Δίκτυα αισθητήρων τεχνολογίας bluetooth low energy : αλγόριθμοι δρομολόγησης και υποστήριξη εφαρμογών πραγματικού χρόνου

• Κύριος συγγραφέας: Τσίνγκας, Ηλίας
• Άλλοι συγγραφείς: Αντωνακόπουλος, Θεόδωρος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2019
• Θέματα: Δίκτυα αισθητήρων; Δίκτυα bluetooth low energy; Bluetooth low energy; Sensor network; 006.22

Το Bluetooth Low Energy είναι μια σχετικά καινούργια τεχνολογία, η οποία έχει σχεδιαστεί σαν συμπληρωματική τεχνολογία του κλασικού Bluetooth 4.0 καθώς και σαν την χαμηλότερης κατανάλωσης ασύρματη τεχνολογία που μπορεί να σχεδιαστεί. Η χρήση του πρωτοκόλλου BLE (Bluetooth Low Energy) είναι πλέον η πιο διαδεδομένη λύση για την ανάπτυξη ασύρματων εϕαρμογών πολύ χαμηλής κατανάλωσης. Στην εποχή του Internet of Things (ΙοΤ) όλο και περισσότερες συσκευές αποκτούν πρόσβαση σε μικρά οικιακά και βιομηχανικά δίκτυα, τα οποία με τη σειρά τους αποκτούν πρόσβαση στο Ίντερνετ. Για το λόγο αυτό, η ανάγκη για τη σύνδεση μικρών συσκευών με ελάχιστη παροχή ενέργειας (battery powered), οι οποίες έχουν πληθώρα αισθητήρων όλο και αυξάνεται. Σε τέτοιου είδους δίκτυα δεν παρέχεται δικτυακή υποδομή αλλά δημιουργούνται αυτόνομα από τους διάϕορους κόμβους που τα αποτελούν. Αυτά τα δίκτυα ονομάζονται Ad Hoc και αποτελούν πλέον μεγάλο μέρος των σημερινών δικτύων. Όμως το BLE υπολείπεται στις δικτυακές ικανότητες που παρέχει το πρωτόκολλο καθώς υποστηρίζει τη δημιουργία 1:Ν συνδέσεων. Το MESH που είναι το νέο standard του BLE για τη δημιουργία δικτύων χρησιμοποιεί τα advertise κανάλια για τη μεταϕορά των δεδομένων, κάτι που απαιτεί την ύπαρξη των advertising extensions για να είναι εϕικτή η εκμετάλλευση ολόκληρου του ϕάσματος των 2.4GHz κι επιπλέον, προσθέτει μεγάλη πολυπλοκότητα εισάγοντας παραπάνω επίπεδα ασϕαλείας και διαϕορετικούς ρόλους για τις συσκευές. Οι παραπάνω λόγοι καθιστούν το MESH μια ασύμϕορη επιλογή για μικρά δίκτυα με λίγες απαιτήσεις σε κινητικότητα, αλλά με απαίτηση για μεταϕορά πολλών δεδομένων όπως είναι τα δίκτυα αισθητήρων που πραγματεύεται η εργασία αυτή. Στόχος της εργασίας αυτής είναι η δημιουργία δικτύου με συσκευές BLE, οι οποίες θα μπορούν να αντιμετωπίσουν με αξιοπιστία χαμηλή κινητικότητα κόμβων αξιοποιώντας τις υπάρχουσες δυνατότητες του πρωτοκόλλου. Για το σκοπό αυτό, επιλέχθηκε η πλατϕόρμα DA14585 IoT Multi-Sensor Development Kit, η οποία παρέχει πληθώρα αισθητήρων και προστέθηκαν περιϕερειακά όπως οθόνη και χειριστήριο. Η υλοποίηση που προτείνεται στην παρούσα εργασία παρέχει ένα επίπεδο (layer), το οποίο προσϕέρει την υποδομή για εύκολη επικοινωνία κόμβων που βρίσκονται στο ίδιο δίκτυο.