Data Collection Energy Efficient Routing Protocol for Energy Harvested Based Wireless Sensor Network. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Tariq_AbuAmria_Thesis.pdf Download (6MB) | Preview

Arabic Abstract

شبكات الاستشعار اللاسلكية أصبحت الحل المفضل للاستخدام في العديد من التطبيقات.إلا أنه من أهم القيود التي تحد من الشبكات الاستشعارية هو محدودية مصدر الطاقة ألازمه لتشغيل العقد الإستشعارية في الشبكة اللاسلكية. شبكات الاستشعار اللاسلكية تتكون عادةً من عدد كبيرا من أجهزة الاستشعار، وعادة تعمل المجساتات واسطة طاقة البطارية. وفي حالة نفاذ طاقة البطاريات، فهناك حاجة إلى عملية استبدال هذه البطاريات في شبكة الاستشعار اللاسلكية وهي عملية مكلفة وتزداد طرديا مع إتساتاع الشبكة. ومن الحلول الواعدة لهذه المشكلة هو استخدام مصادر الطاقة المتجددة من البيئة المحيطة .إلا ان هذه المصادر من الطاقة المتجددة تتوفر شكل متقطع، ومن مصادر الطاقة المتجددة المحيطة مثل الاهتزاز، ودرجة الحرارة، والطاقة الشمساتية، والضغط، إلخ .حيث يتم تخزين الطاقة المحصودة من هذه المصادر في مكثف عالي القدرة . وفي هذه الرسالة تم إقترح ودراسة روتوكول جامع للمعل ومات ساتتخدام الطاقة شكل فعال لإعتماد على حصاد الطاقة في مساتتشعرات الشبكة اللاسلكية. وقد أخذ في الاعتبار الطاقة المتبقية في العقدة، ومعدل حصاد الطاقة، ومعدل حزم البيانات و قدرة العقدة الاستشعارية في عملية اختيار المساتار في البروتوكول المقترح (DEECP) . وعلاوة على ذلك، تم دمج آلية إصلاح المساتار بحيث يتم الانتقال الى المساتار الافضل طريقة سلساتة لا ت ؤدي إلى إنقطاع أو فقد للمعلومات المرسلة. وقد أجريت تجارب محاكاة واسعة باستخدام NS-3 لدراسة سلوك هذا ال بروتوكول. م تمت مقارنتة مع روتوكول AODV و IEEE 802.11s في حالته استباقية اختيار المساتار باستخدام مقاييس أداء مختلفة.و تمكن DEECP من زيادة سرعة تدفق البيانات نساتبة 1148 % وتقليل نساتبة فقدان البيانات نساتبة 80 % وكذلك فقد قلل الوقت اللازم لوصول البيانات نساتبة 65 % بالمقارنة مع AODV . اما بالمقارنة مع IEEE 802.11s فقد حقق روتوكول DEECP زيادة في سرعة تدفق البينات نساتبة 284 % وقلل نساتبة فقدان البيانات نساتبة 16 % وكذلك فقد قلل الوقت اللازم لوصول البيانات نساتبة 75 .%

English Abstract

Wireless sensor networks have become the preferred solution in many applications. The main restriction in using wireless sensor nodes is that the power source of the sensor nodes is limited, as these sensors usually rely on a battery. Typically, a wireless sensor network (WSN) deploys a large number of sensors. When the sensors’ batteries run out, they need to be replaced. The replacement process is a costly process which necessarily increases as the WSN increases in size. Using an ambient source to power a wireless sensor network is a promising solution. There are a variety of renewable ambient energy sources available, such as vibration, temperature, solar power, and pressure, etc. An ambient resource is an intermittent energy source. Usually, a sensor uses a super capacitor to store harvested energy from ambient sources. In this thesis, a Data Collection Energy-Efficient Routing Protocol with Harvested Energy is proposed. The node’s energy, energy harvesting rate, packet data rate and node capability are considered in the DEECP protocol to choose the best path. Moreover, a handover local route repair mechanism is integrated in the DEECP protocol. Extensive simulation experiments were conducted using NS-3 to study the behavior of DEECP. We have compared DEECP with AODV and IEEE 802.11s at proactive mode using different performance metrics. The DEECP protocol has shown an outstanding perform in term of increasing the flow application throughput by 1148%, decreasing the packet loss ratio by 80%, and decreasing the packet end-to-end delay by 65% with respect to AODV. In addition, DEECP outperform IEEE 802.11s at proactive mode in term of increasing the flow application throughput by 284%, decreasing the packet loss ratio by 16%, and decreasing the packet end-to-end delay by 75%.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Computer Engineering
Department:	College of Computing and Mathematics > Computer Engineering
Committee Advisor:	Baroudi, Uthman
Committee Members:	Abu-Amara, Marwan and Selim, Shokri
Depositing User:	TARIQ MAHMOUD ABU AMRIA (g201207680)
Date Deposited:	24 Jan 2016 05:09
Last Modified:	31 Dec 2020 06:44
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139855