O notável desenvolvimento da indústria eletrônica observado nos últimos tempos tem permitido aplicações de conjuntos integrados de sensores em ambientes sem fio, conhecidos por wireless sensor networks (WSN), que passam por sensoriamento de processos industriais, ambientes tóxicos, projetos militares de monitoração de variáveis de segurança, até observação de fenômenos físicos naturais. Uma das principais especificações de uma rede WSN, o consumo de energia afeta diretamente a capacidade e tempo de vida útil do sistema, pois, na maioria dos casos, seus módulos possuem baterias independentes e sua substituição nem sempre é tarefa simples. Motivado pela necessidade de oferecer robustez e economia de energia nas redes WSN, o protocolo difusão direcionada se baseia na centralização de dados e a identificação de seus módulos é feita por meio de pares valor-atributo. Sua estrutura permite a adição de componentes de software que podem atuar na análise e modificação dos dados recebidos com o objetivo de alterar o protocolo original. O objetivo principal deste trabalho é investigar um método para otimização do uso de energia disponível em redes WSN com intuito de prolongar seu tempo de vida útil. O metódo consiste em analisar os valores das energias atribuídas aos módulos componentes da rede por meio de incorporação de um algoritmo de rotas baseado em energia ao protocolo difusão direcionada. Comparações de desempenho da rede em relação ao seu tempo de vida e energia dos módulos são realizadas utilizando o simulador NS-2. As simulações feitas em diversos cenários indicaram melhoria de desempenho em relação ao protocolo difusão direcionada original. Os cenários onde o protocolo original foi alterado apresentaram um número maior de rotas descobertas e possibilitaram um aumento de pelo menos 22% no tempo de vida da rede, em relação ao protocolo original. / The notable development of electronic industry in the last years allows the implementation of sensor integrated circuits in wireless environments, known as wireless sensor networks (WSN), which leads to industrial process sensing, toxic environments, military security monitor projects and natural physical phenomenon. As one of the main specifications of a WSN network, the energy consumption directly affects the capacity and the system useful lifetime, since most of the time its modules have independent batteries and their substitution is not always a simple task. Motivated by the need of offering robustness and energy economy for WSN networks, the directed diffusion protocol is data-centric based and its modules identification is made by attribute-value pairs. The directed diffusion structure enables the addition of software components which can act on the analysis and modification of received data with the objective of changing the original protocol. The main objective of this work is to investigate a method for optimization of available energy on WSN networks with the intention of increasing its useful lifetime. The method consists on analyzing the energy values attributed to the component modules of the network by incorporating an energy-based routing algorithm to directed diffusion protocol. Performance comparisons of the network related to its lifetime and modules energy are developed using the NS-2 simulator. Simulations performed in several scenarios indicated a better performance in relation to the original directed diffusion protocol. The scenarios where the original protocol was changed had larger number of discovered routes and allowed a rising of at least 22% on network lifetime, in relation to the original protocol.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-30072008-095148 |
| Date | 30 May 2008 |
| Creators | Ginatto, Alex Leal |
| Contributors | Cesar, Amilcar Careli |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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