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影響無線感測網路的因素

第一章 序論

第三節 影響無線感測網路的因素

 容錯性(Fault tolerance)

感測節點可能因為耗盡能源、故障或是受到環境干擾而死亡[7],但是 這些死亡的節點不能夠影響到整個感測網路的任務。容錯性會依照無 線感測網路的不同而有所不同,如果感測網路受到的干擾較小,可以 使用較寬鬆的協定(Protocol),例如:將感測器放在室內用來偵測室內的 溫度與濕度,那錯誤容忍度的要求就會比較低,因為這些感測節點處 於室內,比較不會受到外在環境的干擾或破壞。但是如果感測節點是 佈置在戰場上就需要較高的錯誤容忍度,因為感測節點有可能受到敵 軍的破壞。

 硬體限制(Hardware constraints)

感測節點主要有四個組成元件,感測單元(Sensing unit)、處理

(Processing unit)器、無線電收發器(Transceiver unit)、和電源供應裝置 (Power unit),有額外需求時也可以安裝其它的組件,例如:定位裝置、

移動裝置、能源產生器。這些感測節點必須用極低的功耗運行、製造 成本極低、能適應環境等等。

 製造成本(Production costs)

無線感測網路是由許多感測節點組成,可由單一節點所需花費的成本 來計算整個網路的總花費。如果整個無線感測網路配置起來還比傳統

的感測網路還要貴便不符合經濟效益,所以每個節點的花費都必須要 控制在最低。但一個感測節點通常都會配置許多額外的元件來做應 用,所以如何將成本控制在最低,又能發揮效能是一個很有挑戰性的 議題。

 無線感測網路的拓樸結構(Sensor network topology)

大部分的感測節點都不屬在交通不便或是無人照顧的地方,感節點很 容易故障,如何處理拓樸是一個很重要的任務。

拓樸的維護總共分成三個階段。

 預先佈署:

根據任務或環境佈署節點,可藉由飛機或飛彈從空中投射、人工或 用機器人佈署,盡量能夠減少成本、增加自我組織能力和錯誤容忍 度。

 後置佈署:

感測節點因電源耗盡或故障等因素,會改變整個網路的拓樸結構,

所以感測節點會動態的改變任務,因此感測網路在佈署後會有頻繁 改變的現象。

 額外節點的重新佈署:

當感測節點故障需要替換或因任務需要另外增加感測節點,新增的 節點會重新組織網路架構以維持整個無線感測網路的運作。

 延展性(Scalability)

在佈置感測節點時,有時候因任務的需要,我們可能需要佈署上千個 感測節點,感測節點可能受到環境或人為因素的影響而失效,我們必 須要更新或增加感測節點,避免資料的準確度降低,並讓整個感測網 路能恢復正常運作,在這種情況下整個感測網路的拓樸結構會有很大 的變化,因此需要有良好延展性通訊協定和演算法,才能有效維持整 個感測網路的正常運作。

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