Trådløst sensornettverk

Trådløst sensornettverk er et nettverk av distribuerte autonome sensorer som i samarbeid overvåker en prosess eller et miljø. Dette er en relativt ny teknologi som har et stort potensial for måling av lyd, lys, vibrasjon, trykk, bevegelse eller kjemiskekomponenter i luften. Med slike systemer er det mulig å gi et to- eller tredimensjonalt situasjonsbilde basert på flere samtidige sensormålinger i motsetning til tradisjonelle sensorer som kun gir en punktmåling. Et sensornettverk kan bestå av to til tre sensorsnoder og opp til flere tusen avhengig av anvendelse.

Anvendelser

Utviklingen av trådløse sensornettverk var opprinnelig motivert av militære formål slik som overvåking av fiendtlig aktivitet og beskyttelse av egne styrker. I dag er teknologien i bruk i mange industrielle og sivile områder slik som blant annet prosessovervåkning, miljøovervåkning, intelligent styring av hus og traffikkontroll. Andre bruksområder er overvåkning av spredningen til et oljeutslipp eller skogbrann.

Teknologi

Trådløse sensornoder kan karakteriseres som små datamaskiner med meget lav prosseseringskapasitet, begrenset arbeidsminne, sensorelektronikk, en enkel kommunikasjonsenhet (som regel en enkel radiokrets) og en strømkilde (vanligvis batteri). Videre er det som regel ønskelig at hver enkelt node er så liten og billig som mulig. Hovedformålet med sensornettverket er å samle data fra alle sensornodene i et felles datasamlingspunkt. Dette gjøres gjerne ved at nodene videresender (ruter) datatrafikk på vegne av andre sensornoder.

De unike karakteristikkene til sensornettverk gjør at elektronikk, operativsystem og protokoller må utvikles med spesiell omtanke: Sensornoden må operere med begrenset batterikapasietet, den må kunne motstå harde miljøpåvirkninger, nettverket må tolerere at enkelte sensornoder feiler, enkelte noder kan være mobile, nettverkstopologien kan være dynamisk, operasjonsmønsteret er autonomt, radiokapasiteten er begrenset, og antallet noder kan være svært høyt.

De fleste sensornettverk for forskningsformål benytter ZigBee (basert på IEEE 802.15.4) som kommunikasjonsprotokoll. Tradisjonelt har sensornettverk vært meget enkle og i stor grad har proprietære protokoller vært benyttet på nettverkslaget. Hos IETF finnes derimot arbeidsgruppe som arbeider med en åpen standard (6LoWPAN) slik at IPv6 kan benyttes over IEEE 802.15.4. Denne standarden gjør det enkelt å koble trådløse sensornettverk med eksisterende IP-baserte nettverk.

Sensornodene benytter gjerne en 8-bits laveffekts mikrokontroller med et egnet operativsystem. Av de mest populære anvendelige plattformene i dag er mikrokontrolleren AVR og operativsystemet TinyOS. En rekke sensorer kan i dag konstrueres med MEMS-teknologi, noe som bidrar til en ytterligere miniatyrisering og kostnadssenking av sensornodene.