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dc.creatorDenardin, Gustavo Weber
dc.date.accessioned2017-05-26
dc.date.available2017-05-26
dc.date.issued2012-05-25
dc.identifier.citationDENARDIN, Gustavo Weber. Design of a hybrid geographical routing protocol for wireless sensor and actuator networks applied to smart utility networks. 2012. 160 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2012.por
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/3671
dc.description.abstractSmart grids and smart utility networks are the next-generation utility networks that intend to provide efficient control and management of utilities such as electricity, natural gas, water and sewage. Communication technology is the essential element for enabling formation of networks where control messages and metering data can be exchanged. In this work it is shown that wireless sensor and actuator networks are suitable candidates to implement this intelligent networks. The main routing algorithms for this category of wireless network are investigated in order to verify its performance when applied to the characteristics of smart utility networks, which are mainly related for large scale networks formed by hundreds to thousands of devices. It is shown that geographic routing is one of the most suitable routing strategies for large scale wireless networks, due to its low overhead and high scalability features. Usually, a geographic routing scheme combines a geographic greedy forwarding with a recovery mechanism to solve the local minima problem. Solutions proposed in the literature commonly combine greedy forwarding with the well known face routing for achieving this goal. However, the average path length in number of hops produced by face routing could be much worse than the optimal topological path in most realistic scenarios. In this work, it is proposed a new intermediate procedure between the geographic greedy mode and the recovery mode in order to improve routing efficiency in number of hops, without network overhead. It exploits the optimal topological route to base stations, obtained by beacon messages, as a resource to find better routes than the ones created by face routing. It is shown by simulations that the proposed hybrid approach leads to a significant improvement of routing performance when applied to combined greedy-face routing algorithms. Furthermore, experimental results obtained through testbeds shown that the proposed maintenance procedures are capable of avoid uctuations in the network infrastructure, providing robust routes for packet forwarding in large scale networks.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.formatapplication/pdfpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.subjectComunicação sem fio, redes urbanas de comunicação, redes de sensores e atuadores, protocolos de roteamento, roteamento geográficopor
dc.subjectKeywords: Wireless communication, smart utility networks, sensor and actuator networks, routing protocols, geographic routingeng
dc.titleRoteamento geográfico para redes de sensores e atuadores sem fio em redes urbanas de comunicaçãopor
dc.title.alternativeDesign of a hybrid geographical routing protocol for wireless sensor and actuator networks applied to smart utility networkseng
dc.typeTesepor
dc.description.resumoSmart grids e redes urbanas de comunicação formam a próxima geração de redes que pretende fornecer controle e gestão é eficiente aos servicos publicos como eletricidade, gás natural, água e esgoto. A tecnologia de comunicação é o elemento essencial para permitir a formação de redes em que mensagens de controle e dados de medição possam ser transmitidos. Neste trabalho demonstra-se que as redes de sensores e atuadores sem fio são candidatas viáveis e adequadas para implementar estas redes. Os principais algoritmos de roteamento para esta categoria de rede sem fios são investigados, a fim de verificar o seu desempenho quando aplicados às características das redes urbanas de comunicação, que geralmente são redes de grande escala formadas por centenas a milhares de dispositivos. Ainda, demostra-se que o roteamento geográfico �e uma das estratégias mais adequadas de roteamento para redes sem fio de grande escala, devido às suas características de baixa sobrecarga e alta escalabilidade. Estes algoritmos geralmente combinam um encaminhamento geográfico greedy com um mecanismo de recuperação para solucionar o problema dos mínimos locais, sendo o roteamento por faces a solução mais empregada na literatura como método de recuperação. No entanto, o número médio de saltos nos caminhos produzidos pelo roteamento por faces pode ser muito maior do que o caminho topológico ótimo na maioria dos cenários reais. Neste trabalho propõe-se um procedimento intermediário entre o encaminhamento geográfico greedy e o modo de recuperação, a fim de melhorar a eficiência em número de saltos sem gerar sobrecarga de mensagens de controle. Este procedimento explora as rotas topológicas ótimas para as estações base como um recurso adicional para encontrar rotas melhores para outros nós do que as geradas pelo roteamento por faces. Demonstra-se ainda através de simulações que a abordagem híbrida proposta melhora significativamente o desempenho do encaminhamento de pacotes quando aplicada a algoritmos greedy combinados com roteamento por faces. Ademais, os resultados experimentais obtidos através da planta teste comprovam que os procedimentos de manutenção propostos são capazes de evitar flutuações na infra-estrutura de rede, oferecendo rotas robustas para o encaminhamento de pacotes em redes de grande escala.por
dc.contributor.advisor1Campos, Alexandre
dc.contributor.advisor1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780200P7por
dc.contributor.advisor-co1Prado, Ricardo Nederson do
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780705P3por
dc.contributor.referee1Martins, João Baptista dos Santos
dc.contributor.referee1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784110Y6por
dc.contributor.referee2Rocha Neto, José Sérgio da
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9085919442313408por
dc.contributor.referee3Beck Filho, Antonio Carlos Schneider
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/5446996798632062por
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4251219281955392por
dc.publisher.countryBRpor
dc.publisher.departmentEngenharia Elétricapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApor


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