ENERGY-SAVING HYBRID DETECTION SCHEME WITH PATH LENGTH AWARE FOR WIRELESS SENSOR NETWORK. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Final_MS_Thesis_Report_-_20017059_-_Sallout.pdf Download (2MB) | Preview

Arabic Abstract

تستخدم شبكات الاستشعار اللاسلكية اليوم في مجموعة واسعة من التطبيقات، والتي تقوم بتوظيف عددا كبيرا من أجهزة الاستشعار. غالباً في شبكات الاستشعار التي تغطي مساحات واسعة، يكون الوصول الى عقد الاستشعار المنتشرة ليس بالأمر السهل. لهذا السبب، فإن استهلاك الطاقة في الشبكات اللاسلكية هي مسألة هامة وموضوعاً مطروحاً للبحث. تستهلك عقدة استشعار الطاقة خلال جمع وتجهيز وارسال واستقبال البيانات. ويمكن لأي من هذه العمليات أن تكون محوراً للبحث، لذلك فإن هنالك العديد من البحوث التي تطرقت لهذه المواضيع، وتركزت حول سبل الحد من استهلاك الطاقة وإطالة عمر شبكات الإستشعار اللاسلكية. في هذه الرسالة قمت بدراسة انظمة معالجة البيانات التي تحدد مكان صنع القرار في الشركة، والذي يؤثر على دقة استشعار الشبكة ومقدار استهلاكها للطاقة. نطرح في البداية نظامين رئيسيين لمعالجة البيانات هما النظام المركزي والنظام الموزع. في النظام المركزي، تقوم عقد الإستشعار بجمع عينات من القراءات للبيئة المحيطة وإرسالها إلى "مركز المعالجة الرئيسي"، حيث يتم استخدام العينات للتوصل إلى قرار نهائي. وهذا النظام يعتبر الأكثر دقة في اتخاذ القرار، وفي المقابل فأنه يستهلك قدرا كبيرا. على الجانب الآخر،فإن النظام الموزع يسمح لعقد الإستشعار لإتخاذ قرار محلي وارسال ذلك القرار على شكل 1 بت إلى مركز المعالجة الرئيسي لاتخاذ القرار النهائي. في النظام الهجين تقوم الشبكة باختيار مستوى من الدقة المطلوبة للنظام بأكمله. ويمكن تحقيق هذا الإختيار عن طريق التحكم في النظام ليقوم بالعمل كنظام مركزي احياناً وكنظام موزع في أحيان أخرى. في هذه الرسالة قمت بابتكار نظام هجين جديد لتوفير الطاقة والتي تركز على ترشيد استهلاك الطاقة المستهلكة في ارسال البيانات، لأن معظم الطاقة المستخدم في الشبكة تستهلك في عمليات ارسال البيانات. في النظام المستحدث سوف يختلف نمط اتخاذ القرار لكل عقدة حسب توزيعها ووفقا لموقعها الجغرافي وطول مسارها. لذلك فإن العقد ذات المسار الأطول تتخذ النمط الموزع بشكل اكبر من العقد ذات المسار الأقصر.

English Abstract

Wireless sensor networks are used today in a wide range of applications, all of which employ a large number of sensors. In large scale sensor networks, sensor nodes are often not easily accessible. Because of this, the energy consumption of wireless networks is an important matter and a popular topic of research. A sensor node consumes energy while collecting, processing, transmitting and receiving data. Each of these processes could be the focus of research, so there are many investigations into these subjects, centering on ways of reducing energy consumption and extending the lifetimes of networks. In this thesis I study data processing schemes that define the distribution of decision making, which affects system accuracy and energy consumption. The two typical detection schemes are the centralized and distributed schemes. In a centralized scheme, nodes collect samples from the environment and send them to a "fusion center", where the samples are used to arrive at a final decision. This scheme provides optimal decision accuracy; however, it consumes considerable energy. In contrast, distributed schemes allow nodes to make local 1-bit decisions which are sent to the fusion center to make the final decision. In a hybrid scheme the network specifies the level of accuracy required for the whole system. This can be achieved by manipulating the scheme to work sometimes as centralized other times as distributed. I propose an energy-saving hybrid scheme which focuses on optimizing transmission energy, since most of the energy consumed is in the transmission process. In the proposed scheme each node will vary between centralized and distributed according to its location and path length. Nodes with longer path lengths are classified as acting more as distributed than nodes with shorter path lengths.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Computer Systems Engineering Research > Information Technology Research > Remote Sensing
Department:	College of Computing and Mathematics > Computer Engineering
Committee Advisor:	Sheltami, Tarek / Dr.
Committee Members:	Sharif, Ashraf / Dr. and Raad, Wassim / Mr.
Depositing User:	MOHAMMED N ALSALLOUT (g200170590)
Date Deposited:	03 Nov 2013 20:16
Last Modified:	01 Nov 2019 15:39
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/138988