Coverage in Wireless Sensor Networks with additional operating time constraints: efficient algorithms

Abstract

Nowadays there is a growing interest in wireless sensor networks, one of the most significant technologies of the 21𝑠𝑡 century. A wireless sensor network (WSN) is essentially composed by a large number of electronic devices, defined sensors, whose aim is to detect physical phenomena such as heat, light, humidity, air pollution, pressure, etc. Compared to wired networks, WSNs offer simpler deployment and great flexibility of devices. In the context of the Internet of Things, WSNs are the enabling technology that allows to collect information about the environment in which people live. The numerous application areas in environmental monitoring, automation, healthcare, oil and gas, transportation, infrastructure, insurance services and smart home, among others, have driven the market of WSNs to a staggering scale. Indeed the WSNs market was valued at USD 46.76 billion in 2019 and it is expected to reach USD 123.93 billion by 2025. In addition to the heterogeneity of the WSN applications, the market growth has been driven by the increasing adoption of wireless technologies and, also, by the reduced cost and the great availability of the sensor nodes. Indeed nowadays we are practically surrounded by sensors, ranging from those aboard a simple smartphone to the most specialized sensors such as those that detect air quality, vehicles position, persons heartbeat. .. [edited by Author]

Le reti di sensori wireless, o wireless sensor networks, hanno beneficiato, negli ultimi anni, di un interesse considerevole da parte della ricerca scientifica e rappresentano una delle più importanti tecnologie del 21𝑠𝑡 secolo. Una wireless sensor network (WSN) è essenzialmente una rete costituita da un gran numero di dispositivi elettronici, definiti sensori, il cui scopo è rilevare fenomeni fisici come calore, luce, umidità, inquinamento atmosferico, pressione, etc. Rispetto alle reti cablate, le WSN consentono una più semplice installazione ed inoltre, i dispositivi sensore di cui esse sono costituite, offrono una grande eterogeneità di funzioni e flessibilità d’uso. Nell’ambito dell’Internet of Things, le WSN costituiscono la tecnologia abilitante che consente di raccogliere informazioni sull’ambiente in cui le persone vivono. Le numerose aree di applicazione in contesti quali il monitoraggio ambientale, l’automazione, la sanità, i trasporti, le infrastrutture, i servizi assicurativi e la domotica, per citarne alcune, hanno spinto il mercato delle WSN verso livelli considerevoli. Tale mercato è infatti stato valutato, per l’anno 2019, in 46,76 miliardi di dollari statunitensi e si prevede che raggiungerà i 123,93 miliardi di dollari entro il 2025. Oltre all’eterogeneità delle applicazioni delle WSN, l’incremento del mercato è stato determinato dalla crescente adozione di tecnologie wireless, nonché dal minor costo e maggiore disponibilità dei sensori. Infatti, al giorno d’oggi si è praticamente circondati da sensori, il cui costo è in continua discesa, che vanno da sensori più semplici come quelli a bordo di uno smartphone, fino a sensori più specializzati come quelli che rilevano la qualità dell’aria, la posizione dei veicoli, il battito cardiaco delle persone, etc. .. [a cura dell'Autore]