Работа проводится в контексте развития современных технологий организации сетей, результатом которого является появление и широкое применение беспроводных сенсорных сетей. Основными отличиями беспроводных сенсорных сетей от компьютерных сетей является взаимодействие между собой большого количества маломощных интеллектуальных компонентов сети, а не высокоинтеллектуальных и производительных вычислительных устройств. В случае сенсорной сети, к ней предъявляются высокие требования к энергоэффективности и длительному времени автономной работы сети.
В работе исследуется проблема повышения энергоэффективности сенсорной сети, актуальности выполнения распределенных вычислений в и использования технологии заимствования энергии от окружающей среды.
Одной из задач исследования является определение актуальности подхода распределённых вычислений с точки зрения энергопотребления, то есть насколько больше потребуется энергии для распределенных вычислений и возможна ли компенсация затрат за счет использования альтернативных источников энергии.
Объектом исследования является алгоритм взаимодействия узлов беспроводной сенсорной сети.
Предметом исследования является возможность организации энергоэффективных распределенных вычислений, а также актуальность их применения именно в сенсорной сети.
Целью выпускной квалификационной работы является изучение алгоритмов работы сенсорной сети (существующих протоколов), определение целесообразности и необходимости организации распределенных вычислений в сенсорной сети, определение факторов, влияющих на энергоэффективность системы, определение набора методов по управлению распределенной сенсорной сетью.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- 1. Провести обзор и анализ методов получения энергии от окружающей среды и энергоэффективных протоколов для беспроводных сенсорных сетей.
- 2. Разработать модель беспроводной сенсорной сети, учитывающую основные параметры БСС, поддерживающую распределенные вычисления, возможность подзарядки узлов от окружающей среды.
- 3. Предложить и реализовать метод повышения энергоэффективности сенсорной сети за счет использования распределенных вычислений и заимствования энергии от окружающей среды.
- 4. Верифицировать разработанные модель и метод.
Методами решения поставленной задачи является имитационное моделирование в среде Matlab, которое предполагает моделирование расположения узлов в сети, а также методов автоматического управления сенсорной сетью с помощью Matlab. С помощью моделирования производится сравнение предлагаемого метода управления сетью с привычной клиент-серверной моделью по параметрам энергопотребления.
Научная новизна работы:
- 1. Дано определение распределенных вычислений в беспроводной сенсорной сети.
- 2. Разработана модель беспроводной сенсорной сети, которая учитывает основные параметры.
- 3. Разработан энергоэффективный метод распределения вычислительной нагрузки на узлы сенсорной сети.
