Kablosuz sensör ağlar, yeni bir teknoloji olmasına rağmen son yıllarda oldukça önem kazanmış ve hayatı kolaylaştıracak yeni fikirlerin gelişmesine yardımcı teknolojilerden biri haline gelmiştir. Temel olarak, elektronik aksama sahip sensörlerin merkezi bir sistem aracılığı ile kablosuz olarak birbirleriyle iletişim kurmalarını sağlar.

Çok çeşitli kullanım alanlarına sahip olan sensör ağ sistemlerinde, ana eleman olan sensörler; algılayıcı, işlemci, alıcı/verici ve güç birimi bölümlerinden oluşmaktadır. Basınç, nem ve sıcaklık ölçümü, doğanın gözlenmesi, canlı varlık, hız ve hareket tespitinin yapılması gibi işlemleri yapabilecek kabiliyette sensörler yapılabilmektedir. Bu sayede sensörler, bulunduğu ortamlar hakkında bilgiler toplanmasını ve değerlendirilmesini sağlayabilmektedir.

Gelişmekte olan bu teknolojinin ürünlerinin özellikle askeri, sağlık ve güvenlik alanları başta olmak üzere; deprem, orman yangınları, sel gibi doğal afetlerin tespiti, hareket halindeki nesnelerin algılanması ve nesnenin içinin algılanması, çok sayıda nesnenin anlık olarak görüntülenmesi gibi  uygulamalarla insan hayatını da dolaylı olarak kolaylaştırması beklenmektedir.

Sensör düğümlerde verilerin işlenmesi için mikrodenetleyici, aygıtın programlanması için bellek, enerjisinin karşılanması için pil ve veri iletimi sağlamak amacıyla da radyo bulunur. Her sensör düğümü belli bir kapsama alanına sahiptir ve bu alan içindeki verileri toplayıp işlem yaparak iletimini sağlayabilir. Kaynakların oldukça sınırlı olması nedeniyle en optimum şekilde kullanılması gerekir.

Sensör düğümlerinde alıcı/verici işlemini sağlayan ISM bandı bulunur ve bu bant sayesinde geniş dalga kuşağında radyo frekanslı bağlantı elde edilir. Sensör ağlar 433 Mhz ile 2.4 Ghz arasındaki frekansı kullanır. Sensör düğümler, ağda, veri alma, veri iletme, uyku ve boş olmak üzere dört durumda bulunabilirler. Düğümler en fazla enerjiyi veri iletimi sırasında harcarlar. Bu nedenle veri iletim durumu haricinde uyku modunda bulunmaları sağlanır.

 Sensör ağ kurmak için bazı gereksinimler şunlardır:

- Çok sayıda sensör; sistemi kurmak için çok sayıda sensöre ihtiyaç duyulur.

- Düşük enerji kullanımı; sensörlerin ömrü genelde enerjileri ile sınırlıdır. Bu nedenle düşük enerji tüketiimi sağlamalıdır.

- Düşük bellek; donanımsal olarak basit bir yapıda olan sensörün, belleği de küçük boyutta olduğu için optimum şekilde kullanılmalıdır.

- Veri toplama; sensörler bulundukları ortamdan algılama ile veri toplayıp iletebilmelidir.

- Ağ örgütlenmesi; sensörlerin ölmesi veya yeni sensör ekleme gibi ağda yapılan değişikliklere uyum sağlama özelliğine sahip olmalıdır.

- İşbirlikçi sinyal işleme; sensör düğümlerimizin birçoğundan benzer ya da aynı verileri
tekrar alabiliriz. Bunun için, birden fazla sensörden gelen sinyallerin birleştirilmesi gerekebilir.

- Düşük maliyet; ağımızda binlerce sensör düğümü kullanacağımızdan dolayı maliyeti düşük sensörler olmalıdır.

Şekilde görülen, yeşil alanları koruma amacıyla uygulanmış kablosuz sensör ağ yapısının benzeri olan, tarım alanlarında toprağın nem oranını ölçen ve gerektiğinde sulamayı devreye sokan bir yapıda sensörler kullanılarak verimliliği arttırılmış topraklar elde edilmiş. Bunun gibi birçok alana uygulanması planlanan kablosuz sensör ağ teknolojisindeki gelişmeleri merakla öğrenmeye devam edeceğiz.

Bir sonraki yazımda kablosuz sensör ağlarda ağ yapısı ve enerji korunumuna yönelik geliştirilen protokollerden bahsedeceğim. Keyif almanız dileğiyle…

Kaynaklar:
 
[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_sensor_network

[2] Energy conservation in wireless sensor networks: Asurvey Giuseppe Anastasi,    MarcoConti, MarioDiFrancesco a, Department of Information Engineering, University of Pisa, via Diotisal vi1, 56122 Pisa, Italy. AndreaPassarella, Institute for Informatics and Telematics(IIT), National Research Council(CNR), viaG.Moruzzi1, 56124 Pisa, Italy

[3] I.F. Akyildiz, I.H. Kasimoglu, Wireless sensor and actor networks: research challenges, Ad Hoc Networks Journal 2 (4) (2004) 351–367.