Nowa koncepcja w pełni adaptacyjnego protokołu rutowania dla bezprzewodowych sieci sensorycznych (1)

pol Artykuł w języku polskim DOI:

Paweł Piotr Czapski Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów, Warszawa

Pobierz Artykuł

Streszczenie

Po krótkim wprowadzeniu do bezprzewodowych sieci sensorycznych, przedstawiamy przegląd przez popularne protokoły rutowania stosowane w tego rodzaju sieciach (wyróżniając protokoły uwzględniające strukturę sieci i protokoły uwzględniające wykonywane przez sieć operacje). Przegląd zakończony jest ogólną krytyką omawianych protokołów z punktu widzenia adaptacyjności do zmieniających się warunków pracy. Bezprzewodowe sieci sensoryczne - BSS (Wireless Sensor Network - WSN) są coraz częściej stosowane do obserwowania czynników środowiskowych (zastosowania militarne i cywilne). Rozwój technologii pozwala obecnie na wytwarzanie węzłów o wymiarach rzędu centymetrów i w cenie poniżej kilku USD za sztukę, a co za tym idzie, na stosowanie ich w dużych ilościach. Odczyty z sensorów są zazwyczaj agregowane lub przekazywane (w surowej formie lub poddane niezbędnej redukcji objętości) do obserwatora. Mimo to nadal brakuje wydajnych protokołów rutowania, zarówno z punktu widzenia energooszczędności, jak i pełnej adaptacyjności do zmieniających się warunków pracy. W dwuczęściowym artykule przedstawiono nowatorską koncepcję w pełni adaptacyjnego protokołu rutowania, którego funkcjonowanie będzie zależne tylko i wyłącznie od odczytów sensorycznych (tj. od jakości i ilości zdarzeń). W pierwszej części omówiono istniejące protokoły rutowania, ukazano ich wady z punktu widzenia adaptacyjności do zmieniających się warunków pracy.

Słowa kluczowe

bezprzewodowa sieć sensoryczna, protokoły rutowania

A novel idea of fully adaptable routing protocol for wireless sensor networks (1)

Abstract

First, we briefly introduce to wireless sensor networks. Then, we give general overview of typical routing protocols used in such netowrks (i.e. architecture-oriented routing protocols, application-oriented routing protocols). We conclude our review on routing protocols from a view point of adaptablity to changing working conditions.

Keywords

routing protocols, Wireless Sensor Network

Bibliografia

  1. I. F. Akyildiz, W. Su, Y. Sankarasubramaniam, E. Cayirci: Wireless Sensor Networks: A Survey. Computer Networks, vol. 38, no. 4, pp. 393-422, Mar. 2002. 
  2. J. Yick, B. Mukherjee, D. Ghosal: Wireless Sensor Network Survey. Computer Networks, vol. 52, no. 12, pp. 2292-2330, Aug. 2008. 
  3. S. Cotescu, et al.: Roadside Air Pollution Measurement - The New EU Approach also in Romania. „Ion Mincu” University of Architecture and Urbanism, Bucharest, Romania. 
  4. M. Ghanem, Y. Guo, J. Hassard, M. Osmond, M. Richards: Sensor Grids For Air Pollution Monitoring. [in:] Proceedings of the Third UK e-Science All Hands Meeting 2004, p. 8, 2004. 
  5. J. K. Hart, K. Martinez: Environmental Sensor Networks: A Revolution in the Earth System Science? Earth-Science Reviews, vol. 78, no. 3-4, pp. 177-191, Oct. 2006. 
  6. G. Barrenetxea, F. Ingelrest, G. Schaefer, M. Vetterli: Wireless Sensor Networks for Environmental Monitoring: The SensorScope Experience. [in:] 2008 IEEE International Zurich Seminar on Communications, 2008, pp. 98-101. 
  7. Crossbow Technology, Inc., Product Catalog, Crossbow Technology: Wireless: Home Page, 2008. [Online]. [http://www.xbow.com]. 
  8. J. N. Al-Karaki, A. E. Kamal: Routing Techniques in Wireless Sensor Networks: A Survey. IEEE Wireless Communications, vol. 11, no. 6, pp. 6-28, Dec. 2004. 
  9. M. S. Al-Fares, Z. Sun, H. Cruickshank: High Survivable Routing Protocol in Self Organizing Wireless Sensor Network. International Journal of Computer Science, vol. 36, no. 2, p. 10, May 2009. 
  10. M. Li, B. Yang: A Survey on Topology Issues in Wireless Sensor Network. [in:] Proceedings of the 2006 International Conference on Wireless Networks, pp. 503-509, 2006. 
  11. R. M. Ruairi, M. T. Keane: The Dynamic Regions Theory: Role Based Partitioning for Sensor Network Optimization. [presented at:] the Workshop of the 6th International Joint Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems, Honolulu, Hawaii, 2007. 
  12. P. Arabshahi, et al.: Adaptive Routing in Wireless Communication Networks using Swarm Intelligence. [in:] Proceedings of the Ninth AIAA International Communications Satellite Systems Conference, 2001, pp. 17-20. 
  13. J. Barbancho, C. Leon, J. Molina, A. Barbancho: SIR: A New Wireless Sensor Network Routing Protocol Based on Artificial Intelligence,” [in:] Lecture Notes in Computer Science, Vol. 3842/2006, Springer Berlin/Heidelberg, 2005, pp. 271-275. 
  14. J. Barbancho, C. Leon, J. Molina, A. Barbancho: Using Artificial Intelligence in Wireless Sensor Routing Protocols. [in:] Lecture Notes in Computer Science, Vol. 4251/2006, Springer Berlin/Heidelberg, 2006, pp. 475-482. 
  15. B. Raman, K. Chebrolu: Censor Networks: A Critique of „Sensor Networks”. From a Systems Perspective. ACM SIGCOMM Computer Communication Review, vol. 38, no. 3, pp. 75-78, Jul. 2008. 
  16. WIKIPEDIA: „Sieci sensorowe,” Sieci sensorowe - Wikipedia, wolna encyklopedia, 2009. [http://pl.wikipedia.org/wiki/Sieci_sensorowe]. 
  17. J. N. Al-Karaki, A. E. Kamal: Routing Techniques in Wireless Sensor Network: A Survey. National Tsing Hua University, Taiwan, MNet Lab, 2005. 
  18. C. P. Singh, O. P. Vyas, M. K. Tiwari: A Survey of Simulation in Sensor Networks. [in:] Proceedings of the 2008 International Conference on Computational Intelligence for Modeling Control and Automation, pp. 867-872, 2008. 
  19. „User Information,” User Information - Nsnam, 2009. [http://nsnam.isi.edu/nsnam/index.php/User_Information]. 
  20. G. Mao, B. Fidan: Introduction to Wireless Sensor Network Localization. [in:] Localization Algorithms and Strategies for Wireless Sensor Networks, G. Mao and B. Fidan, Eds. Hershey, PA, USA: Information Science Reference (an imprint of IGI Global), 2009, pp. 1-32. 
  21. Y. Chen, W. Xu, W. Trappe, Y. Zhang: Overview of Wireless Localization. [in:] Securing Emerging Wireless Systems, Springer US, 2009, pp. 1-11.