شبکه‌های موردی و حسگر بی‌سیم
یک شبکه حسگر بی‌سیم از تعداد زیادی گره‌های حسگر تشکیل شده‌است که با تراکم بالا داخل پدیده‌ای که مورد نظر است یا بسیار نزدیک به آن استقرار داده می‌شود. مکان گره‌های حسگر نیازی به تعیین و تنظیم قبلی ندارند. این ویژگی امکان استقرار این نوع گره‌ها را به صورت کاملاً تصادفی در مکان‌های غیرقابل دسترسی یا خطرناک ایجاد می‌کند. از سوی دیگر، این ویژگی نیاز به در نظر گرفتن قابلیت خود پیکربندی را در پروتکل‌ها و الگوریتم‌های مختص این شبکه‌ها مطرح می‌کند. ویژگی دیگر شبکه‌های حسگر تلاش جمعی گره‌های حسگر است. گره‌های حسگر مجهز به یک پردازنده ساده هستند تا بجای ارسال داده خام دریافت شده از محیط، پردازش مختصری بر روی داده‌ها انجام دهند و محاسبات محلی را تنها به کمک گره‌های نزدیک خود انجام دهند. این عمل یعنی ارسال داده‌های کم‌تعداد ضروری و پردازش شده بجای ارسال داده‌های خام و متعدد هم باعث کاهش ترافیک شبکه می‌شود و هم باعث می‌شود عملیات امتزاج داده بهتر و ساده‌تر صورت گیرد. ویژگی‌های تعریف شده در قسمت قبل امکان ایجاد طیف وسیعی از کاربردها را برای این نوع شبکه فراهم می‌کند. برخی از کاربردهای ممکن کاربردهای مرتبط با بهداشت، مسایل نظامی و خانه‌های هوشمند می‌باشند. به‌طور نمونه، در مسایل ویژگی‌های قابلیت خود پیکربندی، استقرار سریع و تحمل خطا شبکه‌های حسگر را برای سیستم‌های نظامی اعمال دستور، کنترل، ارتباطات، محاسبات، هوشمندی، مراقبت، شناسایی و هدف گیری بسیار مناسب می‌نماید. در کاربردهای بهداشت، شبکه‌های حسگر می‌توانند برای مراقبت از بیماران و کمک به بیماران دارای ناتوانی جسمی به کار گرفته شوند. برخی کاربردهای تجاری دیگر شامل مدیریت انبار، نظارت بر کیفیت محصولات و نظارت بر مناطق حادثه خیز می‌باشند. در اکثر موارد شبکه‌های حسگر برای تبادل داده از ارتباطات بی‌سیم بهره می‌برند و دلیل آن وسعت حوزه کاربردها و سادگی استفاده آن بدون ایجاد زیر ساخت اختصاصی می‌باشد. از شبکه‌های حسگر بی‌سیم با نماد WSN یاد می‌شود. در سال‌های اخیر شبکه‌های WSN به دلیل پیچیدگی و وسعت زمینه پژوهش، غالب پژوهش‌ها در حوزه شبکه‌های حسگر را به خود اختصاص داده‌اند. درک کاربردهای شبکه‌های حسگر بی‌سیم نیاز به شناخت تکنیک‌های شبکه سازی ادهاک بی‌سیم دارد. اگر چه پروتکل‌ها و الگوریتم‌های متعددی برای شبکه‌های ادهاک بی‌سیم ارائه شده‌اند، آن‌ها به‌طور کامل مناسب ویژگی‌ها و نیازمندی‌های کاربردهای شبکه‌های حسگر نیستند. تفاوت‌های اصلی بین شبکه‌های حسگر و ادهاک عبارتند از: در سال‌های اخیر اغلب پژوهشگران سعی در توسعه روش‌هایی برای برطرف کردن این نیازمندیها داشته‌اند. ادامه این پایان‌نامه به صورت زیر تنظیم شده‌است: در قسمت دوم به بررسی کامل امر پوشش در شبکه‌های حسگر که می‌بایست در طراحی‌ها لحاظ شود، خواهیم پرداخت. در قسمت سوم به بررسی الگوریتم‌های ممکن در پوشش شبکه حسگر بی‌سیم پرداخته‌ایم.
شبکه‌های موردی و حسگر بی‌سیم
پشته پروتکل مورد استفاده در گره‌های حسگر و گره ویژه چاهک آگاهی نیرو و مسیریابی را ترکیب می‌کند، داده را با پروتکل‌های شبکه سازی یکپارچه می‌کند، ارتباطات مؤثر و بهینه از نظر نیرو در رسانه بی‌سیم ایجاد می‌کند و تلاش جمعی گره‌های حسگر را بهبود می‌بخشد. این پشته شامل لایه فیزیکی، لایه پیوند داده، لایه شبکه، لایه انتقال، لایه کاربرد و سه لایه مدیریتی طر ح مدیریت نیرو، طرح مدیریت جابجایی و طر ح مدیر ت کار می‌باشد. لایه فیزیکی وظیفه تعیین نوع مدولاسیون و انجام آن، و بکارگیری تکنیک‌های دریافت و ارسال ساده اما استوار را بر عهده دارد. به دلیل وجود نویز در محیط و قابلیت جابجایی گره‌های حسگر، لایه کنترل در شبکه‌های حسگر می‌بایست آگاه به نیرو و قادر به کمینه کردن برخورد با همه (MAC) دسترسی به رسانه پخشی‌های گره‌های مجاور باشد. لایه شبکه وظیفه مسیریابی داده تهیه شده توسط لایه انتقال را به عهده دارد. لایه انتقال نیز به برقراری جریان داده مورد نیاز هر کاربرد کمک می‌کند. بسته به نوع گره‌ها و توانایی‌های آن‌ها در احساس محیط، انواع مختلفی از کاربردها نیز می‌توانند ساخته و در لایه کاربرد استفاده شوند. بعلاوه، طرح‌های مدیریت نیرو، جابجایی و کار، حرکت و توزیع کار میان گره‌های حسگر را مورد نظارت قرار می‌دهند. این طرح‌ها باعث همکاری گره‌ها در کار و به صورت کلی باعث کاهش مصرف نیرو می‌شوند. طرح مدیریت نیرو چگونگی استفاده گره حسگر از نیرویش را مدیریت می‌کند. برای نمونه، گره حسگر می‌تواند بعد از دریافت پیامی از گره‌های مجاور خود قسمت دریافت خود را خاموش کند. این عمل باعث عدم دریافت پیغام‌های تکراری چند مسیری می‌شود. همچنین وقتی سطح نیروی موجود در یک گره پائین باشد، گره حسگر به همه گره‌های مجاور خود اعلام می‌کند که انرژی کمی دارد و نمی‌تواند در مسیریابی پیغام‌ها شرکت کند. انرژی باقی‌مانده گره حسگر نیز برای احساس محیط استفاده می‌شود. طرح مدیریت جابجایی حرکت گره حسگر را تشخیص و ثبت می‌کند و به کاربر اعلام می‌کند و این کار باعث می‌شود که گره‌های حسگر بتواند در هر لحظه تشخیص دهند در مجاورت آن‌ها چه گره‌هایی وجود دارند. با اطلاع از اینکه چه گره‌های حسگری در همسایگی وجود دارند، گره‌ها می‌توانند بین نیرو و کار تخصیص داده شده به آن‌ها تعادلی برقرار کنند. طرح مدیریت کار وظیفه احساس یک ناحیه خاص را زمان‌بندی و متعادل می‌کند. لزومی ندارد که همه گره‌های قرار گرفته در یک ناحیه وظیفه احساس محیط را به‌طور همزمان انجام دهند. در نتیجه، برخی حسگرها بسته به سطح نیرویشان بیشتر از سایرین در اجرای یک کار مشارکت می‌کنند. این طرح‌های مدیریتی پیشنهاد شده برای همکاری مؤثر از نظر انرژی میان گره‌ها، مسیریابی داده‌ها در یک شبکه حسگر متحرک و به اشتراک گذاری منابع میان گره‌های حسگر مورد نیاز است. در ادامه این بخش به ارائه توضیحات بیشتر در مورد هر لایه از پشته پروتکل شبکه‌های حسگر می‌پردازیم.