Τις τελευταίες δεκαετίες ο όρος τεχνολογία έχει συνδεθεί στενά με την επιστήμη των υπολογιστών και την επεξεργασία της πληροφορίας. Από την στιγμή που η πληροφορία έχει πάρει ψηφιακή μορφή γίνεται ευκολότερη η επεξεργασία της, γεγονός που δημιουργεί ολοένα και υψηλότερες απαιτήσεις στην διαδικασία μεταφοράς της. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την υλοποίηση δικτύων υπολογιστών μέσω -συνδυασμού ή όχι - ενσύρματων, ασύρματων ή οπτικών καναλιών μετάδοσης. Η εξέλιξη των τελευταίων χρόνων ειδικότερα στον χώρο των ασύρματων τηλεπικοινωνιών και ηλεκτρονικών, έχει ανοίξει τον δρόμο για την δημιουργία ασύρματων δικτύων αισθητήρων – WSN (Wireless Sensor Networks) χαμηλού κόστους. Ένα τέτοιο δίκτυο αποτελείται από ένα σύνολο κόμβων (nodes) πυκνά τοποθετημένων μεταξύ τους. Κάθε ένας από αυτούς αποτελείται από μια διάταξη αισθητήρων και έναν μικροελεγκτή. Με αυτόν τον τρόπο έχει την δυνατότητα να υλοποιεί απλούς υπολογισμούς και να στέλνει τα απαραίτητα μηνύματα στο δίκτυο. Η μεταφορά των μηνυμάτων ακολουθεί τυχαία ή προκαθορισμένη διαδρομή (routing) με απόσταση έναν κόμβο τη φορά (one hop). Μέσα από μια σειρά τέτοιων μεταφορών (multi-hop), τα δεδομένα που συλλέγονται από τους κόμβους φθάνουν στον κεντρικό υπολογιστή για την τελική επεξεργασία και απεικόνιση. Τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές που έχουν σχέση με την παρατήρηση και καταγραφή φυσικών φαινόμενων, ή ανίχνευση συμβάντων (event – driven). / The last decades the term “technology” has been closely related to the computers science and the process of information. By the time information has had a digital form its process has become easier, something that creates more demands at the process of its transfer. This results to the computer networks – combining or not – wired, wireless or fiber optics. Last year’s development especially in the field of wireless telecommunications has helped the creation of WSN (Wireless Sensor Networks) of low cost. Such a network is consisted of a set of nodes closely located. Each one is consisted of an arrangement of sensors and a microcontroller, having the potential to carry out simple calculations and sending the required data to the network. This transmission follows a random or a predetermined routing with one hop distance. The data collected from the nodes reach the central computer for the final process and depiction through a series of multi-hop. The Wireless Sensor Networks are utilized in applications related to the observation of natural phenomena or tracing events (event-driven).

Ο συνεχώς αυξανόμενος κλάδος των ασύρματων δικτύων αισθητήρων συνδυάζει αρμονικά την επιστήμη των μικροϋπολογιστών με την επιστήμη των τηλεπικοινωνιών με έναν κοινό στόχο. Ο στόχος αυτός είναι η υλοποίηση μίας κατανεμημένης διεργασίας, η οποία περιλαμβάνει μέτρηση σημάτων από αισθητήρες, επεξεργασία της μέτρησης και αποστολή αυτής στο δίκτυο για περαιτέρω επεξεργασία με όσο δυνατόν μεγαλύτερη αξιοπιστία και μικρότερο κόστος σε επεξεργαστική ισχύ και ενέργεια. Οι εφαρμογές που μπορούν να προκύψουν είναι αναρίθμητες και περιορίζονται μόνο από την φαντασία του μηχανικού. Ενδεικτικοί τομείς εφαρμογής είναι η υγεία, τα αμυντικά συστήματα, η βιομηχανία, το περιβάλλον και άλλοι. Στην εργασία αυτή θα επικεντρωθούμε στον τομέα του περιβάλλοντος και πιο συγκεκριμένα στην ανίχνευση δασικών πυρκαγιών. Τα προβλήματα που προκύπτουν και επιβάλλουν επίλυση είναι το πρόβλημα της εύρεσης αξιόπιστης μεθόδου ανίχνευσης πυρκαγιάς και το πρόβλημα της επιλογής κατάλληλου πρωτοκόλλου δρομολόγησης που θα εκπληρώσει το επικοινωνιακό έργο. / --

Η ανάγκη για την έγκαιρη αντιμετώπιση καταστροφών στις μέρες μας αυξάνεται συνεχώς. Ο λόγος είναι ότι η συχνότητα των ηθελημένων καταστροφών (εμπρησμοί, τρομοκρατικές ενέργειες) έχει αυξηθεί. Ο σχεδιασμός και η παραγωγή συστημάτων ασφαλείας που θα εποπτεύουν ένα χώρο χωρίς να παραβιάζουν τα προσωπικά δεδομένα είναι ένα νέο πεδίο έρευνας. Ένα σημαντικό κομμάτι ενός τέτοιου συστήματος είναι η αναγνώριση φωτιάς μόνο με τη χρήση οπτικών αισθητήρων. Στη παρούσα διπλωματική εργασία μελετάμε διάφορες προηγούμενες τεχνικές αναγνώρισης φωτιάς και περιγράφουμε ένα επιθυμητό σύστημα. Στη συνέχεια παρουσιάζουμε τα κομμάτια του συστήματος που αναπτύξαμε και τα εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν, όπως το ασύρματο δίκτυο και τη βιβλιοθήκη ανοικτού λογισμικού OpenCv. Το σύστημά μας έχει στόχο να ειδοποιήσει ένα κέντρο ελέγχου για μία πιθανή εκδήλωση φωτιάς. Αυτό το πετυχαίνει επεξεργάζοντας τα δεδομένα που λαμβάνει από μία δικτυακή κάμερα και δημιουργώντας στιγμιότυπα που θα επιτρέψουν στους χειριστές του κέντρου να επαληθεύσουν την ύπαρξη της φωτιάς. Το σύστημα έχει τη δυνατότητα εκτός από την ασύρματη αποστολή των δεδομένων, να τα αποθηκεύσει τοπικά στη περίπτωση που δεν καταστεί δυνατή ή αποστολή, ώστε να ανακτηθούν αργότερα από το συνεργείο διάσωσης. / The need of prompt disaster relief actions is increasing rapidly today. The main reason is that the frequency of the intentional disasters (fires, terror acts) has increased. The design and production of unattended surveillance/alarm systems that respect the privacy and civil liberties of people is a new field of research. Fire detection using only video sensors is an integral component of such a system. In the present diploma thesis we study the various different approaches of video fire detection and we describe our systems' goals. Then we describe the main components of our system and the various tools that were used, such as the wireless network architecture and the open-source library OpenCv. The system suggested triggers an alarm and notifies a central station in the event of a fire break-out. This is carried through by processing data from an ip-camera and by creating a video with the frames that will allow the personnel at the station to verify the fire. The system also has the use of a "black box". If for any reason the communication is not possible, data is preserved until it is physically recuperated by the rescue team.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή πραγματεύεται την ανάλυση και προσομοίωση των συστημάτων απωλειών πολυδιάστατης τηλεπικοινωνιακής κίνησης, σε επίπεδο κλήσεων. Στα πλαίσια της διατριβής έχουν μελετηθεί ασύρματα δίκτυα τεχνολογίας W-CDMA, ενσύρματα συνδεσιμοστρεφή δίκτυα και οπτικά δίκτυα. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στα ασύρματα δίκτυα. Η ανάλυση των συστημάτων απωλειών κίνησης εξαρτάται κατά κύριο λόγο από τις διαδικασίες άφιξης και εξυπηρέτησης των κλήσεων. Στην διδακτορική αυτή διατριβή προτείνονται οκτώ νέα μοντέλα απωλειών κλήσεων. Τα έξη από αυτά είναι κατάλληλα για την ανάλυση της απόδοσης σε επίπεδο κλήσεων των ασύρματων δικτύων τεχνολογίας W-CDMA. Τα υπόλοιπα δύο είναι γενικά μοντέλα, κατάλληλα για ενσύρματα συνδεσιμοστρεφή τηλεπικοινωνιακά δίκτυα και οπτικά δίκτυα. Ανάλογα με την διαδικασία άφιξης των κλήσεων στο σύστημα, διακρίνουμε δύο είδη κίνησης: τυχαία και ψευδο-τυχαία. Η τυχαία κίνηση παράγεται όταν η διαδικασία άφιξης των κλήσεων στο σύστημα είναι Poisson. Αυτό αντιστοιχεί στην υπόθεση ότι έχουμε άπειρο πλήθος πηγών που παράγουν κλήσεις. Όταν το πλήθος των πηγών είναι πεπερασμένο, τότε παράγεται ψευδο-τυχαία κίνηση. Ανάλογα με τις απαιτήσεις των κλήσεων σε πόρους και σε χρόνο εξυπηρέτησης κατά την άφιξή τους στο σύστημα, διακρίνουμε τρία είδη κίνησης: σταθερή, ελαστική και προσαρμοζόμενη. Η σταθερή κίνηση παράγεται από κλήσεις που έχουν σταθερές απαιτήσεις σε πόρους και σε χρόνο εξυπηρέτησης. Η ελαστική και η προσαρμοζόμενη κίνηση παράγεται από κλήσεις που μπορούν να έχουν διαφορετικές, εναλλακτικές απαιτήσεις σε πόρους, ανάλογα με την διαθεσιμότητα των πόρων στο σύστημα. Ανάλογα με την συμπεριφορά των κλήσεων μετά την αποδοχή τους στο σύστημα, διακρίνουμε: α) κλήσεις που κατά την διάρκεια της εξυπηρέτησης δεν μπορούν να μεταβάλουν το εύρος ζώνης που τους έχει ανατεθεί (σταθερός ρυθμός μετάδοσης), και β) κλήσεις που κατά την διάρκεια της εξυπηρέτησης μπορούν να μεταβάλουν το εύρος ζώνης (ελαστικός ρυθμός μετάδοσης) προκειμένου το σύστημα να μπορεί να δεχτεί και άλλες κλήσεις. / In this PhD dissertation new multi-rate teletraffic loss models are developed for the call-level analysis of wireless W-CDMA networks, connection-oriented networks and optical networks. The model's accuracy and consistency are verified by simulation and found to be very satisfactory. The analysis of loss systems mainly depends on the call arrival and call service processes. Eight new teletraffic loss models are proposed. Six of them are suitable for the call-level performance analysis of W-CDMA networks, while the other two models are more general and suitable for the analysis of either connection-oriented networks or optical networks. According to the call arrival process, we distinguish two types of traffic: random and quasi-random. Random traffic is generated when the call arrival process is Poisson. This coincides with the assumption that the number of traffic sources is infinite. When the number of traffic sources is finite, we have the so called quasirandom traffic. According to the calls’ resource and service time requirements, we distinguish three types of traffic: stream, elastic and adaptive. Stream traffic is generated by calls that have fixed resource and service time requirements. Elastic and adaptive traffic is generated by calls that may have alternative contingency resource requirements depending on the resource availability or the capacity of the system. According to the calls’ behaviour after their acceptance into the system, we distinguish: a) calls that during their service time are not able to change the number of allocated resources (constant transmission rate) and b) calls that during their service time are able to change the number of allocated resources (elastic transmission rate) in order for the system to be able to accept more calls.

Στα αυτοοργανούμενα ασύρματα δίκτυα, αυτόνομοι κόμβοι με κάρτες ασύρματης μετάδοσης σχηματίζουν ένα δίκτυο χωρίς προϋπάρχουσα δομή. Η δρομολόγηση σε ένα συμβατικό δίκτυο γίνεται από ειδικούς δρομολογητές, είτε υλοποιημένους σε υλικό ειδικά για αυτό το σκοπό, ή υπολογιστές εξοπλισμένους με πολλαπλές διεπαφές δικτύου και ανάλογο λογισμικό. Αντίθετα, σε ένα ad-hoc δίκτυο, η δρομολόγηση διεκπεραιώνετε από τους ίδιους τους κόμβους. Κάθε κόμβος έχει τη δυνατότητα να προωθεί δικτυακό φορτίου στους υπόλοιπους. Αντίθετα με τους σταθερούς δρομολογητές, ένας κόμβος ασύρματου δικτύου έχει μόνο μια δικτυακή διεπαφή, καθώς όλη η επικοινωνία γίνεται μέσω ενός και μόνο ασύρματου καναλιού. Οι κόμβοι σε ένα ad-hoc δίκτυο προσφέρονται να προωθήσουν την δικτυακή κίνηση εκ μέρους άλλων κόμβων. Αν αρνηθούν να το κάνουν αυτό, η συνδεσιμότητα μεταξύ των κόμβων επηρεάζεται αρνητικά. Η λειτουργικότητα και χρησιμότητα του ad-hoc δικτύου εξαρτάται σημαντικά από την ικανότητα προώθησης πακέτων των κόμβων του. Συνεπώς, καταλαβαίνουμε ότι ο αλγόριθμος δρομολόγησης του ad-hoc δικτύου διαδρατίζει σημαντικό ρόλο στην απόδοσή του. Βασικός σκοπός της διπλωματικής αυτής εργασίας είναι να μελετήσει την απόδοση μερικών βασικών αλγορίθμων δρομολόγησης ως προς κάποιες μετρήσιμες παραμέτρους (throughput, end to end delay, delivery ratio). Έγιναν εξομοιώσεις για δύο διαφορετικά πρωτόκολλα φυσικού επιπέδου (802.11 και 802.15.4). Επίσης, αναλύονται θεωρητικά σε βάθος διάφορα ζητήματα σχετικά με τη διευθυνσιοδότηση, τη δρομολόγηση, τα σχετικά MAC πρωτόκολλα, τη δικτυακή ασφάλεια, τη κατανάλωσης ενέργειας, τις απαιτήσεις στο hardware των διάφορων αλγορίθμων δρομολόγησης που έχουν αναπτυχθεί από την ακαδημαϊκή κοινότητα και τη βιομηχανία. / In ad hoc wireless networks, autonomous nodes with wireless transmission cards form a network without pre-existing structure. The route in a conventional network is carried out by routers made for this reason, whether implemented on hardware specifically for this purpose, or computers equipped with multiple network interfaces and appropriate software. Conversely, in an ad-hoc network, routing is handled the nodes themselves. Each node has the ability to forward network load to others. Unlike fixed routers, a wireless network node has only one network interface and all communication is via a single wireless channel. The nodes in an ad-hoc network offer to promote the network traffic from other nodes. If they refuse to do so, the connectivity between nodes is affected negatively. The functionality and usefulness of ad-hoc network depends heavily on the ability to forward packages of nodes. Therefore, the routing algorithm in ad-hoc network plays an important role in the network's performance. The main purpose of this thesis is to study the performance of certain basic routing algorithms in terms of some measurable parameters (throughput, end to end delay, delivery ratio). We carried out simulations for two different physical layer protocols (802.11 and 802.15.4). Also, we analyzed theoretically various issues related to addressing, routing, related MAC protocols, network security, energy consumption requirements in the hardware of the various routing algorithms developed by academia and industry.

Τα κυψελικά αυτόματα (ΚΑ) αποτελούν την εξιδανίκευση ενός φυσικού συστήματος όπου ο χώρος και ο χρόνος είναι διακριτοί και οι φυσικές ποσότητες λαμβάνουν μόνο ένα πεπερασμένο σύνολο τιμών. Τα κυψελικά αυτόματα αποτελούνται από ένα πλέγμα με διακριτούς πανομοιότυπους κόμβους. Κάθε σημείο-κόμβος του πλέγματος χαρακτηρίζεται από μία τιμή η οποία δεν είναι αυθαίρετη, αλλά λαμβάνεται από ένα συγκεκριμένο σύνολο ‘επιτρεπτών’ ακέραιων τιμών. Οι τιμές αυτών των κόμβων του πλέγματος εξελίσσονται από τη μία χρονική στιγμή στην άλλη σύμφωνα με προκαθορισμένους τοπικούς κανόνες. Η συνολική δομή αποτελεί ένα μοντέλο παράλληλου υπολογισμού. ΄Οταν η απλή δομή του μοντέλου επαναλαμβάνεται, προκύπτουν πολύπλοκα πρότυπα που μπορούν να προσομοιώσουν ποικίλα πολύπλοκα φυσικά φαινόμενα και συστήματα. Χρησιμοποιούμε τα κυψελικά αυτόματα για να προσομοιώσουμε έναν αλγόριθμο ελέγχου τοπολογίας για ασύρματα δίκτυα αισθητήρων. Τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων αποτελούνται από ένα μεγάλο αριθμό διασκορπισμένων αισθητήρων-κόμβων που λειτουργούν με μπαταρίες. Σκοπός του προβλήματος ελέγχου τοπολογίας σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων είναι η επιλογή κατάλληλου υποσυνόλου κόμβων ικανών να παρακολουθούν μια περιοχή με στόχο τη μικρότερη δυνατή κατανάλωση ενέργειας και ως εκ τούτου την επέκταση της διάρκειας ζωής του δικτύου. / Cellular automata (CA) are an idealization of a physical system where space and time are discrete and the physical quantities take only a finite set of values. Cellular automata consist of a regular grid of identical cells-nodes. Each node is characterized by a non arbitrary value selected by a specific set of appropriate integers. The values of the nodes change over time according to predefined localized rules. The overall structure can be viewed as a parallel processing device. This simple structure when iterated several times produces complex patterns displaying the potential to simulate different sophisticated natural phenomena. We use cellular automata for simulating a topology control algorithm in Wireless Sensor Networks (WSNs). WSNs are composed of a large number of distributed sensor nodes operating on batteries; the objective of the topology control problem in WSNs is to select an appropriate subset of nodes able to monitor a region at a minimum energy consumption cost thus extending the network lifetime.

Στα ασύρματα αδόμητα δίκτυα, οι κόμβοι μπορούν να συνεργαστούν για τη μετάδοση δεδομένων σε απομακρυσμένουσ κόμβους. Συνήθως, η συνεργασία αυτή επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας βοηθητικούς ενδιάμεσους κόμβους για τη μετάδοση δεδομένων από ένα κόμβο πηγή σε ένα κόμβο προορισμό, μέσω point-to-point ή point-to-multipoint συνδέσμους. Πρόσφατα, μεγάλο ενδιαφέρον έχει αποκτήσει η τεχνική της συνεργατικής μετάδοσης, όπου περισσότεροι του ενός κόμβοι συμμετέχουν για τη μετάδοση του ίδιου σήματος σε έναν απομακρυσμένο κόμβο. Ο παραλήπτης ανακατασκευάζει το αρχικό σήμα συνδυάζωντας τα διαφορετικά σήματα που έφτασαν σε αυτόν. Εδώ, αναπτύσσεται και εκτιμάται ένας πολυ-κριτηριακός αλγόριθμος συνεργατικής δρομολόγησης που λαμβάνει υπόψην την εναπομένουσα ενέργεια και την απαιτούμενη ισχύ μετάδοσης των κόμβων. Ο αλγόριθμος για ένα ζευγάρι κόμβων πηγής – προορισμού ανακαλύπτει όλα τα δυνατά υποψήφια μονοπάτια λαμβάνοντας υπόψη και συνδέσμους με την δυνατότητα συνεργασίας των κόμβων για την αποστολή των δεδομένων. Τελικά επιλέγεται το μονοπάτι που βελτιστοποιεί μια συνάρτηση κόστους. Τα κριτήρια είναι η εναπομένουσα ενέργεια και η συνολική ισχύς μετάδοσης στους κόμβους του μονοπατιού. Εκτελούμε πειράματα προσομοίωσης σε δίκτυα με κόμβους που έχουν σταθερή ισχύ μετάδοσης και με κόμβους που μπορούν να προσαρμόσουν την ισχύ μετάδοσής τους. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο αλγόριθμός μας πετυχαίνει σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας και μεγαλύτερο αριθμό επιτυχημένων αποστολών πακέτων σε σχέση με την περίπτωση που δεν χρησιμοποιείται συνεργασία. / In wireless ad-hoc networks, nodes cooperate to make possible the communication between otherwise distant nodes. Usually, this cooperation is in the form of nodes acting as intermediate relays that forward data from a source to a destination node using point-to-point or point-to-multipoint links. A technique that has gained considerable recent attention is cooperative diversity, where nodes are organized for transmitting the same signal to a given, often otherwise unreachable, node. The receiver combines the multiple receptions to reconstruct the original signal. In this work, we present and evaluate a multi-criteria cooperative routing algorithm that uses as parameters the nodes’ residual energy and their transmission power. This algorithm selects for each source-destination pair a path, in the form of a sequence of groups of cooperative nodes, and the nodes’ transmission powers. We perform a number of simulation experiments, assuming nodes with variable or fixed transmission power, evaluating the benefits of the proposed multi-criteria cooperative routing algorithm. The results show that our algorithm achieves significant energy savings and larger number of successfully delivered packets than the case where cooperation is not applied.

Τα σύγχρονα ασύρματα δίκτυα, διαρκώς εξελισσόμενα, δύναται να παρέχουν πλήθος σύγχρονων υπηρεσιών, ακόμα κι εκείνων που είναι ιδιαίτερα απαιτητικά σε πόρους. Αρχικά, στην εργασία αυτή, παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά, η δομή και η λειτουργία δύο ευρέως διαδεδομένων δικτύων:WLAN και UMTS, ενώ μελετάται η απόδοση τους σε διάφορες υπηρεσίες υπό αυξανόμενο αριθμό χρηστών. Κατόπιν, γίνεται μελέτη και προσομοίωση αυτών για διάφορα σενάρια και προκύπτουν αποτελέσματα για τη βέλτιστη αξιοποίηση των πόρων που παρέχει το κάθε δίκτυο στο χρήστη. Ακολούθως, υλοποιείται η διασύνδεση των δύο δικτύων προς σχηματισμό ενός διασυνεργαζόμενου δικτύου, με σκοπό την εκμετάλλευση των πλεονεκτημάτων που παρέχει κάθε δίκτυο ξεχωριστά. / Modern wireless networks, constantly evolving, can provide a range of modern services, even those that are highly demanding in resources. Initially, in this paper,we present the characteristics, structure and operation of two widespread networks: WLAN and UMTS, and study their performance in various departments under increasing number of users. Then, there is a simulation of these scenarios and resulting effects on the optimal use of resources provided by each network user. Subsequently we implement the interconnection of two networks to form one inter-network, in order to exploit the advantages offered by each network separately.

Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μία εισαγωγή στην βασική θεωρία ασύρματης τεχνολογίας. Παρουσιάζονται βασικά χαρακτηριστικά όπως το φάσμα, η διάδοση, οι παρεμβολές και η διάθλαση, οι συχνότητες και τα κανάλια. Ακολουθεί η θεωρία κεραιών, η τοπολογία δικτύων και η εφαρμογή όλων των παραπάνω στα ασύρματα μητροπολητικά δίκτυα. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα πρωτόκολλα ασύρματων δικτύων και η εφαρμογή τους, στις ζώνες 2,4GHz και 5GHz και η σύγκριση των δύο παραπάνω ζωνών. Ακολουθεί η διευθυνσιοδότηση του δικτύου με το πρωτόκολλο IP και ο διαμοιρασμός του υποδικτύου 10.0.0.0/8 σε Β-class διευθύνσεις για κάθε νομό. Τέλος παρουσιάζονται τα πρωτόκολλα δρομολόγησης δικτύων και τα πλεονεκτήματα της χρήσης στατικής ή δυναμικής δρομολόγησης στα ασύρματα μητροπολιτικά δίκτυα. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται διερεύνηση στα μοντέλα ηλεκτρομαγνητικής κάλυψης ανοικτών χώρων. Πιο συγκεκριμένα, παρουσιάζονται τα μοντέλα Free space loss, Hata, Walfisch-Bertoni και Walfisch – Ikegami, και οι παράμετροι και ο τρόπος εφαρμογής τους για τον υπολογισμό των απωλειών στον χώρο διάδοσης. Στο τέταρτο κεφάλαιο επιδιώκεται η εφαρμογή μοντέλων του κεφαλαίου 3 στα ασύρματα μητροπολιτικά δίκτυα με σκοπό την μοντελοποίηση τους. Γίνονται μετρήσεις σε ασύρματους σταθμούς βάσης σε αστική και ημιαστική περιοχή για τις ζώνες 2.4GHz και 5GHz. Ακολουθεί ο υπολογισμός του μέσου σφάλματος των μοντέλων του κεφαλαίου 3 για τα σημεία μετρήσεων και ο έλεγχος της αξιοπιστίας τους ώστε να είναι εφικτή η εφαρμογή των μοντέλων στις ζώνες 2.4GHz και 5GHz οι οποίες δεν ανήκουν στο εύρος συχνοτήτων που υποστηρίζουν τα μοντέλα. Σκοπός της παραπάνω διαδικασίας είναι η δυνατότητα εύρεσης της βέλτιστης θέσης σταθμών βάσης πριν την εγκατάστασή τους και η βελτιστοποίηση της θέσης υπαρχόντων σταθμών βάσης. / The first chapter is an introduction to the basic theory of wireless technology. Presents key characteristics such as range, propagation, interference and diffraction, frequencies and channels. Next, we represent the theory of antennas, network topology and application of the above in wireless metropolitan networks. In the second chapter there are presented the protocols of wireless networks and their application in zones 2,4 GHz and 5GHz and the comparison of these two zones. Below addressing network with the IP protocol and sharing the subnet 10.0.0.0 / 8 to B-class addresses for each county. Finally we represent the routing protocols and the advantages of using static or dynamic routing in wireless metropolitan area networks. The third chapter is exploring electromagnetic models covering open spaces. More specifically, we present the models Free space loss, Hata, Walfisch-Bertoni and Walfisch - Ikegami, and their parameters and how they are applied to calculate the loss in space propagation. In the fourth we try to apply the models of Chapter 3 in wireless metropolitan area networks in order to model them. We Perform measurements in wireless base stations in urban and suburban areas for the bands 2.4GHz and 5GHz. Followed by the calculation of the average error of the models of Chapter 3 points for measurement and control reliability so as to enable the application of models to 2.4GHz and 5GHz bands which do not belong to the range of frequencies that support the models. The purpose of this procedure is the finding of the optimal location of base stations before their installation and optimize the position of existing base stations.

Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία μελετάται ο σχεδιασμός, η ανάπτυξη, η εγκατάσταση και λειτουργία ολοκληρωμένων εφαρμογών δίαχυτου υπολογισμού με χρήση ετερογενών ασυρμάτων αισθητήρων. Η ασύρματη επικοινωνία ετερογενών συσκευών σε ένα διάχυτο σύστημα παρουσιάζει σημαντικά προβλήματα καθώς χρησιμοποιούνται συσκευές με εντελώς διαφορετική αρχιτεκτονική, διαφορετικά χαρακτηριστικά και διαφορετικές δυνατότητες όσον αφορά τις τεχνολογίες που υποστηρίζουν για την υλοποίηση εφαρμογών σε αυτές. Αρχικά εστιάζουμε στον εντοπισμό των αιτιών που δεν επιτρέπουν την ασύρματη επικοινωνία των συσκευών και προτείνουμε συγκεκριμένες λύσεις. Προτείνουμε επίσης, μια αρχιτεκτονική ενός συγκεκριμένου συστήματος η οποία βασίζεται σε μια ιεραρχία επιπέδων προσφέροντας επεκτασιμότητα καθώς επίσης και χρήση διαφορετικών συσκευών.Για την μελέτη της συμπεριφοράς του συστήματος αναπτύσσονται συγκεκριμένες εφαρμογές οι οποίες παρουσιάζουν τις δυνατότητες του. / Within the scope of this MSc dissertation, we discuss the design and implementation of pervasive applications on top of heterogeneous wireless sensor network environment. The wireless communication between heterogeneous devices is an inherently difficult research problem due to fundamental differences in system architecture, properties and capabilities of the these devices. Initially, our research focused on the identification of the problems related to the intercommunication among the devices of a heterogeneous wireless sensor network. As a solution, we propose a new abstract system that provides the key qualities needed for a successful pervasive system; expandability, scalability and performance. The new architecture achieves interoperability among the devices by introducing abstraction in the communication protocol. In order to demonstrate the applicability of our system we include various representative use case scenarios, that illustrate the usage of our infrastructure.