عنوان پایان‌نامه
طراحی شبکه سنسوری بی¬سیم برای شبکه هوشمند انرژی
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-کنترل
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2359;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 60333
- تاریخ دفاع
- ۱۶ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- جواد رمضان زاده
- استاد راهنما
- فرزاد رجایی سلماسی, تورج عباسیان نجف آبادی
- چکیده
- هر گاه نرخ ورودی به یک گره، بیشتر از نرخ خروجی آن باشد، داده ها شروع به بافر شدن می کنند. اگر این حالت ادامه یابد، بافرها سرریز میشوند. از طرف دیگر در صورتی که تراکم گره های حسگری در یک ناحیه زیاد باشد و گره های حسگری نرخ ارسال بالایی داشته باشند، احتمال تصادم و افت بسته زیاد می شود. در هر یک از موارد فوق، داده ورودی به شبکه بیشتر از ظرفیت شبکه (گره و یا لینک) است. در چنین حالتی گفته میشود شبکه دچار تراکم شده است. وقوع تراکم باعث از بین رفتن بسته ها و افزایش تاخیر میشود. از بین رفتن بسته ها به معنای مصرف بیهوده انرژی است. کاربردهایی مثل سیستم های کنترل تحت شبکه، نیازمند پروتکل هایی هستند که تغییر تاخیر( جیترینگ) کم و نرخ افت بسته مشخصی داشته باشند. در این پایان نامه روشی جدید به نام پروتکل کنترل تراکم مبتنی بر اولویت بهبود یافته، برای کنترل تراکم در شبکه های حسگری بی سیم ارائه شده است. برای کنترل تراکم در سطح گره، تکنیک کنترل گام به گام جریان به کار گرفته شده است. برخلاف روشهای دیگر، اطلاع نرخ به گره های بالادست، به صورت متناوب(نه فقط هنگام بروز تراکم) بوده و متناسب با اختلاف از مقدار مطلوب است. هدف کنترل گام به گام جریان، حفظ طول بافر در یک سطح مطلوب است. روشهایی که از تکنیک کنترل گام به گام جریان استفاده می کنند، مساله اشباع کانال را در نظر نمی گیرند. قید حاکم بر تکنیک کنترل گام به گام جریان این است که مجموع نرخ گره هایی که در همسایگی قرار دارند، نباید از مقدار اشباع شبکه زیادتر شود. روش های موجود این مساله را نادیده گرفته اند. در این پایان نامه برای آن که از عدم اشباع شبکه مطمئن شویم، بار کانال را نیز کنترل خواهیم کرد. برای رعایت انصاف بین ترافیک تولیدی و ترافیک عبوری، هر یک از آنها را در بافرهای مختص به خود دارند. سرویس دهی به این بافرها بر اساس اولویت ترافیک تولیدی و عبوری است. برای اینکه هر یک از گره ها به نسبت اولویتشان در سینک داده داشته باشند، اندیس های اولویت به آنها اختصاص داده میشود. اختصاص نرخ ارسال در الگوریتم کنترل گام به گام و کنترل بار کانال بر اساس اولویت است. به طور کلی الگوریتم پیشنهادی سعی میکند بار کانال و طول بافرها را به صورت کنترل شده به مقادیر مطلوب برساند و در حالت مطلوب نگه دارد. در این پایان نامه یک بستر آزمایشگاهی برای شبکه حسگری بی سیم فراهم شده است. برای این منظور ابتدا گره حسگری طراحی و ساخته شده است. الگوریتم پیشنهادی در سیستم عامل TinyOS پیاده سازی شده و بر روی گره های ساخته شده، نصب میگردد. علاوه بر پیاده سازی سخت افزاری، توسط شبیه ساز Castalia نیز ارزیابی شده است. کلید واژه: شبکه های حسگری بی سیم، کنترل گام به گام جریان، پیام توقیف ، تراکم، کنترل بار کانال
- Abstract
- Whenever the input rate of the node is greater than its output rate, data is buffered. If this state continues, the buffers will overflow. On the other hand, if density of sensor node in a region is high and they have high transmission rate, collision and packet loss are more likely. In each these cases, the arrival data to network is greater than network capacity (node or link). In such a case, the network is congested. Congestion causes packet rate and increases delay. Packet loss means wasted energy. There are applications such as networked control systems that need low jittering and determined packet loss rate. In this thesis, a novel method called Improved Priority-based Congestion Control Protocol (IPCCP) has been presented for congestion control in wireless sensor networks. Hop by hop flow control technique is employed for congestion control in node level. Unlike other methods, rate notification is periodically (not only when congestion occurs) and proportional with difference from desired state. Methods using hop by hop flow control, don’t consider channel saturation problem. There is a constraint governing hop by hop flow control .Total rate of nodes in each coverage area, shall not exceed the channel saturation. Existing methods ignore this problem. We control channel load for to ensure channel saturation. For fairness between source and transit traffic, each of them has own special buffer. Servicing to these buffers is based on their priority. We assign a priority index to each node to having prioritized portion of data in sink. Assigning transmission rate in hop by hop flow control and channel control is based on priority. In general, the proposed algorithm tries to reach the channel load and buffer length to their desired value and keep them at desired value without high oscillation. In this thesis, a test bed has been provided for wireless sensor network. For this purpose, a sensor node is designed. The purposed algorithm is implemented in TinyOS operating system and installed on designed nodes. Beside of hardware implementation, it has been evaluated in Castalia simulator. Keywords: Wireless Sensor Network, Hop by hop flow control, Supperssion message, Congestion, Channel control.
