Статья

Название статьи АЛГОРИТМ МАРШРУТИЗАЦИИ ОТКАЗОУСТОЙЧИВОЙ БЕСПРОВОДНОЙ СЕНСОРНОЙ СЕТИ
Автор А. Г. Сергушев
Рубрика РАЗДЕЛ V. ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ И ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Месяц, год 02, 2018
Индекс УДК 621.372.88 (075)
DOI 10.23683/2311-3103-2018-2-234-246
Аннотация Статья посвящена вопросу построения отказоустойчивых беспроводных сенсорных сетей систем мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений (СМИС). Данный подход представляет наибольший интерес при построении СМИС на протяженных и рассредоточенных объектах, к которым относятся, в первую очередь, промышленные здания и сооружения. Ключевым свойством, определяющим отказоустойчивость сенсорной сети, является ее самоорганизация (способность образования группировки с любым узлом сети, находящимся в зоне действия антенны), позволяющая видоизменять конфигурацию сети. Особенно актуальным рассматриваемое свойство беспроводных сенсорных сетей является при построении СМИС потенциально опасных промышленных объектов, особо опасных, технически сложных и уникальных объектов, требования к надежности, информативности и оперативности обработки информации которых носят специальный характер. В статье ставится задача проектирования отказоустойчивой беспроводной сенсорной сети систем мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений. Определяются три взаимосвязанные проблемы, возникающие при проектировании беспроводной сенсорной сети СМИС: обеспечение возможности беспроводной сенсорной сети динамически приспосабливаться к особенностям работы при решении конкретной задачи в данный момент времени, обеспечение низкого энергопотребления узла при условии, что данный узел беспроводной сенсорной сети в произвольный момент времени может взять на себя функции маршрутизатора, обеспечение адаптации беспроводной сенсорной сети к увеличению объема передаваемого трафика, вследствие изменения потребности получения информации об объекте мониторинга или окружающей его среды. Кроме этого, беспроводная сенсорная сеть СМИС может содержать тысячи узлов и наиболее важным свойством сети, в целом, должно быть выполнение сетью своих функций даже при выходе из строя максимально возможного числа узлов (так называемая, критическая отказоустойчивость беспроводной сенсорной сети). Исходя из этого, в статье ставится задача разработки специальных архитектур беспроводной сенсорной сети и соответствующих им алгоритмов маршрутизации данных и управления узлами. Исследуются алгоритмы выбора центрального узла в сегменте отказоустойчивой беспроводной сенсорной сети, формирования доступа и связанности отказоустойчивой беспроводной сенсорной сети и построения таблицы маршрутизации отказоустойчивой беспроводной сенсорной сети. На основании проведенных исследований предложен вариант реализации алгоритма маршрутизации беспроводной сенсорной сети, обеспечивающий повышение ее отказоустойчивости.

Скачать в PDF

Ключевые слова Cистема мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений; беспроводная сенсорная сеть; отказоустойчивая беспроводная сенсорная сеть; алгоритм маршрутизации.
Библиографический список 1. Гольдштейн, Б.С., Кучерявый А.Е. Сети связи пост-NGN. – СПб.: БХВ-Петербург, 2014. – 160 с.
2. Салим А.А.Э.А. Разработка алгоритмов выбора головного узла в кластерных беспроводных сенсорных сетях: Автореф. дисс. … канд. техн. наук. – СПб.: СПбГУТ, 2010. – 27 с.
3. Прокопьев А.В. Разработка и исследование моделей нагрузки в беспроводных сенсорных сетях: Автореф. дисс. … канд. техн. наук.. – СПб.: СПбГУТ, 2012. – 19 с.
4. Акимов Е.В. Сравнение топологий беспроводных сенсорных сетей // Вестник компьютерных и информационных технологий. – 2008. № 8. – 240 с.
5. Михайлов, А., Молев Ф., Сергушев А., Ширманов А. Сенсорная сеть – основа системы мониторинга состояния зданий // Первая миля. – 2013. – № 6. – С. 32-36.
6. Мочалов В.А. Разработка и исследование алгоритмов построения отказоустойчивых сенсорных сетей: Автореф. дисс. … канд. техн. наук. – М.: МТУСИ, 2011. – 21 с.
7. Тараканов Е.В. Агрегирование данных мультисенсоров в беспроводных сенсорных сетях: Автореф. дисс. … канд. техн. наук. – Томск: НИ ТПУ, 2012. – 19 с.
8. Ляхов А.И., Пустогаров И.А., Шпилев С.А. Многоканальные mesh-сети: анализ подходов и оценка производительности // Информационные процессы. 2008. – Т. 8,
№ 3. – C. 173-192.
9. Трифоновa С.В., Холодов Я.А. Исследование и оптимизация работы беспроводной сенсорной сети на основе протокола ZigBee // Компьютерные исследования и моделирование. – 2012. – Т. 4, № 4. – С. 855-869.
10. Борисенко А.С. Методы оптимизации для MESH сети в ZIGBEE // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2013. – № 1. – С. 24-29.
11. Vision and Challenges for realizing the Internet of Things. European Commission. 2010.
12. Megerian S., Koushanfar F., Potkonjak M., Srivastava M.B. Worst and best-case coverage in sensor networks // IEEE Transactions on Mobile Computing. – Jan.-Feb. 2005. – Vol. 4, Issue 1.
13. Ananda A., Mun Choon Chan, Wei Tsang Ooi. Mobile Wireless and Sensor Networks Technology Applications and Future Directions. John Wiley & Sons; 2006.
14. Akyildiz F., Pompili D., Melodia T. Underwater acoustic sensor networks: research challenges // Ad Hoc Networks Journal, Elsevier. – May 2005. – Vol. 3, Issue 3.
15. Akyildiz I.F., Vuran M.C., Akan O.B., Su W. Wireless Sensor Networks: A Survey revisited // Computer Networks Journal. A Survey revisited. Computer Networks Journal. – 2005.
16. RFC4919. IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPANs): Overview, Assumptions, Problem Statement, and Goals. 2007.
17. Bose P., Morin P., Stojmenovic I., Urrutia J. Routing with guaranteed delivery in ad hoc wireless networks // Wireless Networks. – 2001. – Vol. 7, no. 6.
18. Poikselka M., Mayer G. The IMS: IP Multimedia Concepts and Services. – 3rd Edition.
J. Wiley&Sons, 2009.
19. Callaway E.H. Wireless Sensor Networks: Architectures and Protocols. – CRC Press, 2004.
20. Crovella M.E., Bestavros A. Self-Similarity in Wide Web Traffic: Evidence and Possible Causes // IEEE/ACM Transaction on Networking. – December 1997. – Vol. 5, No. 6.
21. Kim B.-T. Broadband convergence Network (BcN) for Ubiquitous Korea Vision. The 7th International Conference on Advanced Communication Technology ICACT’2005. Phoenix Park, Korea, February 21-23, 2005, Proceedings.
22. Koucheryavy Y., Jakubiak J. Research Challenges in Vehicular Ad hoc Networks // Proceedings, IEEE CCNC 2008, January 10-12, 2008. Las Vegas, USA.
23. Garg V. Wireless Communications and Networking. Morgan Kaufmann, 2006.

Comments are closed.