Kablosuz algılayıcı ağlarda enerji verimli mac protokolü tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of an energy efficient mac protocol for wireless sensor networks
Yazar: SİNAN TOKLU
Danışman: DOÇ. DR. O.AYHAN ERDEM
Gazi Üniversitesi / Bilişim Enstitüsü / Elektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Kablosuz algılayıcı ağlar (KAA) günümüzde birçok alanda karşımıza çıkan bir teknolojidir ve önemi de gün geçtikçe artmaktadır. Bu ağlar, kablosuz algılayıcı ağlarda kullanılan çok sayıda dağıtılabilen ve kendi kendini organize edebilen düğümler içermektedir. Algılayıcı düğümler, genellikle ağda kolayca yerleştirilmeleri için pil ile çalıştırılmaktadırlar. Özellikle de ulaşılması zor olan bölgelerdeki KAA için enerji verimliliği çok kritik bir öneme sahip olmaktadır. Dolayısıyla KAA için en kritik konu haline gelen enerji verimliliği için bu çalışmada düğümlerin uyarlamalı olarak uyuması, iletişimin devamlılığının sağlanması ve düğümlerin enerjilerini en iyi şekilde kullanabilmeleri için yeni bir çalışma yapılmıştır. Bu çalışmada enerji israfının en fazla olduğu durumlar tespit edilmiştir. Bu durumlar için çözüm önerileri sunulmuş ve bu çözüm önerilerinin hem benzetimi hem de uygulaması gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada enerji tasarrufu enerji israfının fazla olduğu durumları önlemek için, boşta kalan düğümlerin uyku durumuna geçirilmesi benimsenmiştir. Düğümlerin uyku durumuna geçiş işlemi uyarlamalı olarak yapılmaktadır. BSC-MAC(Base Station Controlled Medium Access Control-Baz İstasyon Kontrollü Ortam Erişim Kontrolü) protokolünde iki tür iletişim gerçekleştirilmektedir. Bunlar kök ve kaynak düğüm olarak ayrılmaktadır. Kaynak düğümler, verileri üretip kök düğümler üzerinden baz istasyonuna iletme işlemini gerçekleştirirler. Hem kök düğümlerin hem de kaynak düğümlerin kendi aralarındaki iletişimin aksamaması için uyuma periyotlarının zaman senkronizasyonu uyarlamalı olarak iki farklı yöntemle gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara bakıldığında BSC-MAC protokolünün diğer var olan protokollerden daha iyi enerji verimliliği sağladığı, iletimin daha sağlıklı ve düğümler arasında adaletli erişim hakkının daha iyi olduğu görülmüştür.

Abstract:
Wireless Sensor Network is a popular technology in the different fields nowadays and is getting more important day after day. This network contains nodes which is used to in wireless sensor network and is organized oneself. Sensor nodes generally are worked with a battery to be placed easily in the network. So, energy effeciency hold especially so critic significance for region where is reached difficultly. Therefore, this new study covers nodes adaptive sleeping, providing constant transmission, and using nodes energy efficiently for energy effeciency which is so important issue of wireless sensor network. The highest energy wastages status is determined in this study. This study offers solutions for that status and practiced both of simulation and application. This study embraces that fee nodes are passed in the sleeping status to prevent the highest energy wastage status. Application for transferring sleeping status in the nodes is made adaptively. Two type transmissions are achieved in the BSC-MAC protocol. They are seperated as root and resource. Resource nodes produce data and convey it through root nodes to base stations. Sleeping periot's time synchronizing is achieved with two different methods adaptively to prevent failing transmission between root and resource or in themself. As a result, BSC-MAC protocol is more efficient method than others in terms of energy efficiency and also transmission in the BSC-MAC protocol is well. Also BSC-MAC protocol achieves a fair access to the media.