Giao thức định tuyến hiệu quả về chi phí (CERP) trên Mạng cảm biến không dây

Wireless Personal Communications - Tập 79 - Trang 2517-2530 - 2014
Sunghyuck Hong1, Kun-Hee Han1
1Division of Information and Communication, Baekseok University, Cheonan, Republic of Korea

Tóm tắt

Nhiều nút cảm biến được triển khai ở một số khu vực để phát hiện một sự kiện và sau đó truyền thông tin đã cảm nhận đến một đơn vị xử lý từ xa hoặc trạm gốc. Mạng cảm biến đã trở thành tâm điểm nghiên cứu gần đây. Các nút cảm biến nhỏ, bao gồm các thành phần cảm biến, xử lý dữ liệu và giao tiếp, tận dụng ý tưởng của mạng cảm biến dựa trên nỗ lực hợp tác của một số lượng lớn các nút. Các cảm biến này, giống như các cơ quan cảm giác khác nhau ở con người, được sử dụng để truyền tải thông tin quan trọng theo thời gian thực từ các môi trường và quy trình, nơi mà việc thu thập dữ liệu là không thể trước đó với các cảm biến có dây. Ngoài ra, các nút cảm biến không dây được triển khai và sử dụng cho quân sự hoặc giám sát. Một trong những mối quan tâm lớn nhất là nguồn năng lượng pin hạn chế. Khi các nút cảm biến được triển khai ở các khu vực nguy hiểm hoặc có hóa chất độc hại, việc duy trì hoặc thay thế pin là rất khó khăn. Nếu các mạng cảm biến không dây (WSNs) có chức năng thu hoạch năng lượng từ môi trường xung quanh, thì chúng có thể tiếp tục cảm nhận và giao tiếp với các cảm biến khác trong một khoảng thời gian. Tuy nhiên, chi phí có thể cao nếu có một số lượng lớn cảm biến được thu hoạch. Do đó, nếu cảm biến không có chức năng thu hoạch, thì cần phải sử dụng một thuật toán định tuyến tiêu thụ năng lượng tối thiểu để giữ cho chúng hoạt động và giao tiếp với nhau. Chúng tôi đã đề xuất một giao thức định tuyến hiệu quả về chi phí cho WSNs. Mô hình đề xuất của chúng tôi sẽ góp phần vào sự phát triển của môi trường tính toán phổ biến.

Từ khóa

#Mạng cảm biến không dây #Giao thức định tuyến #Tiêu thụ năng lượng #Định tuyến hiệu quả về chi phí #Tính toán phổ biến.

Tài liệu tham khảo

Römer, K., & Mattern, F. (2004). The design space of wireless sensor networks. IEEE Wireless Communications, 11(6), 54–61. Busse, M., Haenselmann, T., & Effelsberg, W. (2006). Energy-efficient forwarding schemes for wireless sensor networks. International Symposium on WoWMoM 2006 (p. 133). Hadim, S., & Mohamed, N. (2006). Middleware challenges and approaches for wireless sensor networks. IEEE Distributed Systems Online, 7(3), 1. Asada, G., Dong, M. T., Lin, S. F., Newberg, G., & Pottie, W. (1998). Wireless integrated network sensors: Low power systems on a chip. In Proceedings of the 1998 European solid state circuits conference. Akyildiz, I. F., Su, W., Sankarasubramaniam, Y., & Cayirci, E. (2002). A survey on sensor networks. IEEE Communications Magazine, 40(8), 102–114. Shen, C., Srisathapornphat, C., & Jaikaeo, C. (2001). Sensor information networking architecture and applications. IEEE Personal communications, 8, 52–59. Hoblos, G., Staroswiecki, M., & Aitouche, A. (2000). Optimal design of fault tolerant sensor networks. In IEEE international conference on control applications (pp. 467–72). Rabaey, J. M. (2000). Picoradio supports ad hoc ultra-low power wireless networking. IEEE Computer Magazine, 33, 42–48. Intanagonwiwat, C., Govindan, R., & Estrin, D. (2000). Directed diffusion: A scalable and robust communication paradigm for sensor networks. In Proceedings of ACM MobiCom (56–67). Pottie, G. J., & Kaiser, W. J. (2000). Wireless integrated network sensors. Communication of ACM, 43(5), 51–58. Walke, B. (2002). Mobile Radio Networks. Networking, Protocols and Traffic Performance. New York, USA: Wiley. Sen, J., & Ukil, A. (2009). An adaptable and QoS-aware routing protocol for wireless sensor networks. In Wireless communication, vehicular technology, information theory and aerospace & electronic systems (pp. 767–771). Kahn, J. M., Katz, R. H., & Pister, K. S. J. (1999). Next century challenges: Mobile networking for smart dust. In Proceedings of ACM MobiCom ’99 (pp. 271–278). Karapinar, Z., Senturk, A., Zavrak, S., Kara, R., & Erdogmus, P. (2012). Binary apple tree: A game approach to tree traversal algorithms. In Information technology based higher education and training (ITHET) (pp. 1–3). Sohraby, K., Minoli, D., & Znati, T. (2007). Wireless Sensor Networks: Technology, Protocols, and Applications (pp. 203–209). New York, USA: Wiley. Shih, E. (2001). Physical layer driven protocol and algorithm design for energy-efficient wireless sensor networks. In Proceedings of ACM MobiCom ’01 (pp. 272–286). Woo, A., & Culler, D. (2001). A transmission control scheme for media access in sensor networks. In Proceedings of ACM MobiCom ’01 (pp. 221–235). Tarannum, S., Aravinda, B., Nalini, L., Venugopal, K. R., & Patnaik, L. M. (2006). Routing protocol for lifetime maximization of wireless sensor networks. In Advanced computing and communications (pp. 401–406). Woo, A., & Culler, D. (2001). A transmission control scheme for media access in sensor networks. In Proceedings of the seventh annual international conference on mobile computing and networking. Heinzelman, W. B., Chandrakasan, A. P., & Balakrishnan, H. (2002). An application-specific protocol architecture for wireless microsensor networks. IEEE Transactions on Wireless Networking, 1(4), 660–670. Heinzelman, W., Chandrakasan, A., & Balakrishnan, H. (2002). An application-specific protocol architecture for wireless microsensor networks. IEEE Transactions on Wireless Communications, 1(4), 660–670. Ran, G., Zhang, H., & Gong, S. (2010). Improving on LEACH protocol of wireless sensor networks using fuzzy logic. Journal of Information and Computational Science, 7(3), 767–775. Satapathy, S. S., & Sarma, N. (2006). TREEPSI: Tree based energy efficient protocol for sensor information. In Wireless and optical communications networks (pp. 4–10). Shih, E., Cho, S.-H., Ickes, N., Min, R. A. Sinha, A., Wang, A., & Chandrakasan, A. (2001). Physical layer driven protocol and algorithm design for energy-efficient wireless sensor networks. In Proceedings of the seventh annual international conference on mobile computing and networking (pp. 272–286). Chlamtac, I., & Farago, A. (1994). Making transmission schedules immune to topology changes in multi-hop packet radio networks. IEEE/ACM Transactions on Networking, 2(1), 23–29. Chlamtac, I., Farago, A., & Zhang, H. (1997). Time-spread multiple-access (TSMA) protocols for multihop mobile radio networks. IEEE/ACM Transactions on Networking, 5(6), 804–812.