Optimal energy efficient sensor network design
Algılayıcı ağ tasarımı
- Tez No: 432768
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NURAY AT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Anadolu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 106
Özet
Kablosuz algılayıcı ağlar çok sayıda kaynak-kısıtlı algılayıcı düğüm ve sabit (veya mobil) baz istasyonundan oluşur. Bu algılayıcı düğümler genelde küçük pillerle çalışırlar ve pillerin değiştirilmeleri zordur; dolayısıyla, algılayıcıların sahip olduğu enerjinin mümkün olduğunca verimli bir şekilde kullanılması esastır. Enerjiyi tasarruflu kullanmanın bir yolu, kümeleme kullanarak ağdaki trafik miktarınıazaltmaktır. Kümelemede,bazı algılayıcı düğümler gruplanır; gruplanan bu algılayıcı düğümlerden gelen bilgiler birleştirilir, sıkıştırılır ve kompakt hale getirilen bu veri artık baz istasyonuna gönderilir.Ancak bu yaklaşım, optimum küme sayısının belirlenmesi ve kümeler içinde küme başkanlarının seçilmesi gibi bazı sorunları da beraberinde getirmektedir.Bu tezde, kablosuz algılayıcı ağların eylemsel yaşam sürelerini uzatmak için bazı enerji tasarruf teknikleri önerilmektedir. İlk olarak, tek atlamalı çoktürel (heterojen) kablosuz algılayıcı ağlar için, kümeleme-tabanlı yeni bir enerji verimli protokol önerilmiştir. Bu protokolde, küme başkanları kanal durum bilgisi ve minimum kalan enerji kullanılarak seçilmiştir. İkinci olarak, enerji-kısıtlı kablosuz algılayıcı ağlar için özgün bir işbirliği stratejisi sunulmuştur. Üçüncü olarak, enerji verimli kablosuz algılayıcı ağlar için gelişmiş küme başkanı seçme tekniği incelenmiştir. Bu teknikte, küme başkanları kalan enerji, mesafe ve optimum küme sayıları dikkate alınarak seçilmektedir. Son olarak, kablosuz algılayıcı ağların pratik yönleriCC2450 yongalı düşük enerjili bluetooth düğümü, AP2 alıcı-verici modülüne sahip ANT ve Texas Instrument'ın ZigBee modüllerinin mevcut bulunan IEEE 802.15.4 gerçeklemeleri analizi yoluyla çalışılmıştır.
Özet (Çeviri)
Wireless sensor network is made up of very tiny motes called as sensor nodes and a fixed or mobile base station. For making the network reliable many routing algorithms are proposed. Due to the presence of sensor nodes in harsh environment it is not possible to provide unlimited power source so, energy efficiency is a major issues in WSN. Multi-objective Approach for Energy Efficiency and Multi objective Cluster Based Approach protocols are proposed to increase the lifetime of the network. The first study develops a new energy efficient (EE) clustering-based protocol for single-hop, heterogeneous WSNs. An architecture for microsensor networks that combine the ideas of using channel state information (CSI) and minimum residual energy (MRE) in the selection process of Cluster Heads (CHs). The proposed protocol shows better results as compared with LEACH, SEP and DEEC protocols. In cooperative communication a relay node overhears and repeats a source nodes message to the BS. Where the two independently faded signals are combined. The resulting of cooperative communication of achieving reliable communication at much lower transmission energy cost reduces the energy consumption of the sensor nodes when are compared with non-cooperative communication case. In order to save energy data must aggregated to reduce the amount of traffic in the network. Data aggregation has done with the help of clustering schemes. Clusters reduce the localized traffic by means of grouping sensor nodes and compress the data together and then transmit only compact data to the base station. Therefore optimal cluster head selection is important to maximize the lifetime of the network by utilizing the limited energy in an efficient manner. In this thesis, clustering approach is proposed to determine the optimal number of clusters in WSN. Cluster heads are chosen based on their residual energies, distances and optimal number of clusters in the network. Also this thesis presents an analysis of IEEE 802.15.4 implementations available for typical sensor node systems, such as the Bluetooth Low Energy (BLE) node CC 2450 chip, AP2 transceiver modules were used for ANT, and other transceiver is ZigBee (Texas Instrument). Results show that our proposed protocol maximizes the network lifetime and nodes stay alive for longer period using the same transmitted power, radio frequency, packet size and data rate for three protocols, ZigBee is shown to consume less energy and offers longer network lifetime.
Benzer Tezler
- Coverage, sink location and routing problems in wireless sensor networks
Kablosuz duygaç ağlarında kapsama, üs yeri yerleşimi ve yönlendirme problemleri
EVREN GÜNEY
Doktora
İngilizce
2009
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECATİ ARAS
PROF. DR. İ. KUBAN ALTINEL
- Enerji verimli kablosuz algılayıcı ağ tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Design and implementation of energy efficient wireless sensor network
MEHMET ERKAN YÜKSEL
Doktora
Türkçe
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜL HALİM ZAİM
- Design and implementation of grid-based hybrid network for energy efficient wireless sensor networks
Enerji verimli kablosuz sensör ağları için şebekeye dayalı hibrit ağın tasarımı ve uygulaması
MURTADHA ABDULLAH YAS MIHYAWI
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolÇankaya ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SİBEL TARIYAN ÖZYER
- Analysis and modeling of routing and security problems in wireless sensor networks with mathematical programming
Kablosuz algılayıcı ağlarda yönlendirme ve güvenlik problemlerinin matematiksel programlama vasıtasıyla modellenmesi ve analizi
DAVUT İNCEBACAK
Doktora
İngilizce
2013
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilişim Sistemleri Bölümü
PROF. DR. NAZİFE BAYKAL
DOÇ. DR. KEMAL BIÇAKCI
- Güvenilir kablosuz algılayıcı ağlar için çok merkezi düğümlü şartlı çok kopyalı bir yol atama stratejisi
A conditional multi-copy strategy with multiple central nodes for more reliable wireless sensor networks
MERVE EKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYŞEGÜL ALTIN KAYHAN