Διαλειτουργικότητα ασύρματων δικτύων αισθητήρων με τηλεπικοινωνιακές υποδομές υψηλών ταχυτήτων

Abstract

Τα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων (Wireless Sensor Networks, WSN) αποτελούν σήμερα ένα πολλά υποσχόμενο πεδίο έρευνας στον τομέα των ασύρματων επικοινωνιών. Ωστόσο, λόγω κάποιων από τις ιδιαιτερότητές τους, οι κόμβοι ενός WSN υπόκεινται σε λειτουργικούς και σχεδιαστικούς περιορισμούς, που δημιουργούν νέες προκλήσεις και αντικείμενα έρευνας με σκοπό τη βελτιστοποίηση της απόδοσης του δικτύου. Ένα τέτοιο αντικείμενο έρευνας αποτελεί και η συνδεσιμότητα του συνολικού δικτύου, μια έννοια καθοριστική για τη δυνατότητα επικοινωνίας μεταξύ των κόμβων και ανταλλαγής πληροφοριών επί της παρατηρούμενης διεργασίας. Η χρησιμότητα των WSN σε συνδυασμό με την απαίτηση για συνδεσιμότητα αποτέλεσαν το σημείο εκκίνησης για την παρούσα διπλωματική εργασία. Ποιο συγκεκριμένα, επιχειρήθηκε η μελέτη ενός WSN όταν τίθενται θέματα ασφαλείας στον συντονιστή του δικτύου λόγω κάποιον λαθών που προκύπτουν. Υλοποιήθηκε συνεπώς ένα WSN, αποτελούμενο από τρία PAN (Personal Area Network), των οποίων η επικοινωνία βασίζεται στο πρότυπο της IEEE 802.15.4. Στόχος της πειραματικής διαδικασίας αποτέλεσε η μέτρηση του ποσοστού των απορριφθέντων πακέτων για την επικοινωνία μεταξύ αποστολέα-παραλήπτη, μεταβάλλοντας την τοπολογία του δικτύου από Mesh σε Tree, την ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων (data rate) από 250Kbps σε 100Kbps και τον μηχανισμό επιβεβαίωσης πακέτων (ACK) από ενεργό σε μη ενεργό. Από το στάδιο αυτό της πειραματικής διαδικασίας προέκυψε η σύγκριση όλων των παραπάνω παραμέτρων, με βάση την οποία αναζητήθηκε η ασφαλέστερη υποδομή του δικτύου.