Facultatea de Electronic by hcj

VIEWS: 48 PAGES: 18

									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!

								
To top