Беспроводные сенсорные сети: история и использование, алгоритмы канального уровня. Требования к алгоритмам маршрутизации в беспроводных сенсорных сетях, имитационное моделирование. Исследование надежности передачи данных между узлами в системе Castalia.
1. Беспроводные сенсорные сети 1.1 История и сфера использования 1.2 Технология 1.3 Платформы 1.4 Алгоритмы канального уровня 2. Алгоритмы маршрутизации в беспроводных сенсорных сетях 2.1 Требования к алгоритмам маршрутизации в БСС 2.2 Обзор алгоритмов маршрутизации в БСС 2.3 Сравнение алгоритмов маршрутизации в БСС 3. Имитационное моделирование беспроводных сенсорных сетей 3.1 Особенности моделирования БСС 3.2 Обзор систем моделирования БСС. 3.3 Система Castalia. 4. Анализ работоспособности беспроводных сенсорных сетей 4.1 Модель надежности беспроводной сенсорной сети 4.1.1 Модель надежности передачи пакета данных между двумя узлами 4.1.2 Модель надежности узла 4.1.3 Модель надежности коммуникации между узлами 4.2 Исследование надежности передачи пакета данных между двумя узлами в системе Castalia. 4.2.1 Влияние помех на надежность коммуникационной среды между двумя узлами в системе Castalia 4.2.2 Влияния мощности радио-модуля на надежность коммуникационной среды между двумя узлами в системе Castalia 4.3 Исследование надежности сбора информации сетью в системе Castalia 4.3.1 Влияние помех на надежность сбора информации сетью в системе Castalia Заключение Библиографический список Приложение А Приложение Б Введение В настоящее время распределенные системы все шире входят в нашу жизнь. Причем область покрытия подобной сети может составлять от нескольких метров до нескольких километров за счет способности ретрансляции сообщений от одного элемента к другому. Большой интерес к изучению таких систем обусловлен широкими возможностями применения сенсорных сетей. Четвёртая глава посвящена рассмотрению математических методов оценки надежности БСС, в ней описываются функциональные возможности системы Castalia, также описаны модули, разработанные для проведения моделирования. Гибкая архитектура, снижение затрат при монтаже выделяют беспроводные сети интеллектуальных датчиков среди других беспроводных и проводных интерфейсов передачи данных, особенно когда речь идет о большом количестве соединенных между собой устройств, сенсорная сеть позволяет подключать до 65000 устройств[24]. Рисунок 1 Типичный узел MicaZ MicaZ (рисунок 1): · микропроцессор: Atmel ATmega128L; · 7.3728 Мгц частота; · 128 Кб флеш-памяти для программ; · 4 Кб SRAM для данных; · 2 UART’s; · SPI шина; · I2С шина; · радио: ChipCon CC2420; · внешняя флеш-память: 512 Кб; · 51-pin дополнительный коннектор; · восемь 10-битовых аналоговых I/O; · 21 цифровых I/O; · три программируемых LEDs; · JTAG порт; · питание от двух батарей AA. TelosB (рисунок 2): · микропроцессор: MSP430 F1611; · 8 Мгц частота; · 48 Кб флеш-памяти для программ; · 10 Кб RAM для данных; · UART; · SPI шина; · встроенный 12-битовый ADC/DAC; · DMA контроллер · радио: ChipCon CC2420; · внешняя флеш-память: 1024 Кб; · 16-pin дополнительный коннектор; · три программируемых LEDs; · JTAG порт; · опционально: Сенсоры освещенности, влажности, температуры.; · питание от двух батарей AA. Intel Mote 2 (рисунок 3): · 320/416/520 МГц PXA271 XScale микропроцессор; · 32 Мбайта Флеш-памяти; · 32 Мбайта ОЗУ; · mini-USB интерфейс; · I-Mote2 коннектор для внешних устройств(31 21 pin); · radio: ChipCon CC2420; · светодиодные индикаторы; · питание от трех батарей AAA. Рисунок 2 Типичная схема узла TelosB Рисунок 3 Плата Intel Mote 2 Основным стандартом передачи данных в сенсорных сетях является IEE802.15.4, которые специально был разработан для беспроводных сетей с маломощными приемо-передатчиками. Программа управления сенсорного узла под управлением операционной системы TinyOs пишется на языке nesC. 1.4 Алгоритмы канального уровня Любая среда передачи (радио эфир, Ethernet и т.д.) ограниченна в виду того, что одновременно ей может воспользоваться только один или ограниченное число пользователей. Протоколы канального уровня (MAC - Medium Access Control) занимаются управлением доступа к единой среде передачи данных Классификация MAC протоколов[3,7]: · Протоколы на основе конкуренции · Узлы конкурируют за доступ к среде передачи · Примеры: ALOHA (Pure and Slotted), CSMA · Протоколы по расписанию · Узлы передают в различных подканалах · Примеры: FDMA, TDMA, CDMA Свойства MAC протоколов: · Избежание коллизий - основная задача MAC протоколов; · Энергетическая эффективность - важное свойство в сенсорных сетях. Таблица 1 Сравнение протоколов маршрутизации протокол Основан на атрибутах Энергоээфективен Местного типа Multipath QoS Иерархический SPIN да Directed Diffusion да Rumor да COUGAR да ACQUIRE да GAF да да LEACH да да PEGASIS да да да TEEN да да DirQ да SHRP да Да Да да SAR Да Да Maximum Lifetime Да Да Energy Aware Да Да M-MPR Да Да Да Основными алгоритмами маршрутизации, оптимизированными для повышения энергоэффективности беспроводных сенсорных сетей являются: GAF, LEACH, PEGASIS, TEEN, SHRP, M-MPR. 3.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
