Autor(es):
Cardoso, Cristiano Borges, 1985-
Data: 2017
Identificador Persistente: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633147
Origem: Oasisbr
Assunto(s): Sincronização; Processamento eletrônico de dados - Processamento distribuído; Sistemas de comunicação sem fio; Redes de sensores sem fio; Simulação (Computadores); Arquitetura híbrida; Synchronization; Electronic data processing - Distributed processing; Wireless telecommunication systems; Wireless sensor networks; Computer simulation; Hybrid architecture
Descrição
Orientador: Leandro Aparecido Villa
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação
Resumo: Localização e sincronização são serviços fundamentais para muitas aplicações em redes de sensores sem fio (RSSFs). Uma vez que tipicamente é necessário relacionar uma determinada detecção de evento a um local e hora específicos. No entanto, esses serviços são tipicamente realizados após a deposição dos nós sensores na área de interesse. Nesse caso, configurar cada sensor manualmente se torna uma atividade impraticável, sendo necessário o uso de sistemas que localizem e sincronizem automaticamente os nós sensores. Com isso em mente, desenvolvemos o Droneighbor, solução conjunta para os problemas de localização 3D e sincronização, usando abordagem híbrida, que combina as abordagens de localização móvel e recursiva. No Droneighbor um veículo aéreo não tripulado (VANT), equipado com GPS, é usado para sobrevoar o campo sensoreado e enviar mensagens aos nós sensores, contendo sua posição geográfica e timestamp. Baseados nas mensagens recebidas do VANT, os nós sensores são capazes de estimar suas posições geográficas e sincronizarem seus relógios. Quando um nó é localizado no tempo e no espaço ele transmite a própria posição e timestamp para os nós vizinhos, que usam as informações recebidas para se localizarem e esse processo é propagado ao longo da rede. As simulações mostram que a solução proposta apresenta baixos erros de sincronização, de posicionamento e baixo overhead. Além disso, o custo da solução Droneighbor é escalável e é menor que a solução Recursiva em redes com mais de 350 nós sensores
Abstract: Localization and synchronization are fundamental services in Wireless Sensor Networks (WSNs). Many WSN applications often need to know the sensor position and the global time to report a given event detection with a specific location and time. However, such services are performed after the sensors deployment in the sensed field. In this case, setting up each sensor manually becomes an impractical activity, requiring some system that automatically locates and synchronizes the sensor nodes. For this purpose, we developed a joint solution to 3D localization and clock synchronization problems using a hybrid approach, which combines mobile and recursive localization. In our work, an unmanned aerial vehicle (UAV) equipped with a GPS is used to fly over the sensor field and broadcast its geographical position and timestamp. Using the messages received from the UAV, the sensor nodes are able to estimate their geographic positions and synchronize their clocks. When a node is located in time and space, it transmits its own position and timestamp to the neighbor nodes. The neighbors use the received information to locate themselves so that this iterative process is propagated throughout the network. Simulations results showed that the proposed solution presents low clock synchronization and positioning errors. In our solution, the cost of the network is scalable and lower than the recursive solution on networks with more than \num{350} sensor nodes
Mestrado
Ciência da Computação
Mestre em Ciência da Computação
