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Subsistema de comunicación eficiente en energía para una red inalámbrica de sensores diseñada para la protección ambiental en bosques
Energy efficient communication subsystem for a wireless sensor network designed for environmental protection in forests
Cecilia Coria Calvario
LUIS ARMANDO VILLASEÑOR GONZALEZ
Acceso Abierto
Atribución
Fuente de corriente,Densidad de ruido de corriente,Fuente de Howland,Ruido
Hoy en día existe un gran interés por incorporar las recientes tecnologías de redesinalámbricas de sensores (WSN, por sus siglas en inglés) para realizar el monitoreo físico yla detección de actividades ilegales como la caza furtiva, tala de árboles e incendiosprovocados en los bosques. Sin embargo, la implementación de WSNs presenta nuevosretos que deben ser atendidos; por ejemplo, se presenta la necesidad de utilizar estrategiasque permitan reducir el consumo de energía de los sensores con la finalidad de maximizarel tiempo de vida de la red.Este trabajo de investigación se enfoca en el diseño de un subsistema de comunicaciónadecuado para una WSN con aplicación en el monitoreo ambiental de bosques. Como partedel diseño se considera la integración y adaptación de distintos protocolos de capa de red,protocolos de control de acceso al medio (MAC, por sus siglas en inglés) y control detopología para redes inalámbricas de sensores, con el propósito de minimizar el consumo deenergía de los nodos sensores. El diseño de la propuesta incluye la formación de unaarquitectura de red jerárquica, formada por nodos cabeza de grupo (CH, por sus siglas eninglés) con la función de reportar a una estación base la información recolectada por losnodos sensores a su cargo. En cada agrupamiento de nodos sensores, se lleva a cabo laelección de nodos representantes, y a este conjunto de nodos se le denomina conjuntodominante conectado (CDS, por sus siglas en inglés). Cada CDS se compone de unnúmero reducido de nodos sensores (con mayor energía residual) capaces de formar unadorsal de enrutamiento para brindar cobertura y conectividad a la red; durante el tiempo deoperación se modifican los CDS con el propósito de repartir el consumo energético en losnodos sensores. El desempeño del modelo de simulación del subsistema de comunicaciónpropuesto es evaluado con la herramienta de cómputo NS-2 (Network Simulator) enconjunto con MATLAB.
Nowadays there is a great interest in incorporating the latest technologies in WirelessSensor Networks (WSN) for physical monitoring and detection of illegal activitiesin forests such as poaching, logging and arson. However, the deployment of WSNs presentsnew challenges that must be addressed; for example, there is a need to implement strategiesto reduce energy consumption of sensors in order to maximize the network lifetime.This research focuses on the design of a communication subsystem suitable for a WSN withapplications in environmental monitoring of forests. The design considers the integrationand adaptation of different network layer protocols, protocols for media access control(MAC) and topology control for wireless sensor networks, in order to minimize the energyconsumption of the sensor nodes. The design of the proposal includes the formation of ahierarchical network architecture, consisting of Cluster Head (CH) nodes in charge ofreporting the information collected by the sensor nodes under its control to a basestation. Within each cluster, an election process of representative nodes is executed, andthis group of nodes is defined as the Connected Dominating Set (CDS). Each CDS iscomposed of a small number of sensor nodes (with higher residual energy) which arecapable of establishing a routing path to provide coverage and connectivity to the network;during the time of operation, the CDS changes to distribute the energy consumption in allthe sensor nodes. The performance of the simulation model of the proposed communicationsubsystem is evaluated using the computational tool NS-2 (Network Simulator) inconjunction with MATLAB.
CICESE
2010
Tesis de maestría
Español
Coria Calvario,C.2010. Subsistema de comunicación eficiente en energía para una red inalámbrica de sensores diseñada para la protección ambiental en bosques. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 84 pp.
TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES
Aparece en las colecciones: Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones

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