Redes aéreas IEEE 802.15.4: tamanho ótimo do pacote e coleta de dados

Autor: Wellington Antonio Soares Junior
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2014
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMGUniversidade Federal de Minas GeraisUFMG.
Druh dokumentu: masterThesis
Popis: The Unmanned Aerial Vehicle (UAV) is becoming popular thanks to technological advances, expanding this technology applications. The rise of IoT drives the development of new low power and low energy consumption radios. One of the main communication protocols for these radios is the IEEE 802.15.4. The union between UAVs and more efficient radio allows the creation of aerial networks, that are wireless sensor networks in which one or more of its nodes is composed of an air vehicle. This new type of mobile sensor network can reduce costs and offer new applications. Thus, it is interesting to develop studies that improve the performance and use of this type of network. By altering the maximum size of the transmitted packet, it is possible to improve the transmission efficiency. Aerial networks can also be used as a new data collection method for wireless sensor networks, in remote or difficult to access zones. The goal of this dissertation is to obtain the optimal packet size that optimize the data packet transmission process. Three analysis methods were employed: use of an analytical model; computer simulation and conducting field experiment. To create the wireless networks sensor nodes, an interface library between the low power radios used in the experiment (XBee 802.15.4) and the used MSP430 microcontroller was developed. It follows that for a better use of the low power radios communication channel, the best packet size is always the one with the greatest possible data body. It was shown that it is possible to implement a wireless sensor networks data collection system with the use of a mobile node. The library which performs the interface between the microcontroller and the radio can be easily expanded and used in other projects containing these two components.
O Veículo Aéreo não Tripulado (VANT) está se tornando popular graças a avanços tecnológicos, ampliando as aplicações dessa tecnologia. O surgimento da IoT impulsiona o desenvolvimento de novos rádios de baixa potência e baixo consumo de energia. Um dos principais protocolos de comunicação destes rádios é o IEEE 802.15.4. A união entre VANTs e rádios mais eficientes permite a criação de redes aéreas, que são redes de sensores sem fio em que um ou mais de seus nós é composto por um veículo aéreo. Este novo tipo de rede de sensores móveis pode reduzir os custos e proporcionar novas aplicações. Assim, é interessante desenvolver estudos que melhorem o desempenho e utilização desse tipo de rede. Ao alterar o tamanho máximo do pacote transmitido, é possível melhorar a eficiência de sua transmissão. As redes aéreas podem ser utilizadas também como um novo método para realizar coleta de dados de redes de sensores sem fio, em áreas remotas ou de difícil acesso. O objetivo desta dissertação é obter o tamanho ótimo do pacote que otimize o processo de transmissão de pacote de dados. Para essa otimização, foram utilizados três métodos de análise: uso de modelo analítico; simulação computacional e realização de experimento em campo. Para a criação dos nós sensores da rede sem fio, foi desenvolvida uma biblioteca que faz uma interface entre os rádios de baixa potência utilizados no experimento (Xbee 802.15.4) e o microcontrolador MSP430 utilizado como nó sensor. Concluiu-se que, para uma melhor utilização do canal de comunicação em rádios de baixa potência como o utilizado, o melhor tamanho de pacote é sempre aquele com o maior corpo de dados possível. Demonstrou-se que é possível implementar um sistema de coleta de dados de uma rede de sensores sem fio com a utilização de um nó com mobilidade. A biblioteca que realiza a interface entre o microcontrolador e o rádio pode ser expandida e facilmente utilizada em outros projetos que contenham estes dois componentes.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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