Pengenalan SPIN untuk Wireless Sensor Network(WSN)

Arsitektur Jaringan Multihop pada Wireless Sensor Network

Pada pembahasan ini akan disajikan hasil simulasi dari Sensor Protocol for Information via Negotiation(SPIN/Protokol sensor untuk Informasi melalui Negosiasi), sebuah protocol routing unutk sensor nirkabel, yang menggunakan TinyOS dan nesC. TinyOS adalah sebuah sistem operasi yang digunakan secara luas untuk sensor nirkabel karena sistem modular yang bersifat fleksibel dan kuat. Namun pemrograman dengan TinyOs bisa sangat menantang karena membutuhkan sebuah bahasa baru yaitu nesC. Protocol Spin adalah protocol routing yang berpusat pada data(data-centric) untuk Wireless Sensor Network(WSN/ Jaringan Sensor Nirkabel). SPIN cocok untuk model pengiriman yang didoro oleh kejadian(event driven). Untuk megimplementasikan SPIN kita membagi protocol menjadi tiga fase. Yaitu fase inisialisasi, fase DataCollection, dan fase Negosiasi. Protokol disimulasikan pada simulator TOSSIM yang mana merupakan bagian terpadu dari nesC.

Pendahuluan

Selama beberapa tahun, jumlah platform node sensor telah meningkat menuju jalur yang signifikan. Secara bersamaan, sebuah sistem operasi dikembangkan untuk secara khusus pada Jaringan Sensor Nirkabel(Wireless Sensor Network/WSN). TinyOS adalah sistem operasi open-source yang berbasis pada nesC yang mana merupakan sebuah bahasa deskriptor komponen. WSN dibangun dari sejumlah besar node sensor yang mana berukuran kecil, biaya murah, dan mempunyai ukuran memori yang terbatas. Setiap node ini bisa berinteraksi dengan lingkungannya dengan merasakan(mengsensor) atau mengatur parameter fisik. Node-node ini bekerja-sama satu sama lain agar memenuhi tugas node-node tersebut karena jika hanya satu buah node tidak mampu melakukan hal tersebut.  Node-node tersebut tidak punya topologi yang tetap, namun sangat memungkinkan untuk menggunakan ribuan node sensor  dalam area yang luas. Secara umum, node-node sensor bekerja tanpat diperhatikan dan mengirimkan nilai hasil pengamatan node ke node base atau node sink yang mana bertugas sebagai sebuah perantara antara pengguna dengan WSN. Fitur penting dari sebuah pengaturan WSN adalah kemampuan nya untuk bekerja tanpa infrastruktur dan kemampuan untuk mengatur diri sendiri . jaringan bisa terdiri dari berbagai jenis sensor seperti goncangan bumi, suhu, tampilan, dan lain lain yang mana bisa mengawasi sebuah perubahan kondisi dengan variasi yang besar.
Disisi lain tidak ada keraguan bahwa TinyOS mempunyai peran paling penting dalam WSN, karena menyediakan sebuah rujukan umum untuk peneliti untuk bekerja sama dan menghasilkan sebuah solusi yang berbeda. TinyOS menyediakan cara paling mudah untuk membuat aplikasi WSN, namun hal tersebut bisa menjadi tidak sederhana ataupun tidak penting. Karena hardware dalam node sensor telah menjadi semakin beragam dan banyak platform yang muncul, portabilitas aplikasi menjadi sangat kompleks. 

TinyOS merupakan sebuah sistem operasi yang dikembangkan oleh Universitas California, Berkeley yang mana sebuah sistem operasi embedded yang berbasis peristiwa(event-based). Tujuan utamanya adalah untuk mendesain dan mengembangkan sebuah sistem yang berjalan bersamaan(concurrency) yang mana kecil dalam konsumsi energy. Pengembang(developer) telah memperkenalkan empat jenis teknologi dalam TinyOS untuk menyelesaikan kebutuhan dari WSN. Empat teknologi ini antara lain, ringan dalam pengolahan aliran perintah(light-threaded), initiative information(informasi inisiatif), event-driven(terdorong oleh kejadian) dan pemrograman berbasis komponen.
Node sensor seharusnya melaporkan kepada sink atau node base ketika node telah mendapatkan data dari kejadian yang sesuai dengan tugas mereka. Untuk tipe interaksi ini, secara umum lebih dari satu node sensor dibutuhkan. Kebanyakan aplikasi sensor mengolah data yang dikumpulkan dari beberapa node sensor. Kebanyakan aplikasi sensor mengolah data yang terkumpul dari beberapa node sensor. Sehingga untuk aktivitas kerjasama ini kita membutuhkan sebuah algoritma routing untuk me-rute-kan data secara efisien dan handal. Node sensor juga merupakan batasan dalam hal daya transmisi, energy on-board, kapasitas pengolahan dan penyimpanan. Algoritma routing dirancang untuk bernegosiasi dengan banyak aspek seperti jangkauan data yang lebih cepat, penghematan energy dan menghindari data yang sama(redundancy). Terdapat beberapa jenis algoritma routing yang digunakan dalam WSN. Protocol routing yang berpusat pada data(data-centric) adalah salah satunya. Protocol routing tersebut membutuhkan atribut berbasis penamaan. Untuk atribut berbasis penamaan, pengguna lebih tertarik pada pencarian sebuah atribut dari fenomena pada mencari sebuah node tunggal. Penamaan berbasis atribut digunakan untuk melaksanakan pencarian dengan menggunakan atribut dari fenomena. Penamaan berbasis atribut juga membuat penyebaran (broadcasting), pengiriman ganda(multicast) berbasis atribut, dan pengiriman ke sembarang(anycast) penting untuk jaringan sensor.