ENERGY-AWARE PUBLISH/SUBSCRIBE DDS-BASED MIDDLEWARE FOR WIRELESS SENSOR AND ACTUATOR NETWORKS

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

In the recent years, the publish/subscribe (pub/sub) communication model has emerged asa suitable communication paradigm for large-scale distributed systems. That is due to itseffective decoupling properties for the network’s participants in time, space, andsynchronization. These properties are well-suited for Wireless Sensor/Actuator Networks(WSAN) applications. Data Distribution Service (DDS) is a well-known standard in theacademic and industrial communities for supporting real-time distributed systems based onthe pub/sub model. In addition to the pub/sub model advantages, DDS has a rich set ofQuality of Service (QoS) polices. Therefore, porting DDS function into WSAN maysignificantly improve its performance in terms of QoS support, scalability, portability, andinteroperability. TinyDDS is a light weight and partial porting of DDS middleware to WSNplatforms. As such, TinyDDS in its current form has several limitations, such as: (1) it doesnot support any form of reliability for data delivery, (2) it has a battle neck problem in theevent routing protocol, and (3) it does not has an energy aware mechanism to tackle thescares energy source problem of WSAN. This work added several contributions to theefforts of porting DDS standard benefits into WSAN. These contributions are: (1) acomprehensive review for the pub/sub model, and the state of the art solutions ofintegrating pub/sub into WSAN is conducted; (2) The cost of adding pub/sub model intoWSAN is thoroughly evaluated; (3) the DDS reliability QoS is improved to suit WSANrequirements and the improved DDS reliability QoS is ported into TinyDDS; (4) theproblem of central event routing is tackled by proposing broker-less solutions; (5) anenergy aware protocol is developed and tested.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

090743fc-c5d8-47bf-a35e-a55cdc90e763

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل دكتوراة

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

945713_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

برنامج النشر والإشتراك لشبكات الإستشعار والتحكم بمووثوقية نشر البيانات ومعلومات الطاقة

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":" Tarek Sheltami","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"Ashraf S. Mahmoud","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"أنس عبد الواحد حسن الربيعي","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"}]

اللغة

Arabic

المصدر والدورية

اسم المصدر

ENERGY-AWARE PUBLISH/SUBSCRIBE DDS-BASED MIDDLEWARE FOR WIRELESS SENSOR AND ACTUATOR NETWORKS

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

2015 في السنوات الأخيرة، برز نموذج النشر والإشتراك (نشر/إشتراك )pub/subكنموذج إتصالات مناسب جدا للنظم الموزعة على نطاق واسع. ويعود ذلك إلى خصائصه الفعالة في عدم ربط النظام بوقت الإرسال، عناوين المرسلين، وتزامن نقل البيانات. هذه الخصائص تعتبر مناسبة تماما لشبكات الاستشعار والتحكم اللاسلكية ( .)WSANمؤخرا، برز ايضا معيار معتمد لنموذج النشر والإشتراك, يسمى خدمة توزيع البيانات ( ,)DDSو هو معيار مشهور و معروف جدا اكاديميا و صناعيا. يتمتع هذا المعيار بالإضافة الى خصائص النشر والاشتراك بأنه يحتوي على مجموعة غنية من سياسات جودة الخدمة ( )QoSالتي تطور اداء الأنظمة الموزعة بشكل فعال وكفاءة عالية. وكجهد اولي لنقل مميزات DDSالى شبكات الاستشعار، والتي تعاني بشكل كبير من نقص الموارد كالمعالجة والتخزين والطاقة، قامت مجموعة خبراء من جامعة ماساتشوستس في بوسطن بتطوير نسخة مصغرة من DDSلتناسب قدرات الشبكات الاستشعارية، وسمية هذه النسخة بتقنية TinyDDSالنسخة المصغرة من .DDSوكأي جهد اولي، لا زال هناك بعض الثغرات في TinyDDSوالتي يمكن ايجازها فيما يلي: ( )1لا يدعم اي شكل من اشكال الموثوقية لنقل البيانات. ( )2يستخدم النقل المركزي للبيانات والذي لا يتناسب اطلاقا مع القدرات المحدودة لشبكات الإستشعار. ()3 لا تعتمد وظيفته على توزيع الطاقة المتبقية على عناصر الشبكة مما قد ينهي عمر الشبكة ولا زال لديها كمية كبيرة من الطاقة المخزنة. في هذا العمل، نقدم نظرة شاملة لهذه التقنيات ونضع حلولا لمشاكل TinyDDSمع اختبار دقيق ومقارنة عادلة للحلول المقدمة مع النسخة الاصلية ل .TinyDDSويمكن حصر المساهمات التي يقدمها هذا العمل كالتالي: ( )1مراجعة شاملة لنموذج ال نشر/اشتراك، ودراسة دقيقة للحلول المقدمة طبقا لهذا النموذج لشبكات الاستشعار مع مقارنتها مع بعضها من حيث المميزات والعيوب. ( )2تقديم دراسة وتحقيق متكامل عن التكلفة الفعلية لإضافة هذا النموذج، متمثلا بال ،DDSالى الشبكات الإستشعارية المحدودة القدرات. ( )3تحسين جودة الخدمة والموثوقية في نقل البيانات للمعيار DDSلتناسب قدرات الشبكات الاستشعارية مع تطوير ونقل هذه الخدمة الى )TinyDDS. (4حل المشكلة المركزية في نقل البيانات في تقنية TinyDDSبتقديم حلول تنهي تماما او جزئيا هذه المشكلة. ( )5واخيرا، تقديم حل متكامل لكل ما سبق مع تطوير اداء TinyDDSبإضافة تقنية تعتمد في نقل البيانات على مراقبة الطاقة المتبقية في عناصر الشبكات اللاسلكية مما ينتج عنه زيادة في عمر الشبكات الاستشعارية للمراقبة والتحكم (.)WSA

إشراف وإعداد

الإشراف

Tarek Sheltami, Ashraf S. Mahmoud

الإعداد

أنس عبد الواحد حسن الربيعي

الاقتباسات الببليوغرافية