Диссертация (1137248), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Выводы к главе 4Было проведено комплексное имитационное моделирование предлагаемых в диссертационной работе методов и алгоритмов. Оно подтвердило перспективность использования методов динамической реконфигурации сети смобильным стоком. Однако максимальные результаты достигаются при соблюдении ряда требований к сенсорной сети:∙ Сеть состоит из более чем 50 узлов маршрутизации.∙ Все узлы периодически переходят в режим пониженного энергопотребления.∙ Мобильный сток неограничен в ресурсах.Разработанный алгоритм динамического управления стоком GML также позволяет добиться серьезного увеличения времени жизни сети.
Он даетвыигрыш приблизительно в 80% от максимально возможного, что намногопревосходит существующие эвристические алгоритмы. При этом он использует только локальную информацию о состоянии сети в зоне вокруг стока.113ЗаключениеПо результатам диссертационной работы можно сделать следующие выводы:1. Применение беспроводных сенсорных сетей является на сегодняшнийдень перспективным направлением в области бытовых и промышленных систем сбора данных и управления. Наличие большого числа научных работ, посвященных самым разным аспектам БСС, в том численапрямую связанным с темой диссертационной работы, позволяет говорить о том, что исследуемые вопросы являются актуальными.2.
Обзор и анализ последних работ по теме исследования показал, чтоключевым показателем сенсорных сетей по прежнему остается времяих автономной работы от батарей. Было выявлено большое разнообразие подходов к определению времени жизни сети как распределеннойсистемы. Предложенное в диссертационное работе определение учитывает важное свойство самовосстанавливаемости БСС.3. Разработанная модель сенсорной сети позволяет оценивать время еежизни при динамических реконфигурациях. Отличительными особенностями модели является абстрагирование от конкретных особенностейреализации сети - ее топологии, применяемого беспроводного стандарта,а также того, как именно осуществляется динамическая реконфигурация. Это достигнуто за счет описания работы узла сети интегральнойхарактеристикой потребляемой им мощности.4.
Разработан метод динамической реконфигурации сети, заключающийсяв сведении задачи нахождения маршрута мобильного стока к оптимизационной задаче частично-целочисленного линейного программирования114по критерию максимизации времени жизни сети. Для небольшого числапозиций стока можно использовать стандартные методы, для решениязадач больших размерностей был предложен приближенный метод.5. В случаях, когда параметры работы сети изменяются во времени, целесообразно применять алгоритмы динамического управления мобильным стоком. На основе проведенного анализа был предложен новыйэвристический алгоритм GML, который дает заметное приращение времени жизни по сравнению с cуществующими алгоритмами.6. Имитационное моделирование, проведенное с помощью разработанногокомплекса программ, дало возможность оценить преимущества использования методов динамической реконфигурации сенсорной сети, а также определить ключевые требования к сети.
При их соблюдении можнодобиться увеличения времени жизни сети минимум на 50% за счет балансировки потребляемой энергии между всеми ее узлами.115Литература1. Баскаков С. С. Исследование способов повышения эффективности маршрутизации по виртуальным координатам в беспроводных сенсорных сетях // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2009.№ 2. С.
112–124.2. Банди Б. Основы линейного программирования. М.: Радио и связь, 1989.176 с.3. Вабищевич А. Н. Определение положения в пространстве элементов беспроводной сенсорной сети с помощью инерциальных сенсоров // Тезисыдокладов научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ 2010. М.: МИЭМ, 2010. С. 151–152.4. Васильев Ф. П. Численные методы решения экстремальных задач: Учеб.пособие для вузов.
- 2-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1988. 552 с.5. Вишневский В. М., Ляхов А. И., Портной С. Л., Шахнович И. В. Широкополосные беспроводные сети передачи информации. М.: Техносфера,2005. 592 с.6. Гекк М. В., Истомин Т. Е., Файзулхаков Я. Р., Чечендаев А. В. Адаптивный алгоритм быстрой доставки сообщений по выделенным направлениям для беспроводных сетей датчиков // Вестник молодых ученых"Ломоносов". Выпуск III. 2006. С. 55–60.7.
Ефремов В. В., Маркман Г. З. "Энергосбережение"и "энергоэффективность": уточнение понятий, система сбалансированных показателей энергоэффективности // Известия Томского политехнического университета.2007. Т. 311, № 4. С. 146–148.1168. Ефремов С. Г. Разработка системы активного беспроводного сбора данных в интралогистике (номер государственной регистрации НИОКР01200961253).9. Жданов В. С. Проблемы и задачи проектирования беспроводных сенсорных сетей // Информационные, сетевые и телекоммуникационные технологии: сборник научных трудов, под ред. проф.
д.т.н. Жданова В.С. 2009.С. 8–21.10. Иванов Е. В. Определение координат в беспроводных сенсорных сетях:дис. ... канд. техн. наук: 05.12.13. 2008. 149 с.11. Комаров М. М. Разработка и исследование метода энергетической балансировки беспроводной стационарной сенсорной сети с автономными источниками питания: дис. ... канд. техн. наук: 05.12.13. 2012. 125 с.12. Комаров М. М., Восков Л.
С. Позиционирование датчиков беспроводнойсети как способ энергосбережения // Датчики и системы. 2012. Т. 1.С. 34–38.13. Курпатов Р. О. Исследование и разработка энергоэффективного методалокализации элементов беспроводных сенсорных сетей: дис. ... канд. техн.наук: 05.12.13. М., 2011. 126 с.14. Мудров В. И.
Задача о коммивояжере. М.: Знание, 1969. 62 с.15. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Принципы, технологии,протоколы. СПб.: Питер, 4-е издание, 2010. 943 с.16. Юркин В. Ю., Мохсени Т. И. Иерархические подходы к самоорганизациив беспроводных широкополосных сенсорных сетях на основе хаотическихрадиоимпульсов // Труды МФТИ. 2012. Т. 4, № 3. С. 151–161.11717. Algorithms and Protocols for Wireless, Mobile Ad Hoc Networks // Ed. byA. Boukerche. Wiley-IEEE Press, 2008.18. Alnabelsi S., Almasaeid H. M., Kamal A. Optimized sink mobility for energyand delay efficient data collection in FWSNs // Computers and Communications (ISCC), 2010 IEEE Symposium on. 2010. P.
32–37.19. AlNuaimi M., Sallabi F., Shuaib K. A survey of Wireless Multimedia SensorNetworks challenges and solutions // Innovations in Information Technology(IIT), 2011 International Conference on. 2011. P. 191–196.20. Baruah P., Urgaonkar R., Krishnamachari B. Learning enforced time domainrouting to mobile sinks in wireless sensor fields // Proceeding of the 29thAnnual IEEE International Conference on Local Computer Networks, LCN2004.
Tampa FL: 2004. P. 525–532.21. Basagni S., Carosi A., Melachrinoudis E. et al. Protocols and model for sinkmobility in wireless sensor networks // SIGMOBILE Mob. Comput. Commun.Rev. 2006. Vol. 10, no. 4. P. 28–30.22. Basagni S., Carosi A., Petrioli C. Controlled Vs. Uncontrolled Mobility inWireless Sensor Networks: Some Performance Insights // Vehicular Technology Conference, 2007. VTC-2007 Fall.
2007 IEEE 66th. 2007. P. 269–273.23. Blough D. M., Santi P. Investigating upper bounds on network lifetime extension for cell-based energy conservation techniques in stationary ad hocnetworks // Proceedings of the 8th annual international conference on Mobile computing and networking. MobiCom ’02. New York, NY, USA: ACM,2002. P. 183–192.24. Cărbunar B., Grama A., Vitek J., Cărbunar O.
Redundancy and coverage118detection in sensor networks // ACM Trans. Sen. Netw. 2006. Vol. 2, no. 1.P. 94–128.25. Chakrabarti A., Sabharwal A., Aazhang B. Using predictable observer mobility for power efficient design of sensor networks // Proceedings of the SecondInternational Workshop on Information Processing in Sensor Networks, IPSN2003. Palo Alto CA: 2003. P. 129–145.26. Chatzigiannakis I., Nikoletseas S., Spirakis P. An efficient communicationstrategy for ad-hoc mobile networks // Proceedings of the Twentieth AnnualACM Symposium on Principles of Distributed Computing.
Newport: 2003.P. 320–332.27. Chen B., Jamieson K., Balakrishnan H., Morris R. Span: An energy-efficient coordination algorithm for topology maintenance in ad hoc wirelessnetworks // ACM Wireless Networks Journal. 2001. P. 85–96.28. Chen D., Varshney P. K. QoS Support in Wireless Sensor Networks: A Survey // Proc. of the 2004 International Conference on Wireless Networks(ICWN 2004), Las Vegas, Nevada, USA. 2004. P.
227–233.29. Chen Y., Nasser N. Energy-balancing multipath routing protocol for wirelesssensor networks // Proceedings of the 3rd international conference on Qualityof service in heterogeneous wired/wireless networks. QShine ’06. New York,NY, USA: ACM, 2006.30. Chen Y., Zhao Q. On the lifetime of wireless sensor networks // Communications Letters, IEEE. Nov. Vol. 9, no. 11. P. 976–978.31. Colesanti U. M., Crociani C., Vitaletti A. On the accuracy of omnet++ in thewireless sensornetworks domain: simulation vs. testbed // Proceedings of the4th ACM workshop on Performance evaluation of wireless ad hoc, sensor,and119ubiquitous networks. PE-WASUN ’07.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
