Wireless Sensor Network (WSN) แต่ละโหนดทำหน้าที่อะไร ?

ปัจจุบันระบบเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายหรือ Wireless Sensor Network (WSN) ได้มีการกล่าวถึงในวงการวิจัยมากขึ้น อีกทั้งยังมีการนำเอา WSN มาประยุกต์ใช้งานจริงในภาคส่วนต่างๆ เช่น ทางด้านการทหาร ได้มีการนำใช้ตรวจจับการสั่นสะเทือนเมื่อมีการโจมตีด้วยอาวุธหนักภายในอาณาเขตที่ได้ติดตั้งเซนเซอร์ไว้ หรือตรวจจับการเคลื่อนพลของฝ่ายตรงข้ามที่ผ่านเข้ามาในบริเวณที่กำหนดไว้ ทางด้านธรณีวิทยา ได้มีการนำมาใช้ในการติดตั้งตัวเซนเซอร์ไว้ที่ปากปล่องภูเขาไฟ เพื่อตรวจสอบการสั่นสะเทือน ก่อนที่จะเกิดการระเบิดของภูเขาไฟ แม้กระทั้งทางการสำรวจมหาสมุทร ก็ได้มีการติดตั้งเซนเซอร์ เพื่อตรวจสอบตัวแปรทางด้านฟิสิกส์ต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความดัน ที่ระดับความลึกต่างๆ ซึ่งทั้งหมดนี้เพื่อการนำเอาข้อมูลทางฟิสิกส์ต่างๆ ที่ได้จากการตรวจจับ หรือตรวจวัด จากเครือข่ายเซ็นเซอร์มาประมวลผลวิเคราะห์ที่ส่วนกลาง หรือใช้เป็นข้อมูลทางสถิตเพื่อแบ่งปันให้กับผู้ที่สนใจ ดังนั้น จากตัวอย่างที่ยกมาจะเห็นได้ว่า บริเวณต่างๆ ที่มีการติดตั้งเครือข่ายเซ็นเซอร์นั้น จะเป็นพื้นที่ ที่มีสภาพภูมิศาสตร์ไม่เหมาะกับการเดินสายไฟเพื่อสื่อสารกันระหว่างตัวเซนเซอร์ หรือตัวเซนเซอร์กับศูนย์กลางการเก็บข้อมูล ดังนั้น WSN จึงเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการประยุกต์ใช้งานเหล่านี้

ในระบบ WSN ที่ถูกติดตั้งนั้นโดยปกติจะประกอบไปด้วยโหนดอยู่ 3 โหนด

  1. คือเซนเซอร์โหนด เพื่อใช้เป็นตัวรับอินพุตจากตัวเซนเซอร์หรือทรานสดิวเซอร์ชนิดต่างๆ เช่น เทอร์โมคัปเปิ้ล อาร์ทีดี สำหรับการตรวจวัดอุณหภูมิ สเตรนเกจ สำหรับการตรวจจับความเครียด ความเค้นในวัตถุ และสามารถใช้เป็นตัวสั่งเอาต์พุต เพื่อไปควบคุมอุปกรณ์ทางไฟฟ้า เช่น รีเลย์
  2. คือเราท์เตอร์โหนด มีหน้าที่การทำงานเหมือนกับเซนเซอร์โหนด แต่มีสามารถในการค้นหาเส้นทางเพื่อส่งผ่านข้อมูลที่ได้จากเซนเซอร์โหนด ไปยังโคออดิเนเตอร์โหนด
  3. โหนดสุดท้าย คือโคออดิเนเตอร์โหนดหรือเกตเวย์โหนด ทำหน้าที่คอยรวบรวมข้อมูลที่ได้จากโหนดเราท์เตอร์ทั้งหมดใน WSN เพื่อนำไปประมวลผลที่ส่วนกลาง นอกจากนี้ยังทำหน้าที่คอยควบคุม จัดการและแจกจ่ายหมายเลขประจำตัวให้กับโหนดต่างๆ ภายใน WSN

คุณจะสังเกตได้ว่าถ้าเกตเวย์โหนดในเครือข่ายมีปัญหาไม่สามารถทำงานได้ตามฟังก์ชั่นแล้ว ก็จะทำให้ใน WSN ไม่สามารถติดต่อกับส่วนกลางการประมวลผลได้ จึงหมายความว่าใน WSN ที่ถูกติดตั้งนั้นจะไม่มีประโยชน์ใดๆ เลยเนื่องจากไม่สามารถนำข้อมูลที่ต้องการออกมาได้ หรืออาจพูดได้ว่าตัวเกตเวย์โหนด เป็น SPOF ของเครือข่าย ดังนั้น ในการออกแบบระบบ WSN ที่ดีนั้น ควรออกแบบระบบ WSN ที่ใช้ Protocol ที่รองรับ โคออดิเนเตอร์โหนดหรือเกตเวย์โหนด ที่มีมากกว่า 1 โหนด ซึ่งแต่เดิมสามารถมีได้แค่ 1 ตัว ในเครือข่าย ซึ่งการเพิ่มตัวเกตเวย์โหนดเข้าไปใน WSN นั้น สามารถที่จะช่วยแก้ปัญหาการเกิด SPOF ที่ตัวเกตเวย์โหนดใน WSN ได้