Разработка и анализ алгоритмов сбора информации для одной модели телекоммуникационной системы с топологией «правильная решетка»


https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2017.6.107

Полный текст:


Аннотация

Постановка проблемы: за последние годы в области распределенных измерительных систем появился новый подход к организации сбора информации, известный как беспроводные сенсорные сети. Этот подход получения данных является перспективным и многообещающим, однако для его эффективного прикладного использования требуется разработка особых схем передачи информационных сообщений, исключающих возможные коллизии. Цель исследования: разработка алгоритмов сбора данных в сенсорных сетях с топологией «правильная решетка», при которых минимизируется время получения информации о состоянии сети. Результаты: для беспроводных сенсорных сетей с логической структурой «все к одному» и топологиями «треугольная решетка», «квадратная решетка» и «гексагональная решетка» предложены алгоритмы составления оптимального бесконфликтного расписания передачи информационных сообщений, позволяющие минимизировать время сбора данных с устройств сети (N слотов для сети из N сенсоров). Полученные алгоритмы обладают полиномиальной сложностью и могут быть реализованы на современной элементной базе. Практическая значимость: результаты представленного исследования могут быть использованы разработчиками распределенных систем сбора данных на базе беспроводных сенсорных сетей при разработке сетевых протоколов передачи информации.

Об авторах

Евгений Александрович Бакин
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Россия


Григорий Сергеевич Евсеев
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Россия


Константин Николаевич Смирнов
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Россия


Список литературы

1. Sohraby K., Minoli D., Znati T. Wireless Sensor Networks: Technology, Protocols, and Applications. - John Wiley & Sons, 2007. - 328 p.

2. Rashid B., Rehmani M. H. Applications of Wireless Sensor Networks for Urban Areas: A Survey // Journal of Network and Computer Applications. 2016. Vol. 60. P. 192-219. doi:10.1016/j.jnca.2015. 09.008

3. Chlamtac I., Kutten S. Tree-based Broadcasting in Multihop Radio Networks // IEEE Transactions on Computers. 1987. N 10. P. 1209-1223. doi:10.1109/ TC.1987.1676861

4. Zhang Y., Gandham S., Huang Q. Distributed Minimal Time Convergecast Scheduling for Small or Sparse Data Sources // 28th IEEE Intern. Real-Time Systems Symp. RTSS 2007. IEEE, 2007. P. 301-310. doi:10.1109/RTSS.2007.13

5. Марковский С. Г., Тюрликов А. М. Использование идентификаторов абонентов для резервирования канала множественного доступа // Информационно -управляющие системы. 2008. № 2. С. 28-35.

6. Renner C., Turau V., Weyer C. Performance of Energy-Efficient TDMA Schemes in Data-Gathering Scenarios with Periodic Sources // Networked Sensing Systems (INSS): Seventh Intern. Conf. IEEE, 2010. P. 187-194. doi:10.1109/INSS.2010.5573141

7. Doudou M., et al. Synchronous Contention-based MAC Protocols for Delay-Sensitive Wireless Sensor Networks: A Review and Taxonomy //Journal of Network and Computer Applications. 2014. Vol. 38. P. 172-184. doi:10.1016/j.jnca. 2013.03.012

8. Yu X., et al. A Survey on Wireless Sensor Network Infrastructure for Agriculture //Computer Standards & Interfaces. 2013. Vol. 35. N 1. P. 59-64. doi:10.1016/j.csi.2012.05.001

9. Bakin Е. А., Turlikov A. M., Ivanov I. S., Shelest M. N. Analysis of Energy Harvesting Efficiency for Power Supply of WBAN Nodes in Heterogeneous Scenarios // Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops (ICUMT), 2016: 8th Intern. Con gress. IEEE, 2016. P. 111-118. doi:10.1109/ICUMT. 2016.7765342

10. Monir Rabby M. K., et al. A Scheduling Scheme for Efficient Wireless Charging of Sensor Nodes in WBAN // Connected Health: Applications, Systems and Engineering Technologies (CHASE), 2017: IEEE/ ACM Intern. Conf. IEEE, 2017. P. 31-36. doi:10.1109/ CHASE.2017.56

11. Bakin E. A., Evseev G. S. Scheduling Algorithms for Tree-Based Convergecast Networks with a Random Number of Messages // Problems of Redundancy in Information and Control Systems (REDUNDANCY), 2014: XIV Intern. Symp. IEEE, 2014. P. 19-22. doi:10.1109/RED.2014.7016696


Дополнительные файлы

Для цитирования: Бакин Е.А., Евсеев Г.С., Смирнов К.Н. Разработка и анализ алгоритмов сбора информации для одной модели телекоммуникационной системы с топологией «правильная решетка». Информационно-управляющие системы. 2017;(6):107-112. https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2017.6.107

For citation: Bakin E.A., Evseev G.S., Smirnov K.N. Algorithms of Convergecast Schedule Calculation for a Sensor Network Model with Regular Grid Topology. Information and Control Systems. 2017;(6):107-112. (In Russ.) https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2017.6.107

Просмотров: 56


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-8853 (Print)
ISSN 2541-8610 (Online)