وبلاگ

بحث پوشش در شبکه های حسگر بیسیم ویدویی، در حال حاضر یکی از چالش برانگیزترین مسائل در این نوع شبکه‌ها محسوب می‌شود. مطلب زیر قسمتی از مقاله‌ای است که در این خصوص بوده و مراحل تکمیل را می‌گذراند.

با پیشرفت‌های اخیر در تکنولوژی سیستم‌های میکرو الکترو-مکانیکی[1] و ارتباطات بی‌‪سیم و الکترونیک دیجیتال، طراحی و ایجاد گره‌های حسگرِ کم هزینه، کم مصرف و چندکاره که اندازه کوچک و بازه‌ی ارتباطی محدودی دارند، امکا‏ن‌پذیر گردیده است.  از سوی دیگر، قابلیت‌های رو به رشد این گره‌های حسگرِ ریز (از جمله حس‌کردن، پردازش داده‌ها، ارتباط)، امکان ایجاد شبکه‌های حسگر بی‌سیم[2] که مبتنی بر همکاری تعداد زیادی گره حسگر هستند را محقق می‌سازد.  یک شبکه حسگر بی‌سیم، مجموعه‌ای از گره‌های حسگر مستقل و خود مختاری است که مجهز به واسط‌های بی‌سیم، سخت افزاری برای درک خواص محیطی (مثل رطوبت، فشار، دما و …)، یک پردازنده کوچک و باطری (برای تامین انرژی) می‌باشند. طی دهه گذشته، شبکه‌های حسگر بی‏سیم، به یکی از موضاعات اساسی در ارتباطات کامپیوتری بدل شده‌اند. این شبکه‌ها، کاربردهای بسیار زیادی (مثل دیده‌بانی میدان‌های جنگی، مانیتورینگ محیطی، عملیات نجات، کشف آلودگی و غیره) یافته‌اند. در شبکه‌های حسگر سنتی، حسگرها، داده‌های عددی نظیر رطوبت، دما، فشار و غیره را بصورت خام، از پدید‏ه‌های اطراف خود که در بازه‌ی حسگری[3] آنها قرار دارند، جمع آوری می‌کردند؛ لیکن از زمانی که دوربین‌های ارزان با قابلیت‌های تفکیک‌پذیری کم[4] (و یا متوسط) در حسگرهای بی‌سیم جاسازی شدند، امکان دریافت داده‌های بصری نیز از محیط میسر گردیده و مرکز توجه جدیدی برای کاربردهای این شبکه‌ها ایجاد شده است. ویژگی منحصر بفرد حسگرهای مجهز به دوربین‌های ویدیویی، تصویربرداری از یک هدف یا قسمتی از یک منطقه است که الزاما در نزدیکی دوربین واقع نیستند؛ یعنی دوربین‌ها قادرند تصاویر اشیایی که با آنها فاصله داشته و در عمق دیدشان[5] قرار دارند، ضبط کنند. برای ایجاد شبکه‌های حسگر بی‏سیم مبتنی بر ویدئو[6] یا شبکه‌های حسگر بصری[7]، باید تحقیقات جدیدی صورت گیرد؛ چرا که بسیاری از الگوریتم‏ها، ساختارها و راه‌حلهای محاسباتی شبکه‌های حسگرِ بی‏سیمِ سنتی، برای چنین سناریوهای ارتباطیِ ویژه‏، غیرممکن و یا حداقل غیرکارآ هستند. به عنوان مثال، حجم داده‌ها، پهنای باند مورد نیاز، مصرف انرژی، نیاز به قابلیت‌های محاسباتی و ذخیره‌سازی و … در چنین شبکه‌هایی، بسیار بیشتر از شبکه‌های حسگر سنتی است. در شبکه‌های حسگر ویدیویی، موقعیت حسگرها و فاصله آنها از هدف/منطقه/زاویه[8] مورد نظر، منجر به ایجاد تصاویر گوناگونی خواهد شد که زوایای مختلف و درجه وضوح‌های متفاوتی دارند؛ لیکن جمع آوری همه این تصاویر، رویکری کارآ-انرژی نیست؛ از سوی دیگر، احتیاج به «پوششِ[9]» ممتد در منطقه/هدف/زاویه مورد نظر، یکی از اساسی‌ترین نیازهایی است که باید در چنین شبکه‌هایی مورد توجه قرار گیرد. لذا، با این هم و با توجه به پخش تصادفی گره‌های حسگر در منطقه، محدویت انرژی حسگرها و امکان وجود موانعی بر سر راه این حسگرها برای دیده‌بانی، «پوششِ» منطقه/هدف/زاویه باید به گونه‌ای کارآ صورت پذیرد تا بتوان با کمترین تعداد حسگرها، منطقه/هدف/زوایه مورد نظر را مانیتور کرد. به علاوه، «پوشش» در شبکه‌های حسگر ویدیویی موضوعاتی چون جهت‌داری، میدان دید، راستای دید و مشاهده پویا[10]، را مطرح می‌کند که اساساً در شبکه‌های حسگر بی‏سیم سنتی وجود نداشته‌اند؛ یعنی در شبکه‌های حسگر ویدیویی، حسگرها اطلاعات را متناسب با جهت‏شان جمع آوری می‌کنند، تغییر در جهت باعث تغییر در میدان دید می‌شود، وجود مانع میان حسگر و تصویر، چالش‌هایی را در زمینه پوشش شبکه ایجاد می‌کند، و حسگرها قادرند روی تصویر زوم کنند و در نتیجه میدان دیدشان را تغییر دهند.

فایل word آموزش شبیه سازی NS2 در سایت نشر الکترونیک آنی

فایل word خوشه بندی در شبکه های حسگر بیسیم

فایل Word راهنمای شبکه های حسگر و شبکه های حسگر مولتی مدیا

[1] Micro Electro-Mechanical Systems (MEMS)

[2] Wireless Sensor Network (WSN)

[3] sensing range (MEMS)

[4] low-resolution

[5] depth of field

[6] Video-based Wireless Sensor Network – VWSN

[7] Visual Sensor Networks – VSN

[8] maximizing angle coverage in visual sensor networks- Kit-Yee Chow

King-Shan Lui and Edmund Y.Lam-IEEE 2007

[9] coverage

[10] directivity, field of view, line of sight, dynamic view