Enhanced MAC protocol for wireless sensor networks
Kablosuz sensor ağlarında iyileştirilmiş MAC protokolü
- Tez No: 292287
- Danışmanlar: PROF. DR. SEMA OKTUĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kablosuz Sensör Ağları olay algılama ve monitörleme alanında son on yılın gelişmekte olan teknolojisidir. KSA uzaysal olarak dağıtık, üzerinde radio haberleşme unitesi ve uygulamaya göre kullanılan algılayıcılar bulunan düğümlerden oluşmaktadır. Kablosuz Sensör Ağlarında, sensör düğümleri bilgiyi toplayıp bilgisayar ortamına aktaran sink düğümüne göndermeleri sırasında bir sürü ara düğüm üzerinden veri rölelenmektedir. İster veri gönderen düğüm olsun, ister ara düğümler, hepsinin veri gönderme kapasitesi, pil ömrü ve veri gönderme mesafeleri kısıtlıdır. Bu kısıtlar göz önünde bulundurulduğunda bu düğümler için ağ katmanları bu kaynakları verimli kullanabilmeleri için dikkatlice tasarlanması ve dikkatlice uygulanması gerekmektedir. Bu katmanlar arasında kaynakları doğrudan kullanmasından ve birebir düğümler arasındaki iletişimi sağlamasından dolayı MAC katmanı en çok önem verilmesi gereken katmandır. Bu alanda pek çok araştırma yapılmasına rağmen hala yeterince başarılı bir protokol öne sürülmüş değildir. Bu tezde bu soruna çözüm önerisi getirilmiştir. Çözüm olarak iyileştirilmiş ortam erişim şeması ve kısa ön paketler gönderilmesi önerilmiştir. Bu çalışmada düğümler arası gecikme süresi gönderilen veriye yanıt bekleme süresi düşürülerek azaltılmştır. Bu da bize radio ünitelerinin uyanık kalma süresini minimum sabit bir değere indirmemize imkan yaratmıştır. Önerilen protokol literatürdeki benzer protokoller ile karşılaştırıldığında, protokolümüzün pil ömrünü uzatmış ve düğümler arası gecikme süresini büyük oranda azaltmıştır olduğu görülmektedir.. Ayrıca bu protokolde kullanılan ön ek paketleri sayesinde gereksiz veri göndermelerinin önüne geçilmiş ve böylece ekstra enerji tasarrufu sağlanmıştır. Önerdiğimiz Protokol, EMAC, TinyOS2.x işletim sistemi için gerçekleştirilmiş ve gerçek ortamda test edilmiştir. Karşılaştırma TinyOS 2.x standart CSMA/CA MAC protokolü ile yapılmıştır. Karşılaştırmanın bu protokolle yapılmasının nedeni bu protokollerin tasarım ve doğası gereyi EMAC protokolü ile benzer özelliklerin kendisinde bulundurmasıdır. Test sonuçlarından EMAC protokolüdün diğer protokolü performans olarak geçtiği gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Wireless Sensor Networks (WSN) is an emerging technology in event detection and monitoring areas in last decade. WSN consists of spatially distributed sensor nodes that equipped with RF transceiver and sensors. In WSN concept, every sensor node need to send its data to sink node through other nodes and all of these nodes have limited RF range, limited bandwidth, limited battery life. Therefore, all the communication layers should be carefully designed and implemented to use these constraint resources effectively. It must be notes that one of the most critical layer is MAC, because of it?s the closest layer to the physical resources like bandwidth, time and energy. Although there are many researches in this area, no sufficiently successful MAC protocol proposed up to now. In this thesis, firstly this problem is addressed. Then, an enhanced medium access scheme is proposed for Wireless Sensor and Actuator Networks to solve the above problems. In our work, hop by hop delay is minimized by reducing acknowledge wait delay to minimum and this allows to reduce RF unit awaken duration to minimum constant value. As a result battery usage and per hop delay is reduced compared to the other MAC protocols that send same amount of data. Furthermore using preamble based packet delivery mechanism decreases unnecessary data transmission that also saves a lot of battery usage and decreases end to end delay. The proposed protocol, EMAC, is implemented on TinyOS 2.x and tested in real world. Comparisons of standard TinyOS 2.x CSMA/CA MAC and EMAC indicate that they have a similar nature. However, test results prove that EMAC outperformed its counterparts.
Benzer Tezler
- Design and simulation of wireless sensor networks (WSN) for smart home applications using MATLAB and AI
MATLAB ve yapay zeka kullanarak akıllı ev uygulamaları için kablosuz sensör ağlarının (WSN) tasarımı ve simülasyonu
MOHAMMED SAJM ALSAEEDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Mekatronik MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ LÜTFİYE ÖZLEM AKKAN
- Efficient energy and QOS based routing algorithm for WBAN
Başlık çevirisi yok
AFOLABI KAZEEM OJELADE
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş ÜniversitesiBilgi Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ ATA
- Designing and performance analysis of efficient and reliable medium access control protocols for vehicular ad hoc networks
Araçsal tasarsız ağlar için verimli ve güvenilir ortam erişim kontrol protokollerinin tasarımı ve performans analizi
A F M SHAHEN SHAH
Doktora
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HACI İLHAN
- Quality of service on wireless ad-hoc networks
Kablosuz ad-hoc ağlarda servis kalitesi
MOHAMMED HUSSEIN AHMED AL-HUBAISHI
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Bilim ve TeknolojiUnıversıty Of Algıers (unıversıte D'alger 1)Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AMİNE BERQİA
- AI-enhanced dynamic preemptive resource allocation in next generation cellular networks
Yeni nesil hücresel ağlarda yapay zeka destekli dinamik öncelikli kaynak tahsisi
EGE ENGİN
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN