An energy-efficient real-time coordination and routing framework for wireless sensor actor networks
Sensör ve aktör ağları için enerji-etkin koşum-zamanı koordinasyon ve yol verme çerçevesi
- Tez No: 199317
- Danışmanlar: PROF. DR. MÜSLİM BOZYİGİT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Wireless Sensor Actor Networks (WSAN), Localization of Sensor Nodes, Real-time Routing, Coordination, Exploiting Spatial Correlationv
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 162
Özet
üOZSensü r ve Aktü r Aglari icin Enerji-Etkin Kosum-Zamani Koordinasyon ve Yolo o şverme CercevesişşSensü r ve actor aglarinda sensü rler algilamayla, aktü rler ise algilanan olaya karsiliko o overme veya mü dahale etmeyle gü revlidir. Bir ag birden fazla olaya mü dahale icin pro-u o u şgramlanmis olabilir. Bu durumda, sensü rler ayri ayri birden fazla farkli algac modü llüo ş uuve farkli enerji kaybetme hizlarindan otü rü farkli artik enerji seviyeli olabilirler. Aktü rüuu ovarliginin kabul edilebilmesi icin dogru mü dahalelerin dogru zaman ve yerde yapilmasiş ubeklenir. Dogru yer demek sensü rlerin yerlerinin aktü rlere gü re bilinmesine, dogru za-o o oman ise uygulamaya bagli olarak algilanan olaylara karsilik verme zamanina uygunlukdenmektir. Bundan bü yle, bu tü r aglarda yer belirleme, koordinasyon ve gercek zamanlio u şyol verme teknikleri vazgecilmezdir. Ayrica, gü nü mü z sensü r ve aktü rlerindeki enerji veş uu u o oiletisim kapasitesi seviyeleri koordinasyon ve isbirligi protokolleri icin cok onemli sinir-şşülamalar olusturmaktadirlar.Bu calismada, sensü r yerlerinin tespiti, ag konï¬gü rasyonu, veri birikimi, gercek zamanş o u şveri iletimi, sensü r-aktü r/aktü r-aktü r koordinasyonu ve enerji tasarrufu mekanizmalari gibio o o oükonulari iceren tü mlesik bir cerceve onerilmektedir. Oneri, uc boyutta yeni yü ntemlerş u şş ü üş oicermektedir; (1) zamana dayali sensü r yerlerinin tespiti (TSL), (2) yol verme algorit-ş omalari, (3) enerji tasarrufu. TSL sensü r dü gü mlerinin aktü rlere gü re yerlerini belirler.o uu o oDagitik gercek-zaman koordinasyon, dü gü m ID ve bencil yol vermeye gü re calismaktadir.ş uu oşüObeklesmeye bagli gercek-zaman koordinasyon ve yol verme protokolü (RCR) dü gü mş u uuID modunda calismaktadir. Bencil yol verme yü ntemi (RAT), durumsuz en kisa bir yolş oviverme teknigidir. RAT, yü ksek yogunluklu aglarda enerji bakimindan diger yü ntemlereu ogü re daha iyi sonuc vermektedir.o şvii
Özet (Çeviri)
ABSTRACTAN ENERGY-EFFICIENT REAL-TIME COORDINATION AND ROUTINGFRAMEWORK FOR WIRELESS SENSOR ACTOR NETWORKSGhalib Asadullah ShahPh.D., Department of Computer EngineeringSupervisor : Prof. Dr. Muslim BozyigitJanuary 2007, 162 pagesIn Wireless Sensor Actor Networks (WSANs), sensor nodes perform the sensing taskand actor nodes take action based on the sensed phenomenon. The presence of actors inthis conï¬guration can not be beneï¬ted from, unless they are able to execute actions at rightplace and right time in the event region. The right place can be related to the accurate posi-tion of the sensor nodes. While, the right time is related to delivering the packets directlyto the appropriate actors within the event speciï¬c response times. Hence, the eï¬cientlocalization of sensor nodes, sensor-actor/actor-actor coordination and real-time routingis indispensable in WSANs. Furthermore, the limited energy levels and bandwidth ofthe state of art sensor nodes currently impose stringent requirements for low-complexity,low-energy, distributed coordination and cooperation protocols and their implementation.ivIn this study, we propose an integrated framework which addresses the issues of sen-sors localization, network conï¬guration, data aggregation, real-time data delivery, sensor-actor/actor-actor coordination and energy saving mechanisms. The proposal incorporatesnovel approaches on three fronts; (1) timing-based sensors localization (TSL) algorithmto localize the sensor nodes relative to actors, (2) real-time coordination and routing pro-tocols and (3) energy conservation. The distributed real-time coordination and routingis implemented in addressing and greedy modes routing. A cluster-based real-time co-ordination and routing (RCR) protocol operates in addressing mode. The greedy moderouting approach (Routing by Adaptive Targeting, RAT) is a stateless shortest path rout-ing. In dense deployment, it performs well in terms of delay and energy consumption ascompared to RCR. To keep the traï¬c volume under control, the framework incorporates anovel real-time data aggregation (RDA) approach in RCR such that the packets deadlinesare not aï¬ected. RDA is adaptive to the traï¬c conditions and provides fairness among thefarther and nearer cluster-heads. Finally, framework incorporates a power managementscheme that eliminates data redundancy by exploiting the spatial correlation of sensornodes.Simulation results prove that the framework provides the real-time guarantees up to 95% of the packets with lesser energy consumption of up to 33 % achieved using MEAC ascompared to LEACH and SEP. The packet delivery ratio is also 60 % higher than that ofsemi-automated architecture. Furthermore the action accuracy is supported by TSL whichrestricts the localization errors less than 1 meter by tuning it according to the expectedvelocity of nodes and required accuracy.
Benzer Tezler
- Mesken elektrik aboneleri için enerji yönetimi sistemi kullanımı
Utilization of energy management systems for residential electricity consumers
HÜSNÜ ALAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BELGİN TÜRKAY
- Elektrik dağıtım şebekeleri için CBS tabanlı kesinti analiz sistemi
GIS based outage analysis system for electric distribution system
YASEMİN BÜŞRA KARAKAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Coğrafyaİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZAİDE DURAN
- Doğal gaz dağıtım hatlarında coğrafi bilgi sistemleri destekli kaçak tarama sistemi tasarımı
Design of a geographic information system supported leak scanning system in natural gas distribution lines
SELÇUK ÖZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DURSUN ZAFER ŞEKER
- Şebekeye bağlı üç fazlı sic tabanlı hibrit anpc evirici yapısının kontrolü ve tasarımı
Control and design of the grid connected three-phase sic based hybrid npc inverter
İSLAM DELİBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT YILMAZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ YILDIRIM
DOÇ. DR. ATİYE HÜLYA OBDAN
- Gemilerde enerji verimliliğinin izlenmesi ve raporlanması
Monitoring and reporting of energy efficiency in ships
EMRE HÜSMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ SALİM SÖĞÜT