سیستم‌های فراگیر توزیعی
اغلب سیستم‌های توزیعی، از ویژگی مشترکی به‌نام ثبات^[۱۱۹] برخوردارند؛ به این معنا که گره‌ها ثابت بوده و اتصال کمابیش با کیفیت و دائمی با شبکه برقرار می‌کنند. این ثبات تا حدودی از طریق روش‌های مختلف که هدف اغلب آن‌ها کسب شفافیت توزیعی است محقق می‌شود. به‌عنوان مثال، با آگاهی از وجود انبوهی از تکنیک‌های مربوط به مخفی‌سازی و بازسازی خرابی‌ها می‌توان گفت این تصور وجود دارد که خرابی‌ها اموری موردی هستند و به ندرت روی می‌دهند. به هیمن ترتیب، چون قادر به مخفی‌سازی مسایل موردی هستند و به ندرت روی می‌دهند. به همین ترتیب، چون قادر به مخفی‌سازی مشایل مربوط به محل واقعی گره‌ها در شبکه بوده‌ایم، و به طور موثر این توهم را برای کاربران و برنامه‌های کاربردی ایجاد نماییم که گره‌ها در جای خود میخکوب هستند.

با این وجود، با ابداع و عرضه دستگاه‌های محاسبه نهفته و متحرک امور تا حدی پیچیده‌تر شده است. اکنون دیگر با سیستم‌های توزیعی مواجه هستیم که بی ثباتی، رفتار پیش‌فرض^[۱۲۰] آن‌ها تلقی می‌شود. اغلب دستگاه‌های این سیستم‌های فراگیر توزیعی^[۱۲۱] کوچک بوده، با باتری کار می‌کنند، متحرک بوده و فقط یک اتصال بی‌سیم دارند، اگرچه این ویژگی‌ها در همه دستگاه‌ها مشاهده نمی‌شوند. به‌علاوه، این ویژگی‌ها را نباید لزوماً محدود کننده تلقی کرد، همچنان که در امکان‌پذیری تلفن‌های هوشمند مدرن دیده می‌شود]۱۲[.
سیستم‌های فراگیر توزیعی، همانطور که از نام آن‌ها هم بر می‌آید، بخشی از محیط اطراف ما می‌باشد (و از همین‌رو، در اغلب موارد ذاتاً توزیعی هستند). یکی از مهمترین ویژگی این سیستم‌ها، فقدان عمومی کنترل مدیریت اجرایی انسانی در آن‌هاست. در بهترین حالت، این دستگاه‌ها به‌وسیله مالکانشان قابل پیکربندی هستند. ولی گذشته از این باید به‌صورتی اتوماتیک محیط خود را کشف کرده و به بهترین نحو ممکنه، در آن جایگذاری شوند. این جایگذاری در ]۳[ با تعیین سه شرط زیر برای برنامه‌های کاربردی فراگیر فرموله شده است ]۱۱[:

شمول تغییرات بافتی^[۱۲۲].
تشویق ترکیب موردی^[۱۲۳].
شناسایی اشتراک به‌عنوان پیش‌فرض.
شمول تغییرات بافتی به این معناست که یک دستگاه بایستی دائماً از این حقیقت آگاه باشد که محیط آن هر لحظه دستخوش تغییر است. یکی از ساده‌ترین تغییرات آن است که مثلاً چون کاربرد در بین ایستگاه‌های پایه در حال جابجایی است، شبکه دیگر در دسترسی نباشد. در این حالت، برنامه کاربردی بایستی از طریقی، مثلاً با ایجاد اتصال اتوماتیک با یک شبکه دیگر یا به هر صورت اتصال مناسب دیگر، از خود واکنش نشان دهد.
ویژگی تشویق ترکیب موردی، اشاره به این واقعیت دارد که در سیستم‌های فراگیر، بسیاری از دستگاه‌ها به روش‌های بسیار متفاوت توسط کاربران متفاوت مورد استفاده قرار می‌گیرند. در نتیجه، پیکربندی مجموعه برنامه‌های کاربردی که روی یک دستگاه اجرا می‌شوند، چه به‌وسیله کاربر و چه از طریق موقعیت‌های میانی خودکار^[۱۲۴] (اما تحت کنترل)، باید ساده باشد.
یکی از جنبه‌های بسیار مهم سیستم‌های فراگیر آن است که دستگاه‌ها غالباً با هدف دسترسی (احتمالاً ارائه) اطلاعات به سیستم ملحق می‌شوند. این امر لزوم ایجاد ابزاری جهت تسهیل خواندن، ذخیره‌سازی، مدیریت و تشریک اطلاعات را مطرح می‌کند. به دلیل تناوب و تغییر اتصال دستگاه‌ها، فضایی که اطلاعات قابل دسترسی در آن وجود دارد، به احتمال قوی دائماً تغییر خواهد کرد.
در ]۱۲,۳[ به نتایج مشابهی دست یافتند: به دلیل شرایط متحرک بودن، دستگاه‌ها بایستی از انطباق آسان و وابسته به برنامه کاربردی به محیط محلی خود پشتیبانی کنند. آن‌ها باید به‌صورتی موثر قادر به کشف سرویس‌ها و واکنش مناسب باشند. در مجموع، می‌توان نتیجه گرفت که شفافیت توزیعی در سیستم‌های فراگیر دیده نمی‌شود. در واقع، توزیع داده‌ها، فرایند‌ها و کنترل، ذاتی^[۱۲۵] این سیستم‌ها بوده و به همین دلیل، شاید بهتر باشد که به جای تلاش برای مخفی‌سازی، این ویژگی را حتی در معرض دید قرار دهیم. در ادامه نگاهی به برخی از نمونه‌های واقعی سیستم‌های فراگیر خواهیم داشت.
سیستم‌های خانگی: به‌عنوان یکی از انواع سیستم‌های فراگیر که کاربرد روزافزونی هم پیدا کرده و در عین حال کمترین محدودیت را دارد، می‌توان به سیستم‌های مرتبط با شبکه‌های خانگی اشاره کرد. این سیستم‌ها گرچه معمولاً متشکل از یک یا چند کامپیوتر شخصی هستند، اما برخی لوازم الکترونیکی مصرفی از قبیل دستگاه‌های تلویزیون، تجهیزات صوتی و شکلی، دستگاه‌های بازی، تلفن‌های هوشمند، PDA^[126]ها و دیگر لوازم پوشیدنی شخصی را در یک سیستم واحد تلفیق می‌کنند. علاوه بر آن می‌توان انتظار داشت که در آینده انواع دستگاه‌ها از قبیل لوازم آشپزخانه، دوربین‌های نظارتی، ساعت‌ها، کنترل کننده‌های روشنایی و غیره هم در یک سیستم توزیعی واحد ادغام شوند.
از دیدگاه سیستمی، پیش از محقق شدن سیستم‌های خانگی فراگیر چالش‌های زیادی باید در نظر گرفته شود. یکی از مهمترین مسایل این است که چنین سیستم‌هایی باید کاملاً خود-پیکربند^[۱۲۷] و خود-مدیریت^[۱۲۸] باشند. در صورتی که مولفه‌های این سیستم‌های خانگی توزیعی مستعد خطا باشند (که در بسیاری از دستگاه‌های جدید هم چنین است)، نمی‌توان انتظار داشت که کاربران نهایی علاقمند و قادر به نگه‌داری و استفاده از آن‌ها باشند. استانداردهای نصب و اجرای^[۱۲۹] جهانی UPnP^[130] تا حد زیادی این امر را محقق کردا‌اند؛ به‌طوری که دستگاه‌ها به‌صورت اتوماتیک آدرس IP به‌دست می‌آورند، یکدیگر را کشف می‌کنند و بسیاری توانایی‌های دیگر ]۱۱[. اما هنوز هم مشکلاتی وجود دارد. به‌عنوان مثال، هنوز نمی‌دانیم چگونه می‌توان نرم‌افزار و سخت‌افزار این دستگاه‌ها را به راحتی و بدون دخالت انسانی به‌روزآوری کرد، یا این به‌روزآوری‌ها چه موقع انجام شوند تا سازگاری با دیگر دستگاه‌ها از بین نرود.
نکته مهم دیگر مدیریت چیزی به‌نام فضای شخصی^[۱۳۱] است. با این فرض که سیستم‌های خانگی از تعداد زیادی دستگاه مشترک و همچنین شخصی تشکیل شده‌اند، و اینکه داده‌ها در سیستم‌های خانگی هم دچار محدودیت‌های اشتراک هستند، تلاش زیادی برای تحقق این فضا‌های شخصی صورت گرفته است. به‌عنوان مثال، بخشی از فضای شخصی آلیس شامل دستورکار^[۱۳۲] او، عکس‌های خانوادگی، دفترچه خاطرات، موسیقی و تصاویر ویدیویی خریداری شده و غیره می‌باشد. دارایی‌های شخصی باید به‌صورتی ذخیره شوند که آلیس به محض نیاز به آن‌ها دسترسی پیدا کند. به‌علاوه، بخش‌هایی از این فضای شخصی (به‌طور موقت) باید به‌وسیله دیگران قابل دسترسی باشد، مثلاً برای گذاشتن قرارهای کاری؛ خوشبختانه مسایل ساده‌تر خواهند شد. مدت‌ها است که این تصور وجود دارد که فضاهای شخصی مربوط به سیستم‌های خانگی ذاتاً در سرتاسر دستگاه‌های مختلف توزیع شده‌اند. مشخص است که چنین پراکندگی می‌تواند منجر به مشکلات عدیده‌ای در روند همگام‌سازی شود. اما با افزایش سریع ظرفیت هارد دیسک‌ها در عین کاهش ابعاد آن‌ها، می‌توان مشکلات را کاهش داد. پیکربندی یک واحد ذخیره‌سازی چند ترابایتی برای یک کامپیوتر شخصی مشکل واقعی نیست. همچنین در حال حاضر هارد دیسک‌های قابل جابجایی با ظرفیت صدها گیگابایت در داخل مدیاپلیرهای قابل حمل نسبتاً کوچک جایگذاری می‌شوند. با افزایش مداوم ظرفیت‌ها، شاید در آینده شاهد استفاده از نوعی معماری در سیستم‌های فراگیر خانگی باشیم که درآن یک ماشین منفرد (که در جایی در زیرزمین در نزدیکی سیستم گرمایش مرکزی مخفی شده) به‌عنوان رییس عمل کرده و تمامی دستگاه‌های ثابت دیگر صرفاً نقش رابط دسترسی را برای انسان‌ها بازی کنند. در اینصورت ممکن است دستگاه‌های شخصی برای اطلاعات لازم روزمره تحت فشار شدید قرار گیرند، ولی منبع ذخیره آن‌ها هرگز به پایان نمی‌رسد.
با این وجود، در اختیار داشتن منبع ذخیره کافی حلال مشکل مدیریت فضاهای شخصی محسوب نمی‌شود. بلکه توان ذخیره‌سازی مقادیر عظیم داده‌ها مسئله را به سمت ذخیره‌سازی داده‌های مربوط^[۱۳۳] و پیدا کردن آن‌ها برای استفاده‌های آتی سوق می‌دهد. هر روز بیش‌از پیش شاهد خواهیم بود که سیستم‌های فراگیری از قبیل شبکه‌های خانگی، به‌کمک برنامه‌هایی به نام توصیه کننده‌ها^[۱۳۴] (برنامه‌هایی که با برنامه‌های کاربران دیگر مشورت می‌کنند تا سلیقه‌های مشابه شناسایی شوند) راجع به محتوایی که باید در فضای شخصی افراد قرار گیرد، تصمیم‌گیری کنند. جالب است بدانید که مقدار اطلاعاتی که برنامه‌های توصیه‌کننده برای انجام وظیفه خود نیاز دارند، در اغلب موارد به اندازه کافی کوچک است به طوری که می‌توانند روی PDAها نیز اجرا شوند ]۱۲[.
سیستم‌های الکترونیکی مراقبت از سلامت: یکی دیگر از مهمترین و رو به افزایش‌ترین انواع سیستم‌های فراگیر، سیستم‌های الکترونیکی مراقبت از سلامت فردی است. به دلیل افزایش هزینه‌های درمانی، دستگاه‌های جدیدی برای نظات بر سلامت افراد و برقراری تماس اتوماتیک با پزشکان در صورت نیاز ابداع شدند. یکی از مهمترین اهداف بسیاری از این سیستم‌ها جلوگیری از بستری شدن افراد در بیمارستان است.
سیستم‌های مراقبت از سلامت فردی غالباً مجهز به حسگرهای مختلفی هستند که به صورت یک شبکه (ترجیحاً بی‌سیم) سطح بدن BAN^[135] سازماندهی شده‌اند. مهم این است که این شبکه‌ها در بدترین حالت حداقل سختی را برای شخص داشته باشند. بنابراین شبکه باید بتواند علیرغم اتصال هیچ رشته (یعنی سیمی) به دستگاه‌های غیرمتحرک، در حین حرکت فرد باز هم عمل کند.
براساس شکل ۲-۸، در این رابطه می‌توان دو سازمان مشخص شناسایی کرد. در سازمان اول، یک هاب مرکزی^[۱۳۶] به‌عنوان بخشی از BAN، داده‌های لازم را جمع‌ آوری می‌کند. سپس این داده‌ها در فواصل زمانی به یک دستگاه ذخیره بزرگتر آفلود^[۱۳۷] می‌شوند. مزیت طرح این است که هاب قادر به مدیریت BAN هم می‌باشد. در حالت دوم، BAN پیوسته و از طریق یک اتصال بی‌سیم، به یک شبکه خارجی مرتبط شده و داده‌های نظارتی را به آن ارسال می‌کند. برای مدیریت BAN، باید از تکنیک‌های مجزایی استفاده شود. البته ممکن است اتصالات دیگری هم با پزشک یا افراد دیگر ایجاد شود.
شکل ‏۲‑۷- نظارت بر شخص در سیستم فراگیر حافظ سلامت الکترونیکی با بهره گرفتن از (الف) هاب محلی یل (ب) اتصال بی سیم دایمی ]۱۱[
از نقطه نظر سیستم‌های توزیعی، پرسش‌هایی از این قبیل مطرح می‌شود:
داده‌های نظارت شده در کجا و چگونه باید ذخیره شوند؟
چگونه می‌توان از مفقود شدن داده‌های حساتی جلوگیری کرد؟
برای تولید و پخش هشدارها نیازمند چه زیرساختی هستیم؟
پزشکان چگونه می‌‌توانند بازخورد آن‌لاین ایجاد کنند؟
چگونه می‌توان سیستم نظارتی بسیار مقاوم را محقق نمود؟
مسایل امنیتی چه هستند و چگونه می‌توان سیاست‌های مناسبی را به‌کار گرفت؟
برخلاف سیستم‌های خانگی، نمی‌توان انتظار داشت که معماری سیستم‌های فراگیر مراقبت از سلامت به سمت سیستم‌های تک خدمتگزاری تمایل پیدا کرده و در نتیجه دستگاه‌های نظارتی با حداقل کارکرد عمل کنند. بلکه، به دلایل بهره‌وری، دستگاه‌ها و شبکه‌های سطح بدن باید از پردازش داده‌های درون شبکه‌ای^[۱۳۸] پشتیبانی کنند؛ به این معنا که، داده‌های نظارتی بایستی، مثلاً، پیش‌از ذخیره دائم یا ارسال به پزشک، متراکم شوند. برخلاف سیستم‌های اطلاعات توزیعی، هنوز هیچ پاسخ مشخصی برای این پرسش‌ها ارائه نشده است.
شبکه‌های حسگر: نوعی دیگر از سیستم‌های فراگیر، شبکه‌های حسگر است. در بسیاری از موارد، این شبکه‌ها بخشی از فن‌آوری توسعه فراگیری را تشکیل داده و بسیاری از راه‌ حل ‌های مربوط به شبکه‌های حسگر به برنامه‌های کاربردی فراگیر باز می‌گردد. قابل توجه بودن شبکه‌های حسگر از نقطه‌نظر سیستم‌های توزیعی آن است که تقریباً در تمام موارد، جهت پردازش اطلاعات مورد استفاده قرار می‌گیرند. از این نظر، وظیفه آن‌ها چیزی بیش‌از صرفاً تهیه سرویس‌های ارتباطی است که کار شبکه‌های کامپیوتری مرسوم است. در ]۱۱[ شرح کلی راجع شبکه‌ها حسگر از نقطه نظر شبکه‌ای و در ]۱۳[ از نقطه‌نظر سیستمی ارائه شده است. موضوع مرتبط دیگر، شبکه‌های مش^[۱۳۹] هستند که از مجموعه‌ای از گره‌های ثابت تشکیل شده‌اند که از طریق پیوندهای بی‌سیم با هم ارتباط برقرار می‌کنند. این شبکه‌ها می‌توانند اساس بسیاری از سیستم‌های توزیعی مقیاس متوسط^[۱۴۰] را تشکیل دهند که شرح کلی از آنها در ]۱۱[ آمده است.
شبکه‌های حسگر نوعاً از ده‌ها تا ده‌ها هزار گره نسبتاً کوچکی تشکیل شده‌اند که هریک مجهز به یک دستگاه حس کننده می‌باشد. اغلب شبکه‌های حسگر از ارتباط بی‌سیم^[۱۴۱] استفاده کرده و انرژی گره‌ها غالباً از طریق باتری تامین می‌شود. محدودیت منابع، امکانات ارتباطی محدود و مصرف توان محدود باعث می‌شود تا در طراحی این شبکه‌ها موضوع بهره‌وری جایگاه ویژه‌ای داشته باشد.
در نظر گرفتن شبکه‌های حسگر به عنوان پایگاه‌های داده‌ای توزیعی، ارتباط آن‌ها را با سیستم‌های توزیعی مشخص می‌کند. تصور این که بسیاری از شبکه‌های حسگر برای برنامه‌های کاربردی نظارتی و اندازه‌گیری پیاده‌سازی شده‌‌اند ]۱۲[، سادگی و قابل فهم‌بودن این دیدگاه را نشان می‌دهد. در این موارد، اپراتور می‌تواند صرفاً با صدور پرس‌وجوهایی از قبیل: «بار ترافیکی به سمت شمال در بزرگراه ۱ چقدر است؟» اطلاعات را از شبکه استخراج کند. این نوع پرس‌وجوها مشابه پرس‌وجوها در پایگاه‌های داده‌ای متعارف است. در این حالت، شاید لازم باشد که پاسخ با تشریک مساعی تعداد زیادی از حسگرهای واقع در اطراف بزرگراه ۱ ارائه شده و بقیه حسگرها به حال خود رها شوند.
مطابق شکل ۲-۱۰ برای سازماندهی شبکه‌ای حسگر به صورت پایگاه‌های داده‌ای توزیعی دو راه وجود دارد. در روش اول، حسگرها تشریک مساعی نمی‌کنند، بلکه صرفاً داده‌های خود را به یک پایگاه داده‌ای متمرکز واقع در سایت اپراتور ارسال می‌کنند. در روش دوم، پرس‌وجو‌ها به حسگر‌های مربوطه ارسال شده و هر حسگر پاسخی را محاسبه می‌کند، البته اپراتور هم باید پاسخ‌های عودت داده شده را بصورتی منطقی متمرکز کند.
هیچ‌یک از این دو راه‌حل خیلی جالب نیستند. راه‌حل اول مستلزم آن است که حسگرها تمامی داده‌های اندازه‌گیری شده خود را از طریق شبکه ارسال کنند که البته اینکار باعث اتلاف انرژی و منابع شبکه خواهد شد. راه‌حل دوم هم می‌تواند باعث اتلاف شود، اگر توانایی متراکم‌سازی حسگرها و در نتیجه کاهش محسوس تعداد داده‌های بازگشتی به اپراتور ندیده گرفته شود. در واقع مشابه سیستم‌های فراگیر مراقبت از سلامت، در این شبکه‌ها هم نیازمند امکاناتی برای پردازش داده‌های داخل شبکه‌ای هستیم.
شکل ‏۲‑۸- سازماندهی پایگاه داده شبکه حسگر که داده ها را (الف) فقط روی سایت اپراتور یا (ب) فقط روی حسگرها ذخیره و پردازش می کند ]۱۱[
پردازش داخل شبکه‌ای به اشکال مختلفی قابل انجام است. یک راه‌حل مشخص آن است که از طریق درختی که جامع تمام گره‌ها باشد، برای تمام گره‌های حسگرها یک پرس‌وجو ارسال کرده و سپس، نتایج را در حین پخش بازگشتی به ریشه –که محل آغاز آن‌ها محسوب می‌شود- متراکم^[۱۴۲] کنیم. تراکم در جایی رخ خواهد داد که دو یا چند شاخه از درخت با هم تلاقی می‌کنند. این طرح با وجود سادگی، سه پرسش عمده را مطرح می‌کند ]۱۳[:
چگونه می‌توان در یک شبکه حسگر (بهصورتی پویا) یک درخت مفید و موثر ایجاد کرد؟
متراکم سازی نتایج چگونه انجام می‌شود و آیا قابل کنترل است؟
در صورت شکست پیوندهای شبکه چه اتفاقی می‌افتد؟
این پرسش‌ها تا حدودی در TinyDB –که رابطی توصیفی^[۱۴۳] (پایگاه داده‌ای) را برای شبکه‌های حسگر بی‌سیم پیاده می‌کند- پاسخ داده شده‌اند. به‌طور خلاصه، TinyDB می‌تواند از هر نوع الگوریتم مسیردهی براساس درخت استفاده کند. یکی از گره‌های میانی نتایج را از بچه‌های خود جمع‌ آوری کرده و به همراه یافته‌های خود متراکم کرده و به سمت ریشه ارسال می‌کند. برای افزایش اثربخشی، پرس‌وجوها با تعریف یک دوره زمانی، امکان زمانبندی دقیق عملیات و در نتیجه، استفاده بهینه از منابع و انرژی شبکه را فراهم می‌کنند ]۱۲[.
اما اگر بتوان پرس‌وجوها را از نقاط مختلف در شبکه آغاز کرد، استفاده از درخت‌های تک ریشه‌ای از قبیل TinyDB شاید چندان هم موثر نباشد. در روش دیگر، شبکه‌های حسگر به گره‌های ویژه‌ای مجهز می‌شوند که نتایج و همچنین پرس‌وجوهای مربوط به آن نتایج به آن‌ها ارسال می‌شوند. به‌عنوان یک نمونه ساده، پرس‌وجوها و نتایج مربوط به خواندن درجه حرارت در نقطه‌ای متفاوت نسبت به نقطه اندازه‌گیری رطوبت جمع‌ آوری می‌شوند. این روش مستقیماً مشابه ایده سیستم‌های انتشار/اشتراک است.
شبکه‌های حسگر
هر شبکه حسگر شامل ۴ قسمت اساسی زیر می‌باشد ]۱۴[:
سنسورهای پخش شده در محیط
یک شبکه که اتصال گره‌ها را برقرار می‌کند
یک نقطه مرکزی برای جمع‌ آوری داده‌ها به صورت خوشه‌ای
تعدادی منابع محاسبه‌گر در نقطه مرکزی برای کنترل داده‌ها
به دلیل حجم بسیار بالای داده‌های جمع‌ آوری شده، الگوریتم‌های مختلف و استفاده مناسب از آن‌ها برای مدیریت داده‌های جمع شده نقشی اساسی در شبکه‌های حسگر ایفا می‌کند. علاوه براین میزان انرژی گره^[۱۴۴] (طول عمر باطری آن) نیز یکی از نکات و کلیدهای مهم در طراحی این نوع شبکه‌ها می‌باشد ]۱۵[.
شبکه‌های حسگر بی‌سیم، جهان و ایران
احتمالاً با شناخت در مورد شبکه‌های حسگر بی‌سیم به این نتیجه خواهید رسید که این شبکه‌ها مجموعه‌ای از گره‌های محاسبه‌گر ارزان و کوچک هستند. این حسگر‌ها شرایط محیطی و یا پارامترهای دیگری را اندازه گرفته و اطلاعات بدست آمده را برای پردازش مناسب به نقطه مرکزی می‌فرستند. این گره‌ها می‌توانند محیط خود را حس کنند، می‌توانند با گره‌های همسایه خود ارتباط برقرار کنند و در اکثر موارد می‌توانند محاسباتی را بر روی داده‌ها انجام دهند. به سبب ویژگی‌های خاصی که گره‌های حسگر دارا می‌باشند، شبکه‌های مذکور مورد توجه بسیاری از صنایع بزرگ قرار گرفته‌اند. پیشرفت‌های اخیر در فناوری ساخت مدارهای مجتمع در اندازه‌های کوچک از یک سو و توسعه فناوری ارتباطات بی سیم از سوی دیگر انگیزه زیادی را برای محققان و مهندسان در زمینه پژوهش و طراحی شبکه‌های حسگر به وجود آورده است]۱۰[.
وضیعت شبکه حسگر بی‌سیم در جهان
ایالات متحده آمریکا سالانه بودجه سنگینی به تحقیق و پژوهش در زمینه شبکه‌های حسگر اختصاص می‌دهد. این نکته سبب شده است آمریکا تسلط کاملی بر توسعه و استفاده از شبکه‌ی حسگر داشته باشد. با وجود کمپانی‌های بزرگی چون Microsoft و IBM صنعت این کشور براحتی با شبکه‌های حسگر در تعامل بوده و به طور کامل از این تکنولوژی نوظهور در زمینه محاسبات استفاده می‌کند. علاوه بر آن، ارتش آمریکا نیز علاقه دوچندانی به این تکنولوژی دارد و هزینه و وقت بیشتری را نسبت به دیگر کشورها صرف پیاده‌سازی کاربردهای نظامی این نوع از شبکه‌ها می کند. همانطور که در شکل ۲-۱۱ مشاهده می‌کنید، آمریکا به تنهایی بیشتر از نصف سهم شبکه‌های حسگر جهان را در اختیار دارد ]۱۰[.
شکل ‏۲‑۹- سهم کشورهای مختلف از شبکه های حسگر ]۱۰[
یکی از کاربردهای تجاری شبکه‌های حسگر که امروزه جهانیان توجه ویژه‌ای به آن نشان داده‌اند، خانه‌های هوشمند^[۱۴۵] است که طیف وسیعی از مهندسان و پژوهشگران را درگیر خود کرده است. تکنولوژی خانه‌های هوشمند این امکان را می‌دهد که وسایل مختلف الکترونیکی قادر به برقراری ارتباط با یکدیگر بوده و کارهای مختلفی را انجام دهند. تصور کنید قصد خوردن یک میان وعده داشته اما وقت کافی برای درست کردن غذا را ندارید، چرا یخچال چیزی را براساس آنچه در درون خود دارد به شما پیشنهاد ندهد؟ علاوه بر این، یخچال می‌تواند با مایکروویو ارتباط برقرار کرده و قدرت و زمان پخت مناسب با غذای پیشنهادی خود را مهیا کند. این مثال تنها گوشه‌ای از توانایی‌های خانه هوشمند است که رقمی معادل با شش میلیارد دلار در سال ۲۰۱۱ برای آن هزینه شده است. در آینده‌ای نزدیک، از این تکنولوژِی در الکترونیک و لوازم خانگی استفاده خواهد شد و ثابت خواهد کرد که می‌توان زندگی ساده‌تر و سرگرم‌کننده‌تری داشت ]۱۴[.
در شکل ۲-۱۲ نمونه‌ای از پیاده‌سازی انجام شده خانه هوشمند به وسیله شبکه حسگر را مشاهده می‌کنید که در آن هر یک از اثاثیه منزل به عنوان یک گره در نظر گرفته شده‌اند.
دیگر مبحث مورد علاقه محققان که امروزه مورد توجه قرار گرفته است، شبکه حسگر چندرسانه‌ایی می‌باشد که می‌تواند زمینه‌ساز تحولی عظیم در حوزه علوم کاربردی باشد. با وجود سخت‌افزارهای ارزان قیمت مانند دوربین‌های CMOS و میکروفون که می‌توانند براحتی محیط اطراف خود را ثبت و ذخیره نمایند، توسعه پرشتاب شبکه‌های حسگر چندرسانه‌ایی دور از ذهن نخواهد بود. این شبکه شامل دستگاه‌های حسگر متصل بهم می‌باشد که تصویر و صدا‌های پیرامون خود را ارسال و دریافت می‌نمایند. با پیشرفت سریع سخت‌افزار، یک گره حسگر به تنهایی می‌تواند داده‌های صوتی و تصویری را دریافت کند. علاوه بر توانایی دستیابی به داده‌های چندرسانه‌ایی، این نوع از شبکه‌ها قادر خواهند بود داده‌های صوتی و تصویری را ذخیره کرده و به صورت بلادرنگ آن را پردازش و تصحیح نمایند ]۱۰[.
شکل ‏۲‑۱۰. توپولوژی شبکه برای خانه هوشمند ]۱۶[