Το πρόβλημα της τοποθέτησης του συλλέκτη σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων.
Φόρτωση...
Ημερομηνία
Συγγραφείς
Μπορδόκα, Νικολέτα
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
Τ.Ε.Ι. Ηπείρου, Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών, Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής Τ.Ε.
Περίληψη
Τύπος
Είδος δημοσίευσης σε συνέδριο
Είδος περιοδικού
Είδος εκπαιδευτικού υλικού
Όνομα συνεδρίου
Όνομα περιοδικού
Όνομα βιβλίου
Σειρά βιβλίου
Έκδοση βιβλίου
Συμπληρωματικός/δευτερεύων τίτλος
Περιγραφή
Τα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων (ΑΔΑ_Wireless Sensor Networks ) είναι ένας
τύπος δικτύων ανερχόμενος στη βιομηχανία, ενώ παράλληλα τα τελευταία χρόνια
έχει λάβει μεγάλη προσοχή από την ακαδημαϊκή και ερευνητική κοινότητα.
Πρόκειται για δίκτυα που απαρτίζονται, στην τυπική περίπτωση, από πληθώρα
χωρικά κατανεμημένων κόμβων, συνήθως εφοδιασμένων με περιβαλλοντικούς
αισθητήρες, που λειτουργούν συνεργατικά με στόχο την εκπλήρωση κάποιας
συγκεκριμένης εφαρμογής (28. Lewis,).
Οι εφαρμογές των ΑΔΑ ξεκίνησαν από απλή παρακολούθηση και συσσώρευση
των μετρήσεων, εστιασμένη σε αγροτικά, βιομηχανικά, στρατιωτικά, κ.ά.
περιβάλλοντα. Με το πέρας όμως του χρόνου έχει επεκταθεί το πεδίο εφαρμογής
και τα μοτίβα λειτουργίας και επικοινωνίας (40. Tanenbaum). Αποφάσεις και
δράσεις μπορεί να λαμβάνονται εντός του ΑΔΑ, και η επικοινωνία μπορεί να
γίνεται μεταξύ οποιωνδήποτε κόμβων του δικτύου, ενώ ενδεχομένως κάποιοι ή
όλοι οι κόμβοι μπορεί να είναι κινούμενοι.
Στην περιοχή ενδιαφέροντος, τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων απαρτίζονται από
δικτυακές υποδομές με μεγάλο αριθμό συσκευών – κόμβων χαμηλού κόστους.
Όπως αναφέρεται και παραπάνω, αποστολή τους είναι η ανίχνευση,
παρακολούθηση και καταγραφή συμβάντων στην περιοχή αυτή. Ένα ΑΔΑ
διοχετεύει τη συλλεγόμενη πληροφορία και τα μηνύματα διαχείρισης με πολλαπλά
άλματα μέσω των κόμβων που το συνθέτουν προς το σταθμό βάσης (28. Lewis).
Οι κόμβοι που συμμετέχουν σε ένα ΑΔΑ έχουν σοβαρούς περιορισμούς σε
ζητήματα υπολογιστικών, αποθηκευτικών και ενεργειακών πόρων, εξαιτίας των
απαιτήσεων συγκράτησης του κόστους του δικτύου σε αποδεκτά επίπεδα και
εξοικονόμησης ενέργειας (αύξηση ορίου λειτουργίας δικτύου). Σύμφωνα με αυτούς
τους περιορισμούς, έχουν αναπτυχθεί πρωτόκολλα επικοινωνίας, με βάση την
αρχιτεκτονική του δικτύου, η οποία στηρίζεται στο μοντέλο OSI. Τα πρωτόκολλα
αυτά υλοποιούν στοίβες πρωτοκόλλων με βάση αυτή την αρχιτεκτονική και
αποτελούν τη βάση για την ανάπτυξη προτύπων επικοινωνίας, με κυριότερες την
τεχνολογία ZigBee και το πρότυπο Bluetooth LE (27. Kinney). Τα πρωτόκολλα
που έχουν αναπτυχθεί για συνήθεις εφαρμογές, είναι σχεδιασμένα με γνώμονα την
απλότητα και την εξοικονόμηση ενέργειας.Από τη μία πλευρά, το μικρό μέγεθος και το χαμηλό κόστος ευνοούν την ανάπτυξη
ασύρματων δικτύων αισθητήρων για παρακολούθηση σε περιβάλλοντα
δυσπρόσιτα από τον άνθρωπο, και μεγάλης κλίμακας. Από την άλλη πλευρά, οι
μικρές συσκευές που δομούν το ΑΔΑ, τροφοδοτούνται συνήθως με μικρές
μπαταρίες. Δεδομένου ότι είναι ασύρματα, λειτουργούν γενικά ελλείψη
υπολογιστικών, αποθηκευτικών και ενεργειακών υποδομών, και η διάρκεια ζωής
τους εξαρτάται από την ενέργεια που παρέχουν οι περιορισμένες μπαταρίες τους.
Παρόλο που η κατανάλωση ενέργειας έχει καίρια σημασία στα ασύρματα δίκτυα,
γίνεται όλο και περισσότερο ανησυχητική, κυρίως λόγω του προβλήματος της
ενεργειακής οπής (energy hole problem). Πιο συγκεκριμένα, οι κόμβοι αισθητήρων
δρουν επίσης ως αναμεταδότες (relay) για δεδομένα που παράγονται από άλλους
κόμβους που πρέπει να φτάσουν στον συλλέκτη (sink), τον συγκεκριμένο δηλαδή
κόμβο που είναι υπεύθυνος για τη συλλογή όλων των συλλεγόμενων
πληροφοριών. Κατά συνέπεια, οι κόμβοι που βρίσκονται κοντά στον συλλέκτη
πρέπει να αναμεταδίδουν ένα μεγάλο φορτίο κυκλοφορίας και επομένως η
κατανάλωση ενέργειας τους είναι υψηλότερη σε σύγκριση με άλλους κόμβους με
λιγότερο έντονο κυκλοφοριακό φορτίο (28. Lewis). Αυτό το χαρακτηριστικό των
ασύρματων δικτύων αισθητήρων έχει σημαντική επίδραση στην ενέργεια που
καταναλώνεται από τους κόμβους των αισθητήρων και κατά συνέπεια στη διάρκεια
ζωής του δικτύου (ο χρόνος δηλαδή έως ότου το δίκτυο σταματήσει να λειτουργεί
εξαιτίας των μπαταριών των εξαντλημένων κόμβων) (28. Lewis).
Στην παρούσα εργασία, δίνεται μία αναλυτική περιγραφή στα Ασύρματα Δίκτυα
Αισθητήρων, την αρχιτεκτονική τους, τα πρότυπα ΑΔΑ και τις εφαρμογές τους. Και
τελικά, γίνεται μία εκτενής περιγραφή του προβλήματος της τοποθέτησης του
συλλέκτη (sink placement problem) σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων, καθώς και
ανασκόπηση των προτεινόμενων προσεγγίσεων.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
αισθητήριοι κόμβοι, σταθμός βάσης, πρωτόκολλα επικοινωνίας, αρχιτεκτονική ΑΔΑ, απαιτήσεις, συλλέκτης, πρόβλημα τοποθέτησης του συλλέκτη, κινούμενοι κόμβοι, k-median
Θεματική κατηγορία
Ασύρματα δίκτυα
Παραπομπή
Σύνδεσμος
Πτυχιακή Εργασία
Γλώσσα
el
Εκδίδον τμήμα/τομέας
Τ.Ε.Ι. Ηπείρου, Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών, Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής Τ.Ε.
Όνομα επιβλέποντος
Τσουμάνης, Γεώργιος
Εξεταστική επιτροπή
Τζάλλας, Αλέξανδρος
Γιαννακέας, Νικόλαος
Γιαννακέας, Νικόλαος
Γενική Περιγραφή / Σχόλια
Ίδρυμα και Σχολή/Τμήμα του υποβάλλοντος
Τ.Ε.Ι. Ηπείρου
Πίνακας περιεχομένων
Χορηγός
Βιβλιογραφική αναφορά
Μπορδόκα, Ν., 2020. Το πρόβλημα της τοποθέτησης του συλλέκτη σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων. Πτυχιακή εργασία. Άρτα: Τ.Ε.Ι. Ηπείρου. Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών. Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής Τ.Ε.
Ονόματα συντελεστών
Αριθμός σελίδων
80
Λεπτομέρειες μαθήματος
item.page.endorsement
item.page.review
item.page.supplemented
item.page.referenced
Άδεια Creative Commons
Άδεια χρήσης της εγγραφής: Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα