Mote: новое в беспроводных сетях

В мире существует большое число разного рода стандартов и концепций беспроводной связи. Некоторые из них прижились очень хорошо, некоторые еще только борются за существование, а некоторые – находятся в процессе создания. Возможно, что в ближайшем будущем мы станем свидетелями появления еще одной интересной концепции беспроводной связи: Motes.

Motes (в переводе с английского – пылинки, соринки) – это реализация идеи "smart-dust" («умной пыли»), предложенной оборонным агентством Darpa (Defense Advanced Research Projects Agency) четыре года назад для отслеживания передвижений противника без возбуждения излишнего к себе интереса (кстати, еще один перевод слова mote с английского языка: "бельмо на глазу" – трудно заметить, но жить мешает). Умные сенсоры Motes распределены по большому пространству, но, что самое главное, самостоятельно связываются друг с другом, образуя распределенную беспроводную информационную сеть.

Разработаны Motes были Калифорнийским Университетом в Беркли совместно с Intel, и в настоящее время около 100 групп по всему миру приступило к испытаниям этих самоорганизующихся сетей, построенных на основе открытых технологий Intel Mote и программного обеспечения TinyOS, TinyDB.

Естественно, что помимо оборонного, есть немало способов применить технологию Motes в гражданской жизни и это уже не в первый раз Darpa дает жизнь оборонному проекту, нашедшему себе мирное применение. Дэвид Каллер (David Culler) из Беркли предсказывает, что помимо напрашивающегося, на его взгляд, применения в мониторинге окружающей среды (на фото показаны сенсоры, предназначенные для отслеживания передвижения детей :), сеть Motes может в будущем послужить основой для построения распределенных самоорганизующихся вычислительных сетей. А такие сети, как известно, не выведешь из строя ни природными катаклизмами, ни террористическими атаками. Могут, конечно, постараться, хакеры, но об этом разговор особый… Сенсоры Mote используют общедоступные компоненты. Для тестирования возможностей сети в Беркли, университет закупил несколько сотен сенсоров у Crossbow Technology, производящей их по лицензии Intel. Поскольку подобные сенсоры оснащены очень малым объемом памяти – несколько сотен килобайт, то и операционная система для них должна быть минимального размера. TinyOS состоит из набора модулей (каждый размером примерно 200 байт), из которых разработчики собирают систему для каждого конкретного сенсора.

Иерархическая структура сети получается автоматически благодаря тому, что все сенсоры следуют простым правилам, заложенным в TinyOS. Правила эти, к примеру, определяют способ поиска кратчайшего пути до ближайшего стационарного узла, а уже в зависимости от того, где и как расположены сенсоры, сеть принимает привычную для системных администраторов древообразную форму. В TinyOS учитывается также и то, что некоторые виды сенсоров могут работать от солнечных батарей или иных источников энергии, зависящих от погоды, поэтому при потере связи с ближайшим узлом сети происходит смена маршрута, по которому пересылаются пакеты.

Если в обязанности TinyOS входит отслеживание пути, по которому сенсор передает собранную информацию, то модульная база данных TinyDB, представляющая второй уровень ПО, вместо простой передачи всего того хлама, что сенсор собрал за время своей работы, осуществляется ее фильтрация и пересылка лишь той, что, по мнению данного узла сети Motes, является интересной для стационарного узла. Модульность этой микро-базы данных позволяет наращивать сложность этих фильтров по мере необходимости: в наиболее удаленных от стационарного узла сенсорах, скорее всего, будет и меньше всего фильтров, и наоборот.