Protocolo de encaminamiento para redes inalámbricas de sensores en aplicaciones de monitoreo y control

Abstract

La reducción en el tamaño y en el costo de dispositivos sensores ha incrementado su uso para monitorear ambientes específicos sin la necesidad de supervisión periódica. Cada nodo en una red de sensores inalámbricos posee recursos limitados, pero a través de estrategias de comunicación y procesamiento cooperativo le permite a la red de forma distribuida realizar las tareas de la aplicación. Muchas de las aplicaciones de redes de sensores buscan hacer llegar la información recolectada en un área específica de interés a un punto central o estación base para su procesamiento. Al evaluar los protocolos de encaminamiento para redes de sensores encontramos distintas propuestas que ofrecen confiabilidad en la entrega de mensajes y ahorro de energía. Sin embargo, durante el estudio realizado, no se ha encontrado un protocolo que correlacione las métricas de interés para este tipo de aplicaciones, como lo son: ahorro de energía, calidad de enlace y agregación de datos, y que a su vez asocie estos tres aspectos con la confiabilidad en la entrega de los mensajes. En este trabajo se propone un protocolo de encaminamiento para redes inalámbricas de sensores que toma en cuenta tanto la confiabilidad en la entrega de los mensajes como en el ahorro de energía. Para ello considera aspectos como: batería aún disponible, calidad del enlace, cantidad de saltos hasta el destino y criterios de transmisión de datos. Adicionalmente, al considerar estas métricas, también se contribuye con el tiempo de vida, la cobertura y la tasa de muestreo efectiva. SHRP es un protocolo que soporta los cambios impredecibles pero comunes en la topología de la red. Utilizando modelos de simulación se analiza el desempeño del protocolo propuesto y se compara con otro protocolo similar en diversos escenarios para mostrar sus ventajas. [ABSTRACT] Reduction in size and cost of sensor devices have incremented their use to monitoring specific environmentswithout periodic supervision. Each node in awireless sensor network has limited resources but using communication and cooperative processing strategies the network in a distributive way can do application tasks. The main goal of many wireless sensor applications consist in send collected information from a specific area to a central point or base station for later processing. During our study of wireless sensor networks protocols, we had found different proposals concerning in message reliability and energy saving. However, during this study, we have not found a protocol that correlate interest metrics, for this application type, as: energy saving, link quality and data aggregation and the same time correlate these three aspects with message reliability. In this work is proposed a wireless sensor network routing protocol concern inmessage reliability and energy saving. Considering aspects as available energy, link quality, number of hops and data communication criteria. Additionally also contributes to network lifetime, coverage and effective sampling rate. SHRP protocol support very common but unpredictable changes in network topology. Using Simulation we analyze the throughput of proposal protocol and compare it with a similar protocol in different scenarios in order to show its advantages.