
وتهدف العقد إلى أن تقوم بتخفيض حجم أجهزة الاستشعار ليصل إلى حجم حبيبات الغبار. وفي تطبيقات أكثر واقعية، يعتبر حجم العقدة أمرا ليس مهما للغاية بل تعتبر إمدادات الطاقة البسيطة أمرا أكثر أهمية. 126 هو حجم هذه التفاوتات على الرغم من وجود اتجاه مشترك معين يمكن ملاحظته في منصات الأجهزة النموذجية لعقد الاستشعار اللاسلكية في حين لا يوجد بالتأكيد معيار واحد متاح، كما أن معيارا كهاذا لديه القدرة على دعم التطبيقات جميعها.
بالإضافة إلى ذلك، فإن هناك عددا من المشاريع البحثية التي تركز على تقليص أي من المكونات المتعلقة بحجم واستهلاك الطاقة.
وتتكون عقدة الاستشعار الأساسية من خمسة مكونات رئيسية وحدة تحكم ووحدة تحكم لمعالجة جميع البيانات ذات الصلة، وقادرة على تنفيذ رموز تعسفية على الذاكرة (بعض الذاكرة) لتخزين البرامج والبيانات المتوسطة.
تعتبر أجهزة الاستشعار والمحركات الواجهة الفعلية إلى العالم المادي سواء تم استخدام أنواع مختلفة من الذاكرة للبرامج والبيانات أم لا، ويتطلب الاتصال تحويل الأوضاع إلى شبكة ما لإرسال المعلومات وتلقيها عبر قناة شانيل اللاسلكية.
مكونات أجهزة الاستشعار:
مشغل إمدادات الطاقة كما هو بالعادة بحيث لا تتوفر امدادات للطاقة المتوفرة، ويكون وجود بعض البطاريات ضروريا لتوفير الطاقة. وفي بعض الأحيان يكون هناك شكل من أشكال إعادة الشحن عن طريق الحصول على الطاقة من البيئة (مثل الخلايا الشمسية).
ويجب على كل من هذه المكونات أن تعمل على تحقيق التوازن بين طاقة صغيرة قدر الإمكان من ناحية والحاجة إلى أداء مهامهم من ناحية أخرى. ويجب على أجهزة التحكم أن تكون غير مشغلة على سبيل المثال، يمكن تستخدم أجهزة التحكم مؤقتا مبرمجا مسبقا لإعادة تنشيط مرور بعض الوقت. وبدلا من ذلك، يمكن برمجة أجهزة الاستشعار لرفع القاطع إذا تجاوزت قيمة درجة الحرارة حدا معينا. ويتطلب دعم وظائف التنبيه لهذا التوصيل المناسب بين المكونات الفردية.
وعلى ذلك، فإنه يجب تبادل كل من معلومات التحكم والبيانات على طول هذه الاتصالات.
ويمكن لهذا الربط أن يكون بسيطا جدا على سبيل المثال، يمكن أن يقوم جهاز استشعار ببساطة بإبلاغ وحدة التحكم عن تجاوز قيمة (analog)، وإذا تم الكشف في وحدة التحكم الرئيسية عن الحدث الفعلي أي كشف تجاوز الحدود المسموح في المستشعر بدرجة حرارة بسيطة، فإن هذا التجاوز البسيط كاف ليعمل على تشغيل المستشار.
وحدة التحكم الرئيسية:
وحدة التحكم هي جوهر عقدة الاستشعار اللاسلكي. إذ تقوم بجمع البيانات من أجهزة الاستشعار ومعالجتها، وتقرر متى وأين يتم إرسالها؟! وتستقبل البيانات من العقد الأخرى، وتقرر سلوك المشغل. وتنفذ برامج مختلفة تتراوح بين معالجة الإشارات الحرجة وبروتوكولات الاتصال لبرامج التطبيق..
وفيما يتعلق بأدائها في العمل فإنه مثالي، ولا تعمل على استهلاك الطاقة بشكل مفرط، وهي مناسبة لل WSN لإنها تمتلك القابلية لتقليل استهلاك الطاقة بحيث يمكن أن تكون بعض أجزائها في وضعية sleep والبعض الآخر نشط ويؤدي المهام.
بعض الأمثلة على استخدام وحدة التحكم المركزية:
1. Intel strong Arm (الذراع القوية).
2. Texas instruments (MPS 430).
3. Atmel Atmega.
البنية المادية لعقدة الاستشعار > الذاكرة

الذاكرة:
مكون الذاكرة بسيط إلى حد ما. ومن الواضح أن هناك حاجة إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) لتخزين قراءات أجهزة الاستشعار. في حين إن العيب الرئيسي في ذاكرة الوصول العشوائي السريع هو أنها تفقد محتواها في حالة انقطاع التيار الكهربائي. بحيث يجب تخزين البرنامج في ذاكرة للقراءة فقط (ROM) أو بشكل أكثر شيوعا في الذاكرة القابلة للقراءة فقط القابلة للقراءة إلكترونيا) (EEPROM) (أو ذاكرة الفلاش) التي تكون مشابهة في وقت لاحق ل (EEPROM) ولكن تسمح بتمرير البيانات أو كتابتها في أكثر من بايت بدلا من بايت واحد فقط في الوقت نفسه، ويمكن أيضا أن تكون بمثابة تخزين وسائط من البيانات في حالة أن تكون ذاكرة الوصول العشوائي غير كافية أو عندما تحتاج إمدادات الطاقة من ذاكرة الوصول العشوائي إيقاف التشغيل لبعض الوقت. وينبغي أن تؤخذ في الاعتبار القراءة والكتابة الطويلة، وكذلك الطاقة كبيرة الحجم (ذاكرة البعد الصحيح). ويمكن أن تكون حاسمة فيما يتعلق بالتكاليف واستهلاك الطاقة.
التوجيه (Routing) > بروتوكولات هرميَّة

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.
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 .
التوجيه (Routing) > بروتوكولات جغرافية

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
1-MECN & SMECN
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 .
2-PRADA
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 .
التوجيه (Routing) > بروتوكولات مبنية على جودة الخدمة

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 .
SAR
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 .
تحدد كل عقدة خاصيتين لكل مسار :
*موارد الطاقة : أكبر عدد من الحزم التي يمكن ارسالها بواسطة العقدة.
*مقياس جودة الخدمة الإضافي: وهو مرتبط بالطاقة والتأخير .
بروتوكول الادنى لتوجيه المسار :
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 .
SPEED
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 .
التقييم النوعي :
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.
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.
-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 .
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.
الأمن > القيود أمام البناء الأمني

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 .
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.
2- قيود الطاقة
قيود الطاقة هي دائما مصدر قلق كبيرفي شبكة الاستشعار اللاسلكية ، لأن الحجم الصغيرلجهاز
الاستشعار يحد من حجم البطارية، وبالتالي، سعتها التخزينية للطاقة.وايضا في العديد من التطبيقات التي تعمل فيها أجهزة الاستشعار دون مراقبة، مرة واحدة يتم استخدام جهاز الاستشعار وبعد ذلك من المستحيل استبدال البطارية. على الرغم من أن إعادة الشحن ممكنة إذا تم تنفيذ آلية سحب الطاقة وكثيرا ما تكون كمية الطاقة التي تم جمعها بهذه الطريقة محدودة وغير كافية لتقديم الدعم الكامل من احتياجات الجهاز للطاقة.
هناك ثلاثة مصادر رئيسية لاستهلاك الطاقة بسبب العمليات الأمنية في شبكة الاستشعار اللاسلكية:
1- المعالجة المطلوبة لوظائف الحماية ، مثل التشفير وفك التشفير وتوقيع البيانات والتحقق من التوقيع.
2- الطاقة اللازمة لنقل البيانات التي تتطلب حماية.
3- الطاقة اللازمة للحفاظ على معايير الحماية بطريقة آمنة، مثل تخزين مفاتيح التشفير.
3- القيود المادية
بشكل عام ، وسائل الاتصالات اللاسلكية تجعل من الهجمات الأمنية امر سهل للغاية ، بالمقارنة مع الهجمات في الشبكات السلكية . على سبيل المثال، يمكن للمهاجم التنصت على الترددات اللاسلكية للشبكة وسرقة الرسائل المرسلة خلالها، أو أنه يمكن وضع رسائل ضارة في الشبكة . ومع ذلك فان شبكة الاستشعار اللاسلكية ضعيفة بسبب العديد من الصفات الموجودة فيها، منها وجود عدد كبير من الاجهزة في الشبكة وعدم وجود رابط مخصص بين هذه الاجهزة مما يجعل من السهل على المهاجم أن يخترق بعض الاجهزة ، ويبقى المهاجم غير مكتشف . وعلاوة على ذلك، نظرا لبساطة الهاردوير فان اجهزة الاستشعار عادة ما تفتقر إلى خطط حماية متطورة ضد هجوم الطبقة المادية، مثل التشويش.
وهناك في العديد من شبكات الاستشعار اللاسلكية ، اجهزة الاستشعار لا يمكن الاعتماد عليها وهي عرضة لخلل في الهاردويرأو استنزاف في الطاقة. ولتوفیر المستوى المطلوب من الأمان، یجب أن یأخذ تصمیم بروتوکول الأمان الخاص بشبكة الاستشعار اللاسلكية في الاعتبار ھذه القیود المادیة.
استخداماتها

تستخدم شبكات الإِستشعار اللاسلكيّة في العديد من المجالات من أشهرها المجال العسكري والطبي والصناعي والتجاري والأبحاث العلمية. ومثلا تستخدم في الزراعة لإعطاء صورة واضحة من الحرارة والرطوبة ومستوى المياة لموقع معين. كما يمكن استخدامها في إدارة ومراقبة حركة المرور من خلال وضع هذه الأجهزة على التقاطعات والشوارع الرئيسية.
ما هو جهاز الاستشعار؟

جهاز الاستشعار  (Sensor node) هو عبارة عن جهاز يحتوي على معالج دقيق وذو قدرة على الرصد والاتصال اللاسلكيّ. وبه ذاكرة إلكترونية بنوعيها الثابتة والمؤقتة، ويحتاج إلى مصدر للطاقة لتشغيله.
مكونات جهاز الاستشعار

يتكون جهاز الاستشعار اللاسلكي من الوحدات التالية:
وحدة الاستشعار.
وحدة تخزين البيانات ومعالجتها من خلال متحكم دقيق
وحدة الإرسال والاستقبال.
فوحدة الاستشعار تتكون من جهاز للاستشعار وأداة تحويل البيانات من تناظرية إلى رقمية، والمهمة الرئيسية لهذه الوحدة هي تحويل البيانات المرسلة أو المستقبلة إلى صيغة تتناسب وطبيعة البيانات المستخدمة في وحدة التخزين والمعالجة، ففي البداية تُقوّى الإشارة المستقبلة من جهاز الاستشعار ثمّ تُحوّل إلى شكل رقميّ عن طريق أداة تحويل البيانات، أما وحدة التخزين والمعالجة فهي عبارة عن رقاقة دقيقة فيها وحدة ذاكرة ومعالج بيانات محدودان، وكتكملة للوحدتين السابقتين توجد وحدة الإرسال والاستقبال، وتتكون هذه الوحدة من جهاز لإرسال واستقبال موجات الراديو من خلال الهوائي المثبت بجهاز الاستشعار.
وبالإضافة إلى الوحدات سابقة الذكر توجد ثلاثة وحدات اختيارية وهي:
وحدة تحديد الموقع- تعتمد بتصميمها على نوع التطبيق المستخدم- ووظيفتها تحديد احداثيات جهاز الاستشعار في حقل المراقبة مقارنة بنقطة ثابت.
وحدة التنقل وتستخدم لتحريك جهاز الاستشعار من مكان إلى آخر تبعاً لمتطلبات الشبكة.
وحدة توليد الطاقةّ حيث يتم فيها إعادة تعبئة محزون الطاقةّ.
إن التطبيقات الحديثة في مجالات أجهزة الاستشعار اللاسلكية تتطلّب من جهة أجهزة ذات عمر افتراضي كبير، ومن جهة أخرى تحتوي هذه الأجهزة عادة على مصدر محدود للطاقة، كما أن هناك عدة عوامل تؤثر في استهلاكها للطاقة، فمثلاً تتأثر الطاقة بالعوامل الآتية:
عدد المدخلات المُستَقبَلة
عدد الخدمات المؤداة (Processing)
مدة الإرسال والاستقبال
الظروف البيئيّة المحيطة كدرجة الحرارة
دقة القراءات المطلوبة
موجات الراديو المستخدمة.
الطاقة

يتم تزويد كل جهاز استشعار -عادة- ببطاريتين من نوع AA قابلتين لإعادة الشحن، ولكن مع استخدام مئات الآلاف من هذه الأجهزة في حقل المراقبة فإن إعادة شحن البطاريات تعتبر وسيلة غير عملية، ولذا يتوجب البحث عن استراتيجيّات جديدة لترشيد الطاقة، كما في عملية دمج رقائق البرمجة المنطقية (مصفوفة البوابات المنطقية القابلة للبرمجة) بجهاز استشعار (ATMEL)، وكما يمكن أيضاً الاستفادة من وسائل الطاقة المتجددة كالطاقة الشمسية أو المتولدة عن طريق الاهتزاز، والتي تعد من الوسائل الهامة التي يمكن بواسطتها التغلب على مشكلة الطاقة.
الطاقة > حجم الذاكرة

إن أجهزة الاستشعار تحتوي على وحدات ذاكرة ذوات حجم صغير، مما يؤدي إلى قصر الفترة الزمنيّة المطلوبة لتخزين البيانات قبل تحليلها أو ارسالها إلى الأجهزة المجاورة، ولقد وجد أن الأنواع القديمة من أجهزة الاستشعار تستخدم تقنيات ذاكرة (حاسوب)المتطايرة بنوعيها SRAM و SDRAM، بينما تحتوي أجهزة الاستشعار الجديدة على هذين النوعين من الذاكرة معاً ولكنهما مدمجان مع رقاقة الجهاز نفسه بالإضافة إلى استخدام ذاكرة ومضية خارجيّة، فعلى سبيل المثال جهاز الاستشعار Imote2 يحتوي على ذاكرة مدمجة تبلغ سعتها 256 كيلوبايت و32 ميجابايت من نوع SRAM و 32 ميجابايت من نوع SDRAM بالإضافة إلى 32 ميجابايت من الذاكرة الومضية، وعلى الرغم من أن تكنولوجيا الذاكرة الومضية تتطلّب حيزاً أكبر من رقاقة الجهاز مقارنةً بوحدات ذاكرة (حاسوب) من نوع SRAM أو SDRAM، إلا أنها الأكثر كفاءة في ترشيد الطّاقة، ولكنها أقل كفاءة في حالة التكرار الكثير للكتابة.
الطاقة > القدرة على معالجة البيانات

يلعب المعالج في جهاز الاستشعار دورًا مهماً في تحليل ومعالجة البيانات المرصودة من قبل الجهاز نفسه أو المستقبلة من قبل أجهزة أخرى، وبعد الانتهاء من عملية تحليل هذه البيانات ترسل في رسالة -قد تكون مشفرة- إلى الأجهزة المجاورة، وهذا يتطلّب التّحكّم في موجات الرّاديو والتعامل مع شيفرة الرسالة وتخزينها، بالإضافة لذلك قد يقوم المعالج بوظيفة أخرى ألا وهي تجميع البيانات، وهذا التجميع –عادة- يكون مسوؤليّة جهاز استشعار معين يقوم بالدمج بين البيانات المحلية والمستقبلة، بعض هذه البيانات المجمعة قد يرْفَض والبعض الآخر قد يرسل إلى الأجهزة المجاورة، وإحدى هذه الأجهزة الحديثة ذات المعالجات العالية الكفاءة جهاز يسمى Imote2 السابق ذكره، ويستخدم في هذا الجهاز معالج من نوع PXA271 Intel XScale، كما يدعم الترددات المنخفضة -13 ميغاهرتز- ويمكنه العمل في النمط المنخفض لاستهلاك الطاقة -8.5 فولت-، وهو ما يتناسب مع التطبيقات المعقدة مثل المراقبة باستخدام الكاميرات الرقمية.
الطاقة > الإتصال

يعد الرّاديو من أهمّ مكونات جهاز الاستشعار، وهو أيضًا أكثر الوحدات استهلاكاً للطاقة، ويقدِّر أن 97 % من الطّاقة المستهلكة متعلّقة بالإرسال والاستقبال إمّا بالاستخدام المباشر لوحدة وإما نتيجة انتظار المعالج لوحدة الرّاديو من الانتهاء من الإرسال أو الاستقبال، ولقد لوحظ أن تكنولوجيا الراديو الحاليّة تعمل على أساس إرسال بيانات على موجات قصيرة، وهذا يتضمّن تكنولوجيا قياسية مثل
بلوتوث وZigBee وUWB، على سبيل المثال تكنولوجيا ZigBee تسمح باتصال 254 جهاز استشعار في آن واحد بتردد 2.4 ميغا هرتز، وقد تستخدم تكنولوجيا أخرى غير قياسية لنّقل البيانات المختلفة وهذا قد يحد من قدرة شبكات أجهزة الاستشعار.
انظر أيضا

جهاز إستشعار لاسلكي في خطوط الكهرباء.
خطوط جهد عالي عابرة للأنهار في المملكة المتحدة.
مكونات جهاز الاستشعار
بني جري

قرية بني جري هي إحدى القرى التابعة لمركز أبو حماد في محافظة الشرقية في جمهورية مصر العربية. حسب إحصاءات سنة 2006، بلغ إجمالي السكان في بني جري 12074 نسمة، منهم 6003 رجل و6071 امرأة.
التاريخ

قرية بني جري من القرى القديمة، حيث ذكر الهمداني في كتابه «صفة جزيرة العرب» أن «لبني جرى جزائر بني جرى بأرض مصر وهي رملة بيضاء». كما ورد اسم القرية «بني جُريّ» في أعمال الشرقية ضمن قرى الروك الصلاحي التي أحصاها ابن مماتي في كتاب قوانين الدواوين. كذلك وردت بنفس الاسم في أعمال الشرقية ضمن قرى الروك الناصري التي أحصاها ابن الجيعان في كتاب «التحفة السنية بأسماء البلاد المصرية». وفي العصر العثماني ورد اسم «بني جري» في التربيع العثماني الذي أجراه الوالي العثماني سليمان باشا الخادم في عصر السلطان العثماني سليمان القانوني ضمن قرى ولاية الشرقية، وفي تاريخ 1228هـ/1813م الذي عدّ قرى مصر بعد المسح الذي قام به محمد علي باشا وردت باسم «بني جري» ضمن قرى مديرية الشرقية.
طالع أيضا

محافظة الشرقية
قائمة قرى محافظة الشرقية