ПРОТОКОЛЫ ОБМЕНА В БЕСПРОВОДНЫХ СЕНСОРНЫХ СЕТЯХ РЕГИСТРАЦИИ СОБЫТИЙ 

Адамов Александр Петрович, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РД, кафедра микроэлектроники, Дагестанский государственный технический университет (367026, Дагестан, г. Махачкала, ул. И. Шамиля, 70), E-mail: info@iu4.bmstu.ru
Адамова Арина Александровна, кандидат технических наук, доцент, кафедра проектирования и технологии
производства электронной аппаратуры, Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана
(105005, Россия, г. Москва, 2-ая Бауманская 5, стр. 1), E-mail: arina.adamova@rambler.ru
Семенцов Станислав Григорьевич, доктор технических наук, профессор, кафедра проектирования и технологии
производства электронной аппаратуры, Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана
(105005, Россия, г. Москва, 2-ая Бауманская 5, стр. 1), E-mail: siemens_off@mail.ru
Темиров Алибулат Темирбекович, кандидат технических наук, доцент, декан факультета радиоэлектроники,
телекоммуникаций и мультимедийных технологий, Дагестанский государственный технический университет
(367026, Дагестан, г. Махачкала, ул. И. Шамиля, 70), E-mail: ali.temirov@rambler.ru 

621.316 

DOI

10.21685/2307-4205-2018-3-15 

Актуальность работы обусловлена появлением большого числа новых специализированных протоколов обмена для беспроводных сенсорных сетей, ориентированных на регистрацию события. В отечественной литературе практически не рассматривается именно этот класс беспроводных сетей. Целью работы является проведение расширенного анализа протоколов для беспроводных сенсорных сетей, ориентированных на регистрацию события. Рассматривается базовый протокол передачи данных для такого класса сетей – Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy Protocol. Демонстрируются его преимущества и недостатки с точки зрения энергопотребления и достоверности принимаемых данных. Показано, что протокол не всегда обеспечивает выбор в качестве вершины кластера узла, имеющего достаточный для передачи данных запас энергии источника питания. Кратко анализируются функциональные возможности каждого протокола, особо выделяются возможности регистрации места возникновения события, регистрации нескольких событий, происходящих одновременно и т.д. Рассматриваются базовые принципы организации каждого протокола. Особое внимание уделяется энергопотреблению сети при использовании того или иного протокола и методам обеспечения
достоверности данных, принимаемых блоком управления. Рассмотрены механизмы явного и неявного подтверждения приема данных блоком управления и соседними узлами сети. Для протоколов реального времени проведена оценка вносимой задержки между регистрацией события сенсором и приемом информации о нем блоком управления. Проанализированы методы предотвращения перегрузки в сети при наличии большого числа активных сенсоров. По результатам проведенного сравнительного анализа создана сводная таблица, демонстрирующая особенности каждого
протокола и его функциональные возможности. 

Ключевые слова

беспроводные сенсорные сети, протоколы обмена, регистрация событий, динамическая кластеризация, энергопотребление, достоверность передаваемых данных, вершина кластера, сенсорный узел 

 Скачать статью в формате PDF

1. Адамов, А. П. Способ надежного питания элементов сенсорной сети от беспроводного интерфейса / А. П. Адамов, С. Г. Семенцов // Надежность и качество сложных систем. – 2018. – № 1 (21). – С. 79–83.
2. Адамов, А. П. Классификация состояний беспроводной сенсорной сети с использованием методов машинного обучения / А. П. Адамов, А. А. Адамова, М. Н. Юлдашев // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС). – 2016. – № 2. – С. 248–251.
3. Адамов, А. П. Методы обеспечения надежности в беспроводных сенсорных сетях по критерию сетевой нагрузки / А. П. Адамов, А. А. Адамова, М. Н. Юлдашев // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. – 2016. – Т. 1. – С. 197–199.
4. Власов, А. И. Визуальные модели синтеза эффективных энергосистем / А. И. Власов // Энергосбережение и эффективность в технических системах : материалы V Междунар. науч.-техн. конф. студентов, молодых ученых и специалистов. – 2018. – С. 90–92.
5. Исследование методов синтеза распределенных сенсорных систем по критерию минимизации сетевой нагрузки / А. А. Адамова, А. Н. Алфимцев, А. И. Власов, С. Г. Семенцов, Т. А. Цивинская, М. Н. Юлдашев. – М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2017. – 75 с.
6. Ahuja, R. K. Network Flows: Theory, Algorithms, and Applications / R. K. Ahuja, T. L. Magnanti, J. B. Orlin. – New Jersey : Prentice Hall, 1993.
7. Akyildiz, F. Wireless sensor and actor networks: research challenges / F. Akyildiz, I. H. Kasimoglu // Ad Hoc Networks. – 2004. – № 2 (4). – P. 351–367.
8. Conti, M. Cross-layering in mobile ad hoc network design / M. Conti, S. Giordano, G. Maselli, G. Turi // IEEE Computer. – 2004. – № 37 (2). – P. 48–51.
9. Dressler, F. Self-Organization in Sensor and Actor Networks / F. Dressler. – New York : John Wiley & Sons, Ltd, 2007.
10. Akyildiz, I. F. Wireless Sensor Networks / I. F. Akyildiz, Mehmet Can Vuran. – New York : John Wiley & Sons, Ltd, 2010.
11. Aspnes, J. A theory of network localization / J. Aspnes, W. Whiteley, Y. R. Yang // IEEE Transactions on Mobile Computing. – 2006. – № 5 (12). – P. 1663–1678.
12. Taruna, S. Event Driven Routing Protocols For Wireless Sensor Network / S. Taruna, Megha R. Tiwari, S. Shringi // International Journal on Computational Sciences & Applications (IJCSA). – 2013. – Vol. 3, № 2.
13. Manjeshwar, A. TEEN: A Routing Protocol for Enhanced Efficiency in Wireless Sensor Networks / A. Manjeshwar, D. P. Agrawal // International Parallel & Distributed Processing Symposium. – 2001. – P. 1–7.
14. Vehbi, C. G. A Real-Time and Reliable Transport (RT)2 Protocol for WSN and Actor Networks / C. G. Vehbi, B. A. Ozgur, Ian F. Akyildiz // IEEE/ACM Transactions On Networking. – 2008. – Vol. 16, № 2. – P. 359–370.
15. Javier, L. Routing Protocols in Wireless Sensor Networks / L. Javier, G. Villalba, A. L. Sandoval Orozco // Sensors. – 2009. – № 9. – Р. 8399–8421.