無線感測器網路重要任務傳輸應用

無線感測器網路於早期應用常用於生態監測，例如野生動物棲息地觀測或者 冰河移動的監測，這些應用會將前端無線感測器節點佈設於人力難到達之處，故 節點的能源管理常是這些應用的首要目標。這些應用的網路協定棧常設計於有效 的節能機制，卻只提供基本的資料封包傳輸成功率，因為像冰河移動這種長時間

才會有小變化的觸發，並不需要快速且有效地傳送資料封包，就算資料封包沒能 夠傳到監測端，仍能透過重傳等補償機制進行資料修補。

隨著無線感測器網路的發展，工業監測、居家看護以及目標追蹤等應用逐漸 被研究員提出。在這些應用中，節能已經不是主要考量，而且針對以前應用所設 計的網路協定棧也不適合這些應用，這些應用稱為重要任務應用(Mission-Critical Application)。重要任務應用傳輸注重於傳輸資料的可靠度(Reliability)與傳輸延遲 時間，Suriyachai 等人於 2012 年提出了一篇文獻來探討這類的傳輸模式，並將無 線感測器網路應用劃分於一個以可靠度與傳輸延遲時間為軸的圖內，圖 3-8 即為 示意圖以及一些範例應用。在圖中將無線感測器網路劃分成四類，縱軸為可靠度，

離原點越遠即為對可靠度有高度需求，橫軸為傳輸延遲時間，偏離原點越遠即對 傳輸時間有極高要求。在設計媒介存取控制層時，這張圖可提供一個設計依據，

針對不同的應用情境類型，可選擇不同的存取流程來達到這些目的。

圖 3-8 無線感測器網路應用分類(Suriyachai et al., 2012)

在圖 3-8 中，低可靠度以及低傳輸時間要求的範例即為前述的棲地監測，而 位於高可靠度要求卻對傳輸延遲時間極少要求的範例為一個自動化停車場管理系

統，自動化停車場管理系統會監測離開以及進入的車子數目，並安排停車位給予 客戶，所以必須具有高度的準確性，若遺失資料封包，則可能會安排一個已經有 車子停放的車位給予使用者。但這種自動化系統並不需要高度的時間要求，畢竟 不會有許多車子快速進入以及離開停車場。

而對時間有高度要求，但對可靠度幾乎不要求的範例為一個目標追蹤系統，

透過快速且定時地回傳資料，追蹤系統幾乎不需要百分之百或者是高比率的資料 接收率，因為透過快速地回傳資料，遺失資料可以使用差補等方式來補償。

最後一類即為最極端的重要任務應用傳輸，這種傳輸必須有高可靠度且對延 遲時間也具有極高要求，一個工業管線的應用可以解釋這類傳輸，若工業管線上 感測到不尋常高壓，而且無法有效且快速地傳送至監控端，那麼可能就會發生氣 爆等災難。

在設計這些類型的媒介存取控制層時，節能已經不是首要考量，相反地，可 靠度或者是傳輸延遲時間必須謹慎地被考慮，以免資料封包大量遺失造成系統資 訊錯誤，或是資料封包傳輸延遲時間太長造成系統資訊延遲等問題。