Wireless sensor network: differenze tra le versioni
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La progettazione di una rete di sensori è influenzata da molti fattori che non solo sono necessari per la progettazione della rete, ma influenzano a loro volta la scelta degli algoritmi utilizzati nella rete stessa. Questi fattori sono:
Nella rete di sensori c'è la possibilità che alcuni nodi della rete siano affetti da malfunzionamenti o guasti le cui cause possono essere danni fisici, interferenze o batterie scariche. La tolleranza ai guasti è la capacità di far funzionare una rete di sensori anche in caso di malfunzionamento da parte di alcuni nodi.
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I protocolli e gli algoritmi possono essere progettati in modo da garantire il livello di tolleranza ai guasti richiesto dalla rete. Il livello di tolleranza dipende fortemente dall'applicazione in cui viene utilizzata la rete di sensori (uso militare, domestico, commerciale, etc...).
Il sistema deve essere in grado di funzionare anche all'aumentare del numero di nodi (che possono andare da un basso numero di unità, fino ad arrivare a qualche milione di sensori). La scalabilità può essere ottenuta anche sfruttando la natura densa delle reti di sensori.
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dove <math>N</math> è il numero di nodi sparpagliati in una regione di area <math>A</math> ed <math>r</math> è il raggio di trasmissione di un nodo.
Poiché una rete di sensori è formata da un grande numero di nodi, il costo di un singolo nodo è molto importante. Se il costo della rete è maggiore rispetto all'utilizzo dei sensori tradizionali allora l'uso di una rete di sensori non è giustificabile.
Il costo di un nodo sensore dovrebbe perciò essere abbastanza basso (minore di 1 [[euro]]). Questo è un obbiettivo non molto facile da raggiungere in quanto attualmente solo il prezzo di una radio [[bluetooth]] (che è considerato un apparecchio economico), è almeno 10 volte superiore al prezzo indicato. Un nodo ha anche altre unità come un processore o un campionatore; inoltre in alcune applicazioni può essere necessario equipaggiare un nodo con un sistema di posizionamento globale ([[GPS]]). Tutte queste cose portano ad un incremento del costo di un sensore.
I sensori sono disposti molto vicino o addirittura all'interno del fenomeno da osservare. Perciò, spesso, si trovano a lavorare in zone geografiche remote (es: all'interno di un macchinario, in fondo all'oceano, sulla superficie dell'oceano durante un [[tornado]], in una zona biologicamente o chimicamente contaminata, in un campo di battaglia etc..) e senza la supervisione dell'uomo.
Tutto ciò dà un'idea delle condizioni sotto le quali i sensori devono essere capaci di funzionare (devono sopportare alte pressioni se lavorano in fondo all'oceano, alte o basse temperature etc..).
Un gran numero di nodi sono disposti l'uno accanto all'altro a volte anche con un'alta densità. Questo richiede un'attenta attività per il mantenimento della topologia.
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* ''Re-deployment of additional nodes phase'': nodi sensore addizionali possono essere ridisposti in qualsiasi momento per rimpiazzare i nodi malfunzionanti o a causa della dinamica dei task. L'aggiunta di nuovi nodi comporta la necessità di riorganizzare la rete. L'alta frequenza di cambiamenti topologici e il vincolo stringente del risparmio energetico richiedono protocolli di routing molto particolari.
Un nodo sensore è composto da quattro unità base:
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Queste quattro componenti sono quelle basilari per un nodo sensore.
In una rete di sensori multihop i nodi possono interagire tra loro tramite un mezzo di comunicazione wireless. È quindi possibile utilizzare onde radio. Una possibilità è quella di usare bande ISM (industrial, scientific and medical), cioè un gruppo predefinito di bande che in molti paesi sono utilizzabili liberamente. La maggior parte dei sensori attualmente in commercio fanno uso di un circuito RF.
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La scelta del mezzo trasmissivo è imposta dall'applicazione. Ad esempio, le applicazioni marine impongono di usare l'acqua come mezzo trasmissivo. È quindi necessario usare onde che possano penetrare nell'acqua.
Un sensore è dotato di una limitata sorgente di energia. Il tempo di vita di un nodo sensore dipende molto dal tempo di vita della batteria. In una rete di sensori ogni nodo ha il ruolo sia di generare che di ricevere dati, perciò la scomparsa di alcuni nodi può portare a significativi cambiamenti topologici che possono richiedere una riorganizzazione della rete e del routing.
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