Μελέτη ασυρμάτων δικτύων αισθητήρων και μια πειραματική μελέτη του προβλήματος επικοινωνιακής κάλυψης

Abstract

Τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων αποτελούν μια ειδική κατηγορία ασύρματων δικτύων καθώς οι κόμβοι του δικτύου φέρουν ειδικά χαρακτηριστικά όπως περιορισμένες διαστάσεις, χαμηλές υπολογιστικές δυνατότητες αλλά και περιορισμένη ενεργειακή επάρκεια. Τα παραπάνω χαρακτηριστικά καθώς και ο συνήθως μεγάλος αριθμός κόμβων καθιστούν τα δίκτυα αυτά ένα ξεχωριστό ερευνητικό πεδίο με ιδιαίτερο ενδιαφέρον καθώς βρίσκει εφαρμογή σε πολλούς τομείς όπως περιβαλλοντικούς, ασφάλειας, αυτοματισμών οικιακής ή βιομηχανικής χρήσης. Στόχος της μεταπτυχιακής διατριβής είναι η μελέτη των ασύρματων δικτύων αισθητήρων και των χαρακτηριστικών τους, η ταξινόμηση τους σε κατηγορίες, η μελέτη της αρχιτεκτονικής τους και των πρωτοκόλλων που χρησιμοποιούνται καθώς και των τεχνολογιών ενδιάμεσου λογισμικού. Λόγω των ιδιαιτεροτήτων των δικτύων αισθητήρων, τα εργαλεία προσομοίωσης κρίνονται απαραίτητα για την ανάπτυξη τους και η μελέτη τους έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Έπειτα από μια μελέτη των διαθέσιμων εργαλείων προσομοίωσης, ακολουθεί μια πειραματική μελέτη του προβλήματος επικοινωνιακής κάλυψης για ένα απλό ασύρματο δίκτυο αισθητήρων δύο κόμβων με τη χρήση του περιβάλλοντος προσομοίωσης ΟΜΝΕΤ++/MiXiM. Μελετάται η εύρεση της περιοχής επικοινωνιακής κάλυψης με χρήση του δείκτη ισχύος ληφθέντος σήματος (RSSI) και του αριθμού επιτυχώς ληφθέντων πακέτων στον δέκτη, εξετάζοντας την κατανάλωση ενέργειας σε σχέση με την απόσταση μεταξύ δύο κόμβων για διάφορα επίπεδα ισχύος εκπομπής. Η ανάλυση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βελτιστοποίηση της συνδεσιμότητας μεταξύ των κόμβων ενός ευρύτερου ασύρματου δικτύου αισθητήρων και σε εφαρμογές εντοπισμού θέσης (localization) με επέκταση στον εντοπισμό θέσης κινούμενου αισθητήρα. Η εξοικονόμηση ενέργειας παραμένει ένα από τα ανοιχτά θέματα έρευνας των ασύρματων δικτύων αισθητήρων όπου απαιτείται περεταίρω μελέτη. Στην παρούσα διατριβή επιχειρείται μια πειραματική προσέγγιση του θέματος.