عنوان پایان‌نامه
تضمین ارسال بیدرنگ داده در شبکه های حسگر بی سیم
- رشته تحصیلی
- مهندسی کامپیوتر -نرم افزار
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2369;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 60580
- تاریخ دفاع
- ۱۳ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- فاطمه یوسفی نژادراوری
- استاد راهنما
- مسعود رهگذر, ناصر یزدانی
- چکیده
- امروزه از شبکه¬های حسگر بی¬سیم برای کاربردهای بسیار مختلفی نظیر مانیتورینگ محیط، مراقبت¬های پزشکی، کاربردهای نظامی و نیز کاربردهای صنعتی بهره گرفته می¬شود. بسیاری از این کاربردها نیازمند ارسال بی¬درنگ داده¬ها در شبکه می¬باشند. یکی از مهمترین استانداردهایی که در شبکه¬های حسگر بی¬سیم استفاده می¬شود، استاندارد IEEE 802.15.4 است. این استاندارد برای تضمین ارسال بی¬درنگ داده از مکانیزم زمان¬بندی GTS استفاده می¬کند که در آن تعدادی از بازه¬های زمانی، در سوپرفریم زیرلایه کنترل دسترسی به رسانه انتقال از قبل به تعدادی از گره¬های حسگر که نیازمند ارسال بی¬درنگ داده هستند تخصیص داده می¬شود. تخصیص بازه¬های زمانی به گره¬ها بر اساس زمان درخواستشان و با استفاده از زمان-بندی FCFS انجام می¬شود. اگرچه استفاده از این الگوریتم برای زمان¬بندی بازه¬های زمانی دارای حداقل پیچیدگی می¬باشد، اما نمی¬تواند همیشه ارسال بی¬درنگ داده‌ها را فراهم کند. بنابراین الگوریتم‌های دیگری برای تخصیص بازه¬های زمانی به گره¬ها ارائه شده که همگی سعی می¬کنند مشکلات موجود را تا حد امکان برطرف کنند. با این وجود موضوعی که در اغلب الگوریتم¬های ارائه شده مشاهده می¬شود این است که اگرچه این الگوریتم¬ها سعی کرده¬¬اند ارسال بی¬درنگ داده را تضمین کنند اما به بهبود مصرف انرژی که از مهمترین ویژگی¬های شبکه¬های حسگر بی¬سیم است توجهی نکرده¬اند. بنابراین هدف این پایان نامه ارائه یک الگوریتم زمان¬بندی برای تخصیص بازه¬های زمانی به گره¬های حسگر در استاندارد IEEE 802.15.4 می¬باشد به طوری که علاوه بر ارسال بی¬درنگ داده، مصرف انرژی را نیز بهبود بخشد. شبیه¬سازی¬های انجام شده نشان می¬دهد الگوریتم پیشنهاد شده نسبت به الگوریتم پایه در استاندارد از نظر مصرف انرژی و رعایت موعدها بهتر عمل می‌کند. کلمات کلیدی: شبکه¬های حسگر بی¬سیم، ارسال بی¬درنگ داده، استاندارد IEEE 802.15.4 ، مکانیزم GTS
- Abstract
- W ireless sensor networks currently have been used for many real-life applications such as healthcare and environment monitoring. Most of these applications require real-time communication with low energy consumption and low data rate, therefore IEEE 802.15.4 standard for low-rate wireless personal area networks has been known as a good candidate for Wireless sensor networks. To provide real-time message exchange, IEEE 802.15.4 uses GTS mechanism which allocates some predetermined superframe slots to the nodes with time constraints. Indeed in the superframe of IEWEE 802.15.4 MAC protocol, after using a slotted CSMA/CA mechanism to access the channel by wireless nodes during the contention access period, in the contention free period the network coordinator allocates the GTSs on first-come-first-served fashion to sensor nodes. The first-come-first-served scheduling cannot provide real-time guarantee for time-sensitive applications. Moreover, due to the limited number of GTSs, some nodes may not be able to use this service, so some new scheduling algorithms have been proposed to overcome such limitations. Nevertheless, most of these algorithms are performed without considering energy consumption. In this thesis, a new GTS scheduling has been proposed to meet the delay constraints of time-sensitive messages and improve energy consumption of sensor nodes. The simulation results show that in our algorithm packet drop due to missed deadline has been reduced and energy consumption improved compared to the baseline algorithm. Keywords—Wireless Sensor Networks, IEEE 802.15.4, Real-Time communication, GTS mechanism
