Hromadná komunikace v bezdrátových senzorových sítích

Abstract

Diplomová práce se zaobírá výzkumem v oblasti spotřeby energie v bezdrátových senzorových sítích. Je zaměřena na spotřebu energie při komunikaci a způsobech minimalizace této spotřeby. V úvodu jsou objasněny základní vlastnosti senzorových sítí, jejich rozdělení v závislosti na způsobu použití a používané komunikační technologie. Dále jsou zde vysvětleny pojmy hromadná komunikace, její výhody, rozdíl mezi unicast a multicast komunikací, způsoby tvorby skupin při multicast komunikaci, adresace těchto skupin a používané adresy, nároky na směrovače při multicast komunikaci. Jsou zde popsány multicastové směrovací protokoly, techniky směrování, tvorby směrovacích tabulek, zabránění nadbytečného přeposílání paketů, rozdíly v tvorbě multicast skupin. V další kapitole je popsán IGMP protokol, který slouží k výměně informací o členství uživatelů v multicast skupinách, jsou zde popsány formáty IGMP zpráv, rozdíly protokolu verze 1, verze 2 a verze 3. Dále je vysvětlen pojem ad-hoc sítě popsány výhody použití těchto sítí, ad-hoc směrovací protokoly unicast AODV a multicast MAODV, formáty zpráv obou směrovacích protokolů, jakým způsobem dochází k výměně těchto zpráv. Je zde rozebrána architektura prvku v bezdrátové senzorové síti se zaměřením na komunikační obvody a spotřebu jejich energie. Ke konci práce jsou uvedeny výsledky simulace, kde byla zkoumána spotřeba energie jednotlivých prvků bezdrátové senzorové sítě v závislosti na způsobech přenosu. Pro simulování komunikace v bezdrátové senzorové síti byl použit network simulator2, který umožňoval konfiguraci energetického modelu. Dále zde najdeme popis simulátoru network simulator2 a postup při konfiguraci tohoto simulátoru.This master’s thesis describes energy consumption in wireless sensor networks. It is focused on energy consumption during communication and it provides rules to save energy during this operation. There are terms like wireless sensor networks, multicast, ad-hoc networks, routing protocols, multicast routing protocols, IGMP protocol, AODV routing protocol, MAODV routing protocol explained in this thesis. The main difference between multicast and unicast communication is analyzed as well. In the end of this thesis there are results of simulation small wireless sensor network from network simulator2. The simulations were focused on energy consumption during communication. The length of packet was changed during communication between two nodes in this simulation. In wireless sensors network nodes play a dual role as both data sender and data router therefore there were made research into energy consumption senders, routers, receivers in wireless sensor network during communication.