بررسی نحوه انتخاب Data Storage در شبکه های حسگر
شبکه هاي سنسور بي سيم شامل نودهاي کوچکي با توانايي حس کردن، محاسبه و ارتباط به زودي در همه جا خود را مي گسترانند. چنين شبکه هايي محدوديت منابع روي ارتباطات، محاسبه و مصرف انرژي دارند. اول اينکه پهناي باند لينکهايي که گرههاي سنسور را به هم متصل مي کنند محدود مي باشد و شبکه هاي بيسيم اي که سنسورها را به هم متصل مي کنند کيفيت سرويس محدودي دارند و ميزان بسته هاي گم شده در اين شبکه ها بسيار متغير مي باشد. دوم اينکه گره هاي سنسور قدرت محاسبه محدودي دارند و اندازه حافظه کم نوع الگوريتمهاي پردازش داده اي که مي تواند استفاده شود را محدود مي کند. سوم اينکه سنسورهاي بي سيم باطري کمي دارند و تبديل انرژي يکي از مسائل عمده در طراحي سيستم مي باشد.
داده جمع آوري شده مي تواند در شبکه هاي سنسور ذخيره شود و يا به سينک منتقل شود وقتي داده در شبکه هاي سنسور ذخيره مي شود مشکلات عديده اي به وجود مي آيد:
• سنسورها ميزان حافظه محدودي دارند که اين باعث مي شود نتوانيم ميزان زيادي داده که در طول ماه يا سال جمع آوري شده را ذخيره کنيم
• چون منبع تغذيه سنسورها باطري مي باشد با تمام شدن باطري داده ذخيره شده در آن از بين مي رود.
• جستجو در شبکه گسترده و پراکنده آن بسيار مشکل مي باشد.
داده ها مي توانند به سينک منتقل شوند و در آنجا براي بازيابي هاي بعدي ذخيره شوند اين شما ايده آل مي باشد چون داده ها در يک محل مرکزي براي دسترسي دائمي ذخيره مي شوند. با اين حال، ظرفيت انتقال به ازاي هر نود در شبکه سنسور که به صورت تعداد بسته هايي که سنسور مي تواند در هر واحد زماني به سينک منتقل کند تعريف مي شود، محدود مي باشد. حجم زيادي از داده نمي تواند به صورت موثر از شبکه سنسور به سينک منتقل شود علاوه بر اينها انتقال داده از شبکه سنسور به سينک ممکن است انرژي زيادي مصرف کند و اين باعث مصرف انرژي باطري شود.
بخصوص سنسورهاي اطراف سينک به طور وسيع مورد استفاده قرار مي گيرند وممکن است سريع خراب شوند و اين باعث پارتيشن شدن شبکه مي شود. اين امکان وجود دارد که با افزايش هزينه برخي از نودها با ظرفيت حافظه بيشتر و قدرت باطري بيشتر در شبکه هاي سنسور استفاده شود اين سنسور ها از اطلاعات موجود در سنسورهاي نزديک Backup مي گيرند و به Query ها جواب مي دهند. داده جمع آوري شده در هر نود مي تواند به صورت پريوديک توسط رباتها به Data ware house منتقل شود چون نودهاي ذخيره داده را فقط از نودهاي همسايه جمع آوري مي کنند و از طريق فيزيکي منتقل مي کنند، مشکل ظرفيت محدود حافظه، ظرفيت انتقال و باطري تا حدودي بهبود مي يابد.
پرس و جوي کاربر ممکن است فرم هاي مختلفي داشته باشد براي مثال پرس و جوي کاربر ممکن است اين باشد که چه تعداد نود رخداد هاي انتقال را تشخيص مي دهند، ميانگين دماي فيلدهاي حسگر و يا … ، در اين سناريو هر سنسور علاوه بر حس کردن درگير مسيريابي داده در دو زمينه مي باشد: داده خامي که به نودهاي ذخيره منتقل مي شود و انتقال براي Query Diffusion و جواب به پرس و جو ، هر کدام از دو مورد ممکن است داده را به سينک منتقل کند و يا به صورت محلي در نود سنسور ذخيره کند، از طرف ديگر داده اي که منحصراً در سينک ذخيره شده است براي جواب به پرس و جو با صرفه تر است چون هيچ هزينه انتقال ندارد ولي تجمع داده در سينک هزينه زيادي دارد در طرف مقابل داده اي که به صورت محلي در سنسور ذخيره شده است هيچ هزينه اي براي تجمع داده ندارد ولي هزينه پرس و جو بسيار بالا مي باشد نودهاي ذخيره نه تنها يک محل ذخيره سازي دائمي فراهم مي کنند يک بافر بين سينک و نودهاي سنسور مي باشند.
در اينجا ما دو نوع از سنسورها را تعريف مي کنيم :
نودهاي ذخيره ( Storage Node ) : اين گره ها تمام داده هايي که از ساير دريافت کرده اند و نيز داده هايي که خود توليد کرده اند را ذخيره مي کنند و هيچ چيزي را قبل از اينکه پرس و جو دريافت کنند نمي فرستند با توجه به تعريف پرس و جو آنها نتايج مورد دلخواه را از داده خام بدست مي آورند و نتايج مربوطه را به سينک منتقل مي کنند. سينک هم خودش به عنوان نود ذخيره تعبير مي شود.
نودهاي فوروارد ( Forwarding Node ) : اين نودها داده دريافتي از نودهاي ديگر يا داده هاي توليدي خود را دوباره از طريق مسير هاي خاص به سينک منتقل مي کنند اين عمل تا زماني که داده به يک نود ذخيره منتقل شود ادامه پيدا مي کند عمليات ارسال دوباره مستقل از پرس و جو مي باشد و بنابراين نياز به هيچ پردازشي ندارد. شکلهاي زير اين تعريف ها را به خوبي نمايان مي کند.
شکل2:قرار دادن گره های storage در شبکه شکل1: تپولوژی گره های شبکه های سنسوری
در شبکه هاي سنسوري که در آن مقادير زيادي داده جمع آوري و براي بازيابي در آينده ذخيره مي شوند، ذخيره سازي به عنوان موضوع مهمي مطرح شده است .
اخيراً براي ذخيره داده در شبکه هاي حسگر ( سنسور ) مفهوم Storage Network ارائه شده است . Storage Node بار بالاي انتقال تمام داده ها به يک مکان مرکزي براي ذخيره را تعديل مي کند . داده جمع آوري شده در شبکه سنسور يا بايد به يک مکان مرکزي ( Sink ) انتقال داده شود يا اينکه در خود گره ها ذخيره شود .
مشکلاتي براي ذخيره داده در سنسور ها وجود دارد : اول اينکه يک سنسور تنها فضاي حافظه محدودي در اختيار دارد که از ذخيره مقادير زيادي داده جلوگيري مي کند. دوم اينکه سنسور ها توسط باطري عمل مي کنند و داده ذخيره شده هنگام اتمام باطري از بين مي رود سوم اينکه جستجوي داده ها در شبکه اي با تجمع داده هاي پخش شده ( Scattered ) مستلزم صرف هزينه انتقال بالايي است.
روش ديگر يعني ذخيره در Sink مستلزم انتقال تمام داده ها به
بررسی نحوه انتخاب Data Storage در شبکه های حسگر
پسورد فایل: www.bazaarfile.ir
