Facultatea de Electronic

Document Sample
Facultatea de Electronic Powered By Docstoc
					Facultatea de Electronică, Telecomunicaţii şi Tehnologia
                       Informaţiei
             Ingineria Sistemelor de Calcul


Tehnici de Rutare în Reţelele de Senzori
               Wireless


                                        Murineanu Victor




                            - 2009 -
Cuprins
 Introducere
 Arhitectura Reţelelor de Senzori

 Stiva de Protocoale

 Simularea Protocoalelor de Rutare cu ajutorul
 NS-2
Cerinţe de proiectare a reţelelor de senzori

 Amplasare facilă

 Autoconfigurare în momentul începerii operaţiunilor de urmărire

 Capabile să se reconfigureze în cazul existenţei nodurilor mobile

 Dimensiuni, consum energetic şi costuri reduse

 Posibilitatea de a construi reţele eterogene

 Modalităţi de comunicaţie: aproape exclusiv prin radio

 Timp de viaţă cât mai mare
Exemple de aplicaţii
   Reacţie la dezastre

   Controlul mediului

   Clădiri inteligente

   Managementul locaţiilor

    Supravegherea maşinilor
    şi mentenanţă preventivă
Exemple de aplicaţii - continuare
   Agricultura de precizie

   Medicină

   Logistică

   Telematică
Probleme în reţelele de senzori

  Durata de viaţă
 Toleranţa la erori

 Garantarea nivelului de serviciu unor categorii
  de trafic
 Înglobarea mai multor tipuri de trafic în
  aceeaşi reţea
 Scalabilitatea

 Mentenabilitatea
Arhitectura Reţelelor de Senzori


                                                       Aplicaţii
                                                  Stiva de Protocoale
                                                  Sistem de Operare
                                                  Platforma Hardware




   Arhitectura de sistem tipică unui nod senzor
Unitatea Centrala de Procesare           Sistemul de comunicatie
    Se utilizeaza controlere                Pe langa sistemele radio au fost
    Eficiente energetic, grad mare de       propuse solutii optice si prin
    conectivitate                            ultrasunete
                                             Sistemele radio opereaza de obicei
                                             in banda ISM (2.4GHz)
Memoria
   Dependenta de tipul aplicatiei
   ROM – SO + stiva de protocoale
                                         Alimentarea nodurilor
   RAM – instructiunile SO, datele          In general se alimenteaza de la
    de la senzori etc.                       baterii chimice
                                             Pentru cresterea duratei de viata se
                                             utilizeaza solutii de reincarcare unde
Senzori                                      conditiile de mediu permit (pile
   Pasivi, omnidirectionali                 fotovoltaice, variatii de temperatura,
   Pasivi, directionali                     de presiune, vibratii mecanice etc.)
   Activi
   Arhitectura Stivei de
        Protocoale
   Nivelul Aplicaţie – monitorizare, urmărire etc.

    Nivelul de Reţea – AODV, DSR, DSDV, etc.

Nivelul MAC – STEM, S-MAC, SMACS, PAMAS etc.

         Nivelul Fizic – RF, IR, Ultrasunete
              Probleme MAC
   Problema terminalului ascuns
   Problema terminalului expus
Protocoale MAC pentru Reţele de Senzori
  STEM

   Implementat în reţelele cu trafic redus

   Utilizează două stări, monitor si
  transfer, pe două canale separate

   Canalul de date e in hibernare

   Pe canalul monitor se alocă perioade de activare T, la fiecare T
  transceiverul intră in stare de ascultare pentru perioada Trx << T

   Dacă nu se receptionează nimic, nodul reintră in hibernare

   Dacă nodul receptionează un pachet de cerere, se realizează negocierea
  si are loc transferul de date
Protocoale MAC pentru Reţele de Senzori
  S-MAC

   Adopta o schema periodica de activare

   Nodul baleiaza intre perioade fixe de
  hibernare si activitate

   Perioada de activitate are 3 faze


   S-MAC construieste tabele virtuale de noduri care au aceleasi perioade de
  activitate si hibernare

   Deoarece protocolul asculta periodic, clusterele robuste si rezistente la erori
Protocoale MAC pentru Reţele de Senzori
  SMACS

   Combina descoperirea retelei cu atribuirea de
  planificari TDMA nodurilor

   Fiecare nod vecin este descoperit si i se atribuie
  un slot temporal dedicat

   Nodul asculta o perioada aleatoare, dupa care
  incepe sa trimita pachete de invitatie, in care indica
  adresa proprie si numarul de vecini atasati

   Dupa incheierea negocierilor de capabilitati se aloca cadrele vecinilor

   Protocolul ruleaza periodic descoperirea vecinilor fiind robust si rezistent la
  schimbari de topologie
             Protocoale de rutare
Clasificare:
 Table diven: DSDV (Destination-Sequenced Distance Vector)
                  CGSR (Clusterhead Gateway Switch Routing)
                  WRP (Wireless Routing Protocol)

   On demand DSR (Dynamic Source Routing)
                  TORA (Temporally Ordered Routing Algorithm)
                  ABR (Associativity-Based Routing)
                  SSR (Signal Stability Routing)
Protocoale de rutare
   AODV (Adhoc On demand Distance Vector)



 Stabileste rute la cerere prin
flooding

 Monitorizeaza rutele

 Numarul secventei
Protocoale de rutare
 DSR (Dynamic Source Routing)

 Descopera rute la cerere prin flooding

 Complexitate redusa


 DSDV (Destination Sequence Distance Vector)

 Adaptare a protocolului RIP

 Numarul secventei
Concluzii
   Intr-o regiune mica cu numar redus de noduri DSR are un comportament
    bun

   Protocolul AODV isi arata calitatile in conditiile topologiilor complexe

   Protocolul DSDV este utilizabil in topologii restranse cu numar redus de
    noduri (calcule putine)

   Este recomandabil sa se aleaga pentru fiecare topologie protocolul care sa
    produca cele mai bune rezultate

   Este important studiul prin simulare pentru identificarea protocolului optim
    pentru o situatie
Vă mulţumesc!

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:48
posted:9/2/2011
language:Romanian
pages:18