Általános leírás
Bevezető
A ma még kissé utópisztikusnak tűnő jövőkép szerint a környezettel szoros kapcsolatban álló, közel porszemnyi méretű, intelligens, esetleg mobil eszközök ezreinek, esetleg millióinak szoros együttműködése fogja kényelmesebbé tenni világunkat. Ez az intelligens por, vagy - angol nevén - smart dust.
A szenzorhálózatok sok (bár ma még távolról sem porszemnyi méretű) intelligens érzékelő egységből felépített, autonóm működésre képes elosztott számítógépes hálózatok, amelyek a tér különböző pontjain megfigyeléseket és esetleg beavatkozó tevékenységeket is végezhetnek. Az alapvető adatgyűjtő funkción kívül az érzékelő hálózat képes adatfeldolgozás és analízis jellegű feladatok elvégzésére is. Az alacsony árnak és a kis méretnek köszönhetően a szenzorok a megfigyelt térrészben vagy annak közelében viszonylag sűrűn és nagy számban helyezkedhetnek el, lehetőséget adva új típusú alkalmazások kifejlesztésére.
Tipikus alkalmazások
Napjainkban a szenzorokkal illetve szenzorhálózatokkal megvalósított alkalmazások az élet minden területén jelentkeznek, mint pl. az egészségügy, katasztrófa elhárítás, vészriasztás, raktározás (intelligens raktárak, vasúti szerelvények, tankhajók), környezetvédelem (élőhely monitorozás, katasztrófa-előrejelzés), mérnöki alkalmazások, védelmi alkalmazások.
Követelmények a szenzorokkal/szenzorhálózatokkal szemben
Skálázhatóság
A hálózatok mérete nagyságrendekkel is változhat az alkalmazások függvényében. Ezt a rendszerkomponenseknek és maguknak az alkalmazásoknak is tolerálniuk kell a teljesítőképesség komolyabb megváltozása nélkül.
Önszerveződés
A nagy elemszám nem teszi lehetővé az operátori beavatkozást, hangolást. A hálózatnak önállóan képesnek kell lennie az elindulásra, működésre és a változásokra történő autonóm reagálásra.
Hibatűrés
Az egyes szenzor egységek nagyon megbízhatatlanok lehetnek: átmenetileg vagy véglegesen is működésképtelenné válhatnak. Az egész hálózatnak azonban hibatűrő viselkedést kell mutatnia, még az érzékelők jelentős részének meghibásodása esetén is.
Hosszú élettartam
Valós alkalmazások a hálózat karbantartás nélküli hosszú idejű működését kívánják (több hónap vagy év).
Ár
A nagyszámú alkalmazott szenzor miatt ezek előállítási költsége alacsony kell legyen. A jelenlegi előállítási ár néhányszor 10 $, de a tömeges alkalmazhatósághoz ennek 1 $ alá kell süllyednie.
Kommunikáció
A szenzorhálózatok elemszáma és a -sűrűsége nagyságrendekkel nagyobb lehet, mint a hagyományos ad hoc hálózatokban. Mindemellett a szenzorok alacsony megbízhatóságú eszközök, igen korlátozott erőforrásokkal (sávszélesség, energia). Ezért a hagyományos ad-hoc hálózati protokollok nem alkalmazhatók változtatás nélkül.
Érzékelés
A kis méretkövetelmények, valamint az erőforrások, főleg az energia hiánya, korlátozza felhasználható érzékelők körét. Az alacsony ár további korlátokat állít. Komoly zajszűrésre nincs lehetőség, ezért nem ritka a viszonylag pontatlan, zajos mérési eredmény. A kis méret elérését a MEMS szenzorok alkalmazása segíti.