Сегодня задача построения распределенных систем сбора данных, управления и мониторинга как никогда актуальна в самых различных прикладных областях, но использование традиционных проводных соединений не всегда эффективно из-за высокой стоимости монтажных и пуско-наладочных работ, а также технического обслуживания. Кроме того, в некоторых ситуациях вообще невозможна прокладка кабелей по технологическим или организационным причинам. Поэтому беспроводные системы передачи данных выглядят весьма привлекательно для решения поставленной задачи, но их практическое использование долгое время было затруднительно из-за низкой надежности радиоканала по сравнению с проводным соединением, высокой стоимости и энергопотребления элементной базы, а также сложностей с установкой и настройкой системы на объекте. Но сейчас беспроводные системы сбора данных и мониторинга стали реальностью благодаря технологии так называемых беспроводных сенсорных сетей.

Беспроводные сенсорные сети являются новым классом беспроводных систем, состоящих из множества распределенных в пространстве устройств, обладающих набором датчиков (или других источников информации), микроконтроллером и радиочастотным приемопередатчиком для связи на короткие расстояния.

Основными особенностями беспроводных сенсорных сетей являются самоорганизация и адаптивность к изменениям в условиях эксплуатации, поэтому требуются минимальные усилия при установке, настройке и последующем сопровождении подобной сети.

Кроме того, способность узлов ретранслировать сообщения обеспечивает значительную площадь покрытия системы при малой мощности передатчиков и устойчивость к отказу отдельных узлов по различным причинам (появление помех или препятствий, физическое повреждение и т.д.), что позволяет эксплуатировать сеть в зданиях и на промышленных объектах. При этом узлы самостоятельно определяют оптимальные маршруты доставки данных и корректируют их при изменении топологии сети.

Аппаратное обеспечение беспроводного узла и протоколы сетевого взаимодействия между узлами оптимизированы по энергопотреблению для обеспечения длительного срока эксплуатации системы при автономных источниках питания. В зависимости от режима работы время жизни узла может достигать нескольких лет.

Таким образом, решения на базе беспроводных сенсорных сетей имеют следующие преимущества по сравнению с проводными системами:

• отсутствие необходимости в прокладке кабелей для электропитания и передачи данных;
• низкая стоимость монтажа, пуско-наладки и технического обслуживания системы;
• минимальные ограничения по размещению беспроводных устройств;
• возможность внедрения и модификации сети на эксплуатируемом объекте без вмешательства в процесс функционирования;
• надежность и отказоустойчивость всей системы в целом при нарушении отдельных соединений между узлами.