Ce este un senzor wireless?

Ce este un senzor wireless?

• Ce este un senzor wireless?

• SoC compus din:

• Procesor consum redus

• Putere de procesare limitata

• Memorie

• Capacitate redusa

• Modul radio

• Rata de transfer mica
• Raza de acoperire redusa

• Senzori

• Scalari
• Camere de captura, microfoane

• Sursa energie

Ce este o retea de senzori wireless?

• Ce este o retea de senzori wireless?

• Este compusa din mai multi senzori wireless (noduri)

• Proprietati:

• Puternic limitate dpdv energetic
• (compromis performanta/autonomie)
• Self-management, Self-organizing
• Scalabile (numar mare de noduri)
• Heterogene (noduri organizateierarhic,
• dispozitive cu diferite capabilitati)
• Adaptabile
• Securitate sporita

Diferente intre WSN / WAN

• Diferente intre WSN / WAN

• Retelele de senzori sunt mai dense

• Retelele de senzori sunt predispuse la erori/failures

• Topologia retelelor de senzori de schimba foarte des

• WSN trimite mesajele broadcast, pe cand in retelele ad-hoc comunicarea este point-to-point

• Nodurile din WSN pot sau nu sa aiba identificator unic global

Aplicatii ale retelelor de senzori wireless

• Aplicatii ale retelelor de senzori wireless

• Monitorizare

• Scop stiintific, aplicatii in ecologie.
• Informatii spatio-temporale in timp real
• Accesul la zone restrictionate

• Supraveghere si urmarire

• Recunoastere
• Controlul perimetrului

• Medii “inteligente”

• Agricultura
• Procese industriale

Aplicatii ale retelelor de senzori wireless

• Aplicatii ale retelelor de senzori wireless

• Monitorizare

Aplicatii ale retelelor de senzori wireless

• Aplicatii ale retelelor de senzori wireless

• Supraveghere si urmarire

Algoritm de rutare -> serviciu

• Algoritm de rutare -> serviciu

• Funcții:

• Defineste procedurile si infrastructura pentru transmiterea mesajelor/datelor intre nodurile retelei
• Asigura flexibilitate si adaptabilitate retelei
• Un algoritm de rutare eficient va contribui semnificativ la: autonomia generala a sistemului, confidentialitatea datelor transmise

Ce folosesc informatiile de pozitie ale nodurilor in retea:

• Ce folosesc informatiile de pozitie ale nodurilor in retea:

• GPSR – Greedy Perimeter Stateless Routing

• Location-aware long-lived route selection

• DREAM – Distance Routing Algorithm for Mobility

• LAR – Location Aided Routing

Parametrii critici pentru algoritmii de rutare:

• Parametrii critici pentru algoritmii de rutare:

• Eficienta de rutare (correct destination high hit rate)
• Evitarea buclelor de rutare
• Alegerea rutelor optime
• Viteza de rutare
• Perioada mica de convergenta a retelei
• Rata ridicata de transfer a pachetelor in retea
• Eficienta energetica
• Complexitatea implementarii

Foloseste doar informatii geo pentru descoperirea rutelor si se bazeaza pe un protocol de rutare on-deman (gen Ad-hoc on demand distance-vector routing)

• Foloseste doar informatii geo pentru descoperirea rutelor si se bazeaza pe un protocol de rutare on-deman (gen Ad-hoc on demand distance-vector routing)

• Daca emitorul cunoaste o pozitie anterioara a receptorului cat si viteza acestuia de deplasare, el va calcula o arie unde este posibil sa se afle receptorul in momentul actual (expected zone)

• Astfel, se va minimiza efectul de flood a pachetelor menite sa identifice rutele
• Pachetele sunt trimise doar in ‘expected zone’
• Daca un nod din exteriorul acestei zone primeste un astfel de pachet, il ignora
• Daca nodul destinatie primeste pachetul, acesta raspunde cu pozitia sa curenta si viteza de deplasare

• Atunci cand un nod intra in retea, acesta nu cunoaste informatiile de pozitie a celorlalte noduri, motiv pentru care nodul face fall-back si va folosi protocolul fundamental de rutare (flood the entire network)

Pentru ca LAR sa aduca un beneficiu peste traditionalul flood, reteaua trebuie sa fie stabila! LAR va fi eficient in cadrul retelelor dinamice (si/sau) cu noduri care dispar, insa eficienta va fi scazuta atunci cand apar noduri noi.

• Pentru ca LAR sa aduca un beneficiu peste traditionalul flood, reteaua trebuie sa fie stabila! LAR va fi eficient in cadrul retelelor dinamice (si/sau) cu noduri care dispar, insa eficienta va fi scazuta atunci cand apar noduri noi.

• Avantaje:

• Se evita floodarea inutila a intregii retele
• Performante ridicate chiar si in retele puternic dinamice

• Dezavantaje

• Daca reteaua nu este stabila, algoritmul este ineficient
• Performantele sunt scazute in retelele in care fluxul de intrare a nodurilor noi este ridicat

Fiecare nod isi cunoaste pozitia

• Fiecare nod isi cunoaste pozitia

• Fiecare nod isi comunica adresa si pozitia in retea

• Cand se trimite un pachet, acesta este inaintat numai pe directia nodului receptor

• Apare “efectul de distanta”:

• Nodurile apropiate intre ele isi trimit informatii unul celuilalt mai des decat nodurile intre care exista o distanta mai mare
• Cand un pachet este transmis de la nodul A catre nodul mai departat B, informatiile despre pozitia nodului B se detaliaza pe masura ce pachetul se propaga in retea

• Cand un nod isi schimba pozitia dez, acesta trimite mai frecvent informatii vecinilor sai

Frecventa de actualizare/notificare a informatiilor de pozitie a unui nod A catre nodul B este dependenta de distanta dintre aceste noduri. Informatiile de pozitie constau in coordonate, ci nu in cai de rutare!

• Frecventa de actualizare/notificare a informatiilor de pozitie a unui nod A catre nodul B este dependenta de distanta dintre aceste noduri. Informatiile de pozitie constau in coordonate, ci nu in cai de rutare!

• Avantaje:

• Permite o scalabilitate ridicata a retelei
• Algoritmul are o eficienta de rutare buna

• Dezavantaje

• Trebuie rezolvata problema achizitiei informatiilor de pozitie pentru fiecare nod (prin GPS = cost ridicat dpdv al eficientei energetice)

P. Bahl and V. N. Padmanabhan. Radar: An in-building RF-based user location and tracking system. In Proc. IEEE INFOCOMM, paginile 775­784, 2000.

• P. Bahl and V. N. Padmanabhan. Radar: An in-building RF-based user location and tracking system. In Proc. IEEE INFOCOMM, paginile 775­784, 2000.

• N. Bulusu, J. Heidemann, and D. Estrin. GPS-less low cost outdoor localization for very small devices. IEEE Personal Communications, 7(5):28-34, 2000. Special Issue on Smart Spaces and Environments.

• S. Capkun, M. Hamdi, and J.-P. Hubaux. GPS-free positioning in mobile ad-hoc networks. In Proc. of 34th HICSS, volume 9, pagina 9008, 2001.

• B. Kusy, M. Maroti, G. Balogh, P. V Olgyesi, J. Sallai, A. Nadas, A. Ledeczi, and L. Meertens. Node density independent localization. In Proc. of IPSN, paginile 441-448, 2006.

• K. Pister L. Doherty and L. EI Ghaoui. Convex optimization methods for sensor node position estimation. In Proc. of IEEE INFOCOMM, paginile 1655-1663, 2001.

• R. Nagpal, H. E. Shrobe, and J. Bachrach. Organizing a global coordinate system from local information on an ad hoc sensor network. In Proc. of IPSN '03, paginile 333-348, 2003.

• D. Niculescu and B. Nath. SpotON: An indoor 3-d location sensing technology based on RF signal strength. Technical Report Report #2000­02-02, Department of CSE, University of Washington, Feb. 2000.

• D. Niculescu and B. Nath. Ad hoc positioning system (APS). In Proc. of GLOBECOMM, volume 5, paginile 2926-2931, 2001.

• D. Niculescu and B. Nath. Ad hoc positioning system (APS) using aoa. In Proc. of IEEE INFOCOMM, paginile 1734-1743, 2003.

• A. Savvides, C. C. Han, and M. B. Srivastava. Dynamic fine-grained localization in ad-hoc networks of sensors. In Proc. of MobiCom, paginile 166-179, 2001.

• A. Savvides, H. Park, and M. B. Srivastava. The n-hop multilateration primitive for node localization problems. Mobile Networks and Appli­cations, 8(4):443-451, 2003.

• A. Vargas. The OMNeT++ discrete event simulation system. In Proc. of ESM), paginile 319-324, 2001.