معرفی و دانلود کتاب شبکه‌های حسگر بی‌سیم و پروتکل‌های آن

معرفی کتاب شبکه‌های حسگر بی‌سیم و پروتکل‌های آن

در کتاب شبکه‌های حسگر بی‌سیم و پروتکل‌های آن، به تالیف مقداد پوریانی و عارف علیانی، به هدف اصلی از شبکه حسگر بی‌سیم، که جمع‌آوری داده از محیط و ارسال آن به یک سایت گزارش‌گیری است، پرداخته شده.

شبکه حسگر بی‌سیم (WSNها)‌، بطوری‌که از نام آن پیداست، نوعی از شبکه‌های بی‌سیم بدون زیرساختند که از دستگاه‌های کوچک مجهز به حسگرهای اختصاصی و فرستنده‌ گیرنده‌های بی‌سیم تشکیل شدند. دستگاه‌های حسگر بی‌سیم همچنین به درخواست‌های ارسال شده از "سایت کنترل" برای انجام دستورالعمل‌های خاص پاسخ می‌دهد یا نمونه‌های حس‌شده را فراهم می‌کند. در نهایت، دستگاه‌های حسگر بی‌سیم را می‌توان با فعال‌کننده‌هایی برای "کنش" با شرایط خاصی تجهیز کرد. این شبکه گاهی اوقات به طور خاص به عنوان حسگر بی‌سیم و شبکه‌های فعال کننده اشاره می‌کند. 

شبکه‌های حسگر بی‌سیم در بسیاری از موارد استفاده می‌شود و اطلاعات حساس را جمع‌آوری می‌کند و به یک مرکز تجزیه و تحلیل می‌فرستد و وضعیت‌ها را در سناریوهای مختلفی از جمله میدان‌های جنگ، جنگل‌ها، مزارع، معادن ذغال سنگ و غیره نظارت می‌کنند.

محدودیت‌های منابع به هنگام طراحی یک زیرساخت شبکه حسگر بی‌سیم مشخص می‌شود. مصرف نامتوازن انرژی در شبکه‌های حسگر بی‌سیم یک مشکل ذاتی است که در کتاب شبکه‌های حسگر بی‌سیم و پروتکل‌های آن، پروتکل‌های مختلفی برای شبکه حسگر بی‌سیم ارائه می‌شود. 

در مقایسه با شبکه‌های خود سازمان‌ یافته‌ دیگر، به طور کلی انرژی گره‌های شبکه‌های حسگر بی‌سیم از باتری‌های کوچک و ارزان قیمت هستند. 

هر عمل، محاسبات و ارتباط بین گره‌ها، انرژی گره‌ها را مصرف می‌کند. هنگامی که انرژی برخی از گره‌های بحرانی به خصوص گره‌هایی مثل سرخوشه تمام شوند، آن‌ها در ارتباطات شبکه‌های بی‌سیم و نظارت بر پردازش‌ها  مستقیما نفوذ خواهند داشت. 

در سال‌های اخیر WSN‌ها مورد توجه بسیاری قرار گرفته‌اند، مخصوصا با به وجود آمدن و گسترش فناوری سیستم‌های مکانیکی/الکترونیکی بسیار کوچک (MEMS) که ساخت حسگرهای هوشمند را آسان کرده است. 

پیشرفت‌های اخیر در تکنولوژی ارتباطات بی‌سیم و حسگر در رابطه با تحولات میکرو‌الکترونیک‌ها، یک نوع جدیدی از شبکه ارتباطات را فراهم آورد که از انرژی آن از باطری دستگاه‌های حسگر ‌بی‌سیم بصورت یکپارچه تامین می‌گردد. این حسگرها کوچک هستند و دارای منابع محاسباتی و پردازشی محدودی هستند. خود پیکربند هستند. در مقایسه با حسگرهای قدیمی ارزان‌تر هستند. گره‌های حسگر می‌توانند حس کنند، اندازه‌گیری کنند و بر اساس برخی فرآیندهای تصمیم‌گیری محلی، اطلاعات را از محیط جمع‌آوری کنند و این اطلاعات دریافت شده را به کاربر انتقال دهند. 

گره‌های حسگری هوشمند، دستگاه‌های با مصرف پایین و توان کم هستند که شامل یک یا چندین حسگر، یک پردازنده، حافظه، گونه‌ای از منبع انرژی، یک رادیو (فرستنده و گیرنده) و یک محرک است. ممکن است انواع مختلفی از حسگرها از جمله حسگرهای مکانیکی، گرمایی، زیست محیطی، شیمیایی، نوری و مغناطیسی به یک گره حسگری اضافه شوند تا بتواند خصوصیات مورد‌نظر را از محیط اندازه‌گیری کنند. از آنجا‌یی که گره‌های حسگری دارای حافظه محدودی هستند و معمولا در محیط‌هایی گسترش یافته‌اند که دسترسی به آن‌ها مشکل است امواج رادیویی جهت ارتباطات بی‌سیم برای انتقال اطلاعات و داده‌ها به ایستگاه اصلی (برای مثال: یک کامپیوتر همراه، یک کامپیوتر شخصی یا یک نقطه اتصال به یک زیرساخت ثابت) در آن‌ها در نظر گرفته شده است. 

باتری، منبع انرژی اولیه و اصلی در یک گره حسگر است. منبع انرژی فرعی، انرژی را از محیط بدست می‌آورد که از میان آن‌ها می‌توان به صفحه‌های خورشیدی اشاره کرد که ممکن است وابسته به محیطی به گره‌ها اضافه شود که حسگر در آن مستقر شده است. وابسته به کاربرد و نوع حسگرهای مورد استفاده، محرک‌ها نیز ممکن است به حسگرها اضافه شوند. 

فهرست مطالب کتاب

پیش‌درآمد
فصل یکم: کلیات
مقدمه
1-1 معماری‌های گره و شبکه
1-2 مروری بر موضوعات کلیدی
1-3 انواع شبکه‌های حسگر
1-4 چالش‌ها ‌و ‌نیاز ‌به ‌صرفه‌جویی‌ در‌ مصرف‌ انرژی
فصل دوم: کاربردها و پروتکل‌ها
2-1 مزایای استفاده از شبکه‌های حسگر
2-2 کاربردهای شبکه حسگر بیسیم
2-3 پشتیانی OS و پلتفرم سیستم
2-4 استانداردها
2-5 انباره‌ها
2-6 صفحه آزمایش
2-7 پشتیبانی امکانات عیب‌شناسی و اشکال زدایی
2-8 تجزیه و تحلیل تحویل بسته داده
2-9 سرویس‌های شبکه
2-10 همگام‌سازی
2-11 طبقه‌بندی پروتکل‌های همگام‌سازی
2-12 پوشش
2-13 تجمیع و فشرده‌سازی
2-14 امنیت
2-15 لایه انتقال
2-16 لایه شبکه
2-17 لایه پیوند داده
2-18 لایه فیزیکی
2-19 گزینه‌های (انتخاب‌های‌) پهنای باند
فصل سوم: مدل مصرف انرژی، خوشه‌بندی و مسیریابی
3-1 پیاده‌سازی واقعی و مصرف انرژی در شبکه‌های حسگر بیسیم
3-2 مسیریابی بهینه با حداقل هزینه
3-3 حداقل سربار شبکه
3-4 چالش‌ها و عوامل مؤثر بر بهره‌وری انرژی در طراحی پروتکل‌های مسیریابی
3-5 خوشه‌بندی در شبکه حسگر بیسیم
3-6 طبقه‌بندی مسیریابی در شبکه‌های حسگر بیسیم
3-7 مقایسه دسته‌های مسیریابی
3-8 بحث و نتیجه‌گیری
واژه‌نامه
منابع و مآخذ