شبكة المستشعرات اللاسلكية Wireless Sensor Network (WSN)

ما هي شبكة المستشعرات اللاسلكية؟

هي شبكة لاسلكية ترتبط ببعضها دون بنية تحتية، تُنشر في عدد كبير من أجهزة الاستشعار اللاسلكية وتُستخدم لرصد الأنظمة والظروف المادية أو البيئية.

مكونات شبكة المستشعرات اللاسلكية

• أجهزة الاستشعار: تُستخدم أجهزة الاستشعار في شبكة المستشعرات اللاسلكية لالتقاط المتغيرات البيئية والتي تُستخدم للحصول على البيانات، ويتم بعدها تحويل إشارات الاستشعار إلى إشارات كهربائية.
• عقد الراديو: تُستخدم لتلقي البيانات التي تنتجها أجهزة الاستشعار وإرسالها إلى نقطة وصول شبكة المنطقة المحلية اللاسلكية. تتكون من متحكم دقيق وجهاز إرسال واستقبال وذاكرة خارجية ومصدر طاقة.
• نقطة وصول شبكة المنطقة المحلية اللاسلكية (WLAN): تتلقى البيانات التي يتم إرسالها بواسطة عقد الراديو لاسلكياً، من خلال الإنترنت عموماً.
• برمجيات التقييم: تتم معالجة البيانات التي تتلقاها نقطة الوصول بواسطة برنامج التقييم، وذلك لعرض تقارير الاستخدام لمستخدمي الشبكة لمواصلة معالجة البيانات التي يمكن استخدامها لمعالجة البيانات وتحليلها وتخزينها واستخراجها.

مزايا شبكة المستشعرات اللاسلكية

يوجد عدد كبير من المزايا لشبكة المستشعرات اللاسلكية، إليك أهمها:

• ميسورة التكلفة: تتكون شبكات المستشعرات اللاسلكية من أجهزة استشعار صغيرة منخفضة التكلفة يسهل شراؤها، ما يجعلها حلاً فعّالاً من حيث التكلفة للعديد من التطبيقات.
• الاتصالات اللاسلكية: تلغي الحاجة إلى التوصيلات السلكية، والتي يمكن أن تكون مكلفة ويصعب تثبيتها في بعض الأماكن.
• كفاءة الطاقة: تستخدم هذه الشبكات أجهزة وبروتوكولات منخفضة الطاقة للحفاظ على الطاقة، ما يُتيح استخداماً طويل الأمد لها دون الحاجة إلى استبدال البطاريات بشكلٍ متكرر.
• قابلية التوسع: يمكن توسيع نطاق شبكة المستشعرات اللاسلكية بسهولة عن طريق إضافة أو إزالة المستشعرات.
• الرصد الآني لمتغيرات البيئة: تُتيح هذه الشبكات الرصد الآني للظواهر الفيزيائية في البيئة، وتوفّر المعلومات في الوقت المناسب لاتخاذ القرارات ومراقبتها.

تحديات استخدام شبكة المستشعرات اللاسلكية

لا تخلو أي تكنولوجيا من التحديات، وإليك أبرز التحديات التي تواجه استخدام شبكة المستشعرات اللاسلكية:

• محدودة النطاق: يكون نطاق الاتصالات اللاسلكية في هذه الشبكات محدوداً، ما يمثّل تحدياً لعمليات النشر على نطاقٍ واسع أو في البيئات التي تعاني عقبات تعوق إشارات الراديو.
• قدرة المعالجة المحدودة: لأن هذه الشبكة تستخدم أجهزة منخفضة الطاقة، تتمتع بقوة معالجة وذاكرة محدودة، يكون إجراء حسابات معقدة أو دعم التطبيقات المتقدمة صعباً.
• أمن البيانات: تعتبر هذه الشبكة عرضة للتهديدات الأمنية، مثل التنصت والتلاعب بالخدمة، ما قد يضر بسرية البيانات ونزاهتها وتوافرها.
• التداخل: يمكن أن يكون الاتصال اللاسلكي عرضة للتداخل من الأجهزة اللاسلكية الأخرى أو إشارات الراديو، ما يؤدي إلى انخفاض جودة نقل البيانات.