Energooszczędne i bezpieczne protokoły zwiększające żywotność sieci sensorowych

• Autorzy: Niewiadomska-Szynkiewicz Ewa , Sikora Andrzej

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2019.04.35

Warianty tytułu

EN

Energy-efficient and secure protocols for extending lifetime of sensor networks

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy sieci bezprzewodowych czujników. Prezentowany jest ogólny model tego typu sieci. Szczególna uwaga jest zwrócona na metody oszczędzania energii oraz energooszczędne i bezpieczne protokoły komunikacyjne stosowane w bezprzewodowych sieciach sensorowych. Omawiane są dwa podstawowe podejścia do efektywnego zarządzania zasobami energetycznymi urządzeń tworzących sieci, tj. sterowanie aktywnością węzłów oraz sterowanie poziomem mocy nadawanego sygnału. Prezentowane wyniki badań symulacyjnych i laboratoryjnych potwierdzają, że zastosowanie tych rozwiązań pozwala na efektywne gospodarowanie zasobami energetycznymi sieci co znacząco podnosi jej ˙zywotność i niezawodność.

EN

The paper is concerned with wireless sensor networks (WSN). The formal model of a WSN system is presented. Next properties, limitations and basic issues related to development of wireless sensor network applications are investigated. The focus is on energy aware inter-node communication strategies. The approaches to power control and activity control of nodes are briefly summarized. The results of the performance evaluation of energy aware protocols through simulation and testbed implementation are presented and discussed. The presented results confirm the efficiency of discussed techniques in energy saving and extending the lifetime and reliability of WSN.

Słowa kluczowe

PL

bezprzewodowa sieć sensorów; sieć energooszczędna; sterowanie topologią; sterowanie poziomem mocy sygnału; sterowanie aktywnością modułów radiowych

EN

wireless sensor network; WSN; energy-aware network; topology control; power control; activity control

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 95, nr 4
• Strony: 189--195
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Niewiadomska-Szynkiewicz Ewa

• Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej, Politechnika Warszawska, ul. Nowowiejska 15/19, 00-665 Warszawa

autor

Sikora Andrzej

• Naukowa i Akademicka Sieć Komputerowa (NASK), ul. Kolska 12, 01-045 Warszawa

Bibliografia

• [1] Ilyas M., I. Mahgoub I.: Handbook of Sensor Networks Compact Wirelessand WiredSensing Systems, CRCPress,2005.
• [2] Akyildiz I.F., Vuran M.C.: Wireless Sensor Networks, John Wiley & Sons, Ltd, 2010.
• [3] Anastasi G., Conti M., Di Francesco M., A. Passarella A.: Energy conservation in wireless sensor networks: A survay, Ad Hoc Networks, 7, pp. 537–568, 2009.
• [4] Pantazis N.A., Nikolidakis S.A., Vergados D.D.: Energy Efficient Routing Protocols in Wireless Sensor Networks: A Survey, IEEE Communications Surveys Tutorials, 2013.
• [5] Santi P.: Topology Control in Wireless Ad Hoc and Sensor Networks, John Wiley & Sons, Ltd, 2006.
• [6] Amgoth T., Jana P.K.: Energy-aware routing algorithm for wireless sensor networks, Computers & Electrical Engineering, 41, pp. 357-367, 2015.
• [7] Zanaj E., Enesi I., Zanaj B.: Energy Aware Algorithms for Wireless Sensor Networks, Procedia Computer Science, 105, pp. 105-110, 2017.
• [8] Sajwan M., Gosain D., Sharma A.K.: Hybrid energy-efficient multi-path routing for wireless sensor networks, Computers & Electrical Engineering, 67, pp. 96-113, 2018.
• [9] Shukur M.I., Chyan L.S., Yap V.V.: Wireless sensor networks: delay guarantee and energy efficient MAC protocols, World Academy of Science, Engineering and Technology, 50, pp. 1061-1065, 2009.
• [10] Dener M.: Security Analysis in Wireless Sensor Networks, International Journal of Distributed Sensor Networks, 10(10), 2014.
• [11] Xiankleber C.B., Gama F.O.S., Semente R.S., Villareal E.R.L., Salazar A.: Development and Analysis of a Cryptographic Algorithm for Genetically Optimized Wireless Sensor, Przegląd Elektrotechniczny, 8(94), pp. 79-84, 2018.
• [12] Rodoplu V., Meng T.: Minimum energy mobile wireless networks, IEEE Journal Selected Areas on Mobile Computingg, 8(17), pp. 1333-1344, 1999.
• [13] Li N., Hou J., Sha L.: Design and analysis of an mst-based topology control algorithm, Proceedings of IEEE Infocom 03, 8(17), pp. 1702–1712, 2003.
• [14] Blough D.M., Leoncini M., Resta G., Santi P.: The k-neighbors approach to interference bounded and symmetric topology control in ad hoc networks, IEEE Trans. on Mobile Computing, 5, pp. 1267–1282, 2006.
• [15] Wattenhofer R.,Zollinge A.: XTC:A Practical Topology Control Algorithm for Ad-Hoc Networks, Proc. of the 4th Inter. Workshop on Algorithms for Wireless, Mobile, Ad Hoc and Sensor Networks (WMAN), 2003.
• [16] Niewiadomska-Szynkiewicz E.: Optimization schemes for wireless sensor network localization, International Journal of Applied Mathematics and Computer Science,2(19),pp.291-302, 2009.
• [17] Niewiadomska-Szynkiewicz E., Kwaśniewski P., Windyga I.: Comparative Study of Wireless Sensor Networks Energy Efficient Topologies and Power Save Protocols, Journal of Telecommunications and Information Technology, 3, pp. 68-75, 2009.
• [18] Ogundile O.O., Alfa A.S.: A Survey on an Energy-Efficient and Energy-Balanced Routing Protocol for Wireless Sensor Networks, Sensors, 17(5), 2017.
• [19] Bandyopadhyay S., Coyle E.J.: Minimizing communication costs in hierarchically-clustered networks of wireless sensors, Computer Networks, 44(1), pp. 1-16, 2004.
• [20] Tyagi S., Kumar, N.: A systematic review on clustering and routing techniques based upon LEACH protocol for wireless sensor networks, Journal of Network and Computer Applications, 2(36), pp. 623–645, 2013.
• [21] Xu Y., Heidemann J., Estrin D.: Geography-informed energy conservation for ad hoc routing, Proc. of the 7th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking (MobiCom ’01), pp. 70-84, 2001.
• [22] Niewiadomska-Szynkiewicz E., Marks M., Nabrdalik F.: Testbed Implementation of Energy Aware Wireless Sensor Network, Military Communications and Information Technology, pp. 319-331, 2012.
• [23] Niewiadomska-Szynkiewicz E.,Nabrdalik F.: Securelowenergy AODV protocol for wireless sensor networks, 27th International Telecommunication Networks and Applications Conference - ITNAC 2017, pp. 1-6, 2017.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).