Конвергентные сети. Беспроводные сенсорные сети

Лекция № 30
Тема: Конвергентные сети. Беспроводные сенсорные сети

1. 
   Актуальность WSN.
   
2. 
   Постановка задачи.
   
3. 
   Технология WSN.
   
4. 
   Топология.
   
5. 
   Эмуляторы.
   
6. 
   Эмулятор TOSSIM.
   
7. 
   Метод визуализации графа с помощью физических аналогий.
   
8. 
   Спецификация модуля визуализации.
   

Беспроводная сенсорная сеть — это распределённая, самоорганизующаяся сеть множества датчиков (сенсоров) и исполнительных устройств, объединенных между собой посредством радиоканала. Причем область покрытия подобной сети может составлять от нескольких метров до нескольких километров за счет способности ретрансляции сообщений от одного элемента к другому.
Беспроводные сенсорные сети в отличии от обычных вычислительных (проводных и беспроводных) сетей имеют массу преимуществ:

• 
  полное отсутствие каких бы то ни было кабелей — электрических, коммуникационных и т.д.;
  
• 
  возможность компактного размещения или даже интеграции мотов в объекты окружающей среды;
  
• 
  надежность как отдельных элементов, так и, что более важно, всей системы в целом; в ряде случаев сеть может функционировать при исправности только 10-20% сенсоров (мотов);
  
• 
  отсутствие необходимости в персонале для монтажа и технического обслуживания.
  

Сенсорные сети могут быть использованы во многих прикладных областях. Беспроводные сенсорные сети — это новая перспективная технология, и все связанные с ней проекты в основном находятся в стадии разработки. Укажем основные области применения данной технологии:

• 
  системы обороны и обеспечение безопасности;
  
• 
  контроль окружающей среды;
  
• 
  мониторинг промышленного оборудования;
  
• 
  охранные системы;
  
• 
  мониторинг состояния сельскохозяйственных угодий;
  
• 
  управление энергоснабжением;
  
• 
  контроль систем вентиляции, кондиционирования и освещения;
  
• 
  пожарная сигнализация;
  
• 
  складской учет;
  
• 
  слежение за транспортировкой грузов;
  
• 
  мониторинг физиологического состояния человека;
  
• 
  контроль персонала.
  

Реальный пример использования WSN - беспроводная система мониторинга состояния строительных конструкций, разработанная российской компанией methlogic в 2010 году. Система обеспечивает сбор, регистрацию и отображение показаний от множества датчиков, установленных на различных элементах конструкций для контроля их напряженно-деформированного состояния и структурной целостности.
Постановка задачи
В целях экономии средств на доработку и исправления уже внедренных беспроводных сенсорных сетей их прорабатываю с использованием эмулятора, для определения проблем, узких мест. Для значительного облегчения анализа будущей системы информацию эмуляции работы сети необходимо визуализировать. Задачей работы является создание программы, которая на базе эмулятора TOSSIM смоделирует беспроводную сенсорную сеть, отобразила граф сети и ее работу в реальном времени с соблюдением норм и критериев. Структурная схема визуализатора изображена на рис. 1.


Рис. 30.1. Структурная схема визуализатора