Análise de Desempenho Avaliação do Wireless Sensor Networks Protocolos de roteamento no Smart Grids

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II. Protocolos de roteamento PANORAMA

Um sistema inteligente de monitoramento de energia residencial é responsável por medir a tensão e frequência fornecida pela rede, bem como o consumo de corrente e potência da residência e os harmônicos destrutivas geradas pela rede e da residência. A conexão com a rede inteligente geralmente é feita através de protocolos com fio que usam a infra-estrutura elétrica (uso de cabos eléctricos combinados e cabos de informação), ou com outras redes de informação disponíveis (telefone, televisão por cabo ...) [9]. Os cabos combinados geralmente não estão disponíveis para o cliente, especialmente em condomínios residenciais. Também é importante notar que o uso de redes de informação já existentes geram custos mensais adicionais para o sistema, fazendo o tempo de recuperação do investimento do sistema mais [9]. Neste contexto, a utilização de redes de sensores sem fio, especialmente aqueles que trabalham com o padrão IEEE 802.15.4, torna-se uma boa alternativa devido à sua característica de baixo custo, baixo consumo de energia, confiabilidade, facilidade de instalação e reconfiguração [3].

Ao usar um WSN com um grande número de nós sensores distribuídos em um sistema de rede inteligente instalado em um condomínio residencial, o uso do protocolo de roteamento é necessária para garantir QoS (Quality of Service) para o monitoramento satisfatório de SMART GRID. protocolos de rede pode ser classificada como plana (reativa e pró-ativa), hierárquica, com base em localização, e híbrido [10].

protocolos de roteamento reativos, como DSR [11], AODV (Ad hoc On Demand Distance Vector) [12], AOMDV (Ad Hoc On-Demand Multipath Distance Vector Routing) [13], R3E (Reliable Reactive Routing Enhancement para Wireless Sensor Networks ) [14] eo HEER (eficiente protocolo reativa energia híbrida para redes de sensores sem fio) [15], a rota de processamento só acontece quando há informação a ser transmitida. Isso cria rotas adaptáveis ​​que se encaixam no ambiente e pode ser em constante mutação em um WSN (como inserir e remover nós). É importante notar que uma vez que cada nó atualiza sua tabela de rota individual, as mudanças na topologia da rede e novas rotas são criadas. Isto implica o processamento constante durante a transmissão de dados, aumentando o consumo de energia e latência [10].

protocolos de roteamento pró-ativas, tais como OLSR (Optimized Link State Routing Protocol) [16], DSDV (Destination-Sequenced Distance-Vector) [17] e do DEEC-LCH (Distributed Clustering eficiente da energia com tratamento de Cluster Linear) [18] atualizar constantemente informações de encaminhamento de cada nó para todos os outros nós da rede. Isso cria uma sobrecarga na transmissão desta informação através da rede, consumindo parte da largura de banda da rede, a fim de manter a tabela de roteamento dos nós da rede até à data [19].

Os protocolos simples normalmente aumentar a quantidade de roteamento e processamento de informações, quando o aumento do tamanho da rede. protocolos de roteamento hierárquicos, como HTR (heterogêneo Routing Protocol) [20], CGSR (Clusterhead gateway Swtching Routing) [21], Leach (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy) [22], HRTs (protocolo de sincronização de tempo reativa hierárquica para redes de sensores sem fio ) [23] e do (LEACH) 2 [24] procuram resolver este problema através da criação de clusters, que são grupos de nós que funcionam como redes sub-, limitando o tamanho da tabela de roteamento e do tamanho dos pacotes de atualização dentro do grupo. Clusters são tipicamente agrupados de acordo com a proximidade geográfica dos nós. Cada cluster tem um líder (cabeça cluster) que se comunica com os outros nós do cluster e com outros chefes de cluster da rede [10].

Os protocolos de roteamento com base na localização geográfica, tal como o equipamento (geográfica e Roteamento Ciente de Energia) [25], GPSR - TPC (Greedy Perimeter Stateless Routing em Redes Sem Fio) [26] eo LDDP (A dirigidos protocolo de roteamento de difusão baseados em localização para um crescimento inteligente casa rede de sensores) [27], use o GPS para determinar a posição dos nós e a melhor rota possível. Estes protocolos podem organizar a rede em topologias simples ou hierárquicos, dependendo da disponibilidade dos dispositivos de geolocalização. O uso desses protocolos aumentar o custo do equipamento e o consumo de energia adicional [10]. Devido a estes factores, estes protocolos não vai ser testado nas simulações do presente trabalho.

protocolos de roteamento híbridos, tais como DDR [28], ZigBee Routing Algorithm (ZBR) [29], ZRP (Routing Protocol Zona no Wireless Sensor Network) [30] eo FTE-Leach (LEACH tolerante a falhas e com eficiência energética) [31 ] têm características de protocolos simples e hierárquicos e podem ou não podem usar técnicas de geolocalização. Estes protocolos criar grupos de nós que fazem encaminhamento perto um do outro, reduzindo assim a sobrecarga da rede devido ao encaminhamento de computação. Normalmente, uma abordagem pró-ativa é realizada dentro dos grupos. Quando dois nós distantes estão envolvidos, o percurso é calculado por meio de técnicas de descoberta de rota [10].

O ZBR é um dos protocolos mais utilizados na indústria, e adapta-se ao tamanho da rede. Em redes muito pequenas a conexão peer-to-peer é usado, e em redes maiores, com AODV topologia mesh é usado. Em topologias hierárquicas HTR é utilizado [29]

À medida que as redes SmartGrids são geralmente composto de vários nós, é importante encontrar o protocolo de roteamento que é mais adequado para esta aplicação, garantindo melhor desempenho e garantir a QoS. Os protocolos utilizados na simulação NS2 para esse trabalho foram AODV, AOMDV, DSDV e HTR. Estes protocolos são extensivamente testado para diversas aplicações, tais como o uso em MANETs [13] e WSNs aplicados em parques eólicos [8]. O ZBR vai ser analisada indirectamente através da comparação do AODV com a HTR, uma vez que é um protocolo ZBR híbrida baseada nestes dois outros protocolos.

É importante notar que existem duas formas de comunicação entre os nós e a pia: O modo de always-on, sem a hibernação dos transceptores, e o modo de suspensão, com transmissão de dados periódicos com os nós sensores de hibernação entre um transmissões , mas com o sink sempre acordado.

No modo de comunicação com a hibernação, é necessário um esquema para garantir o tempo de enviar os dados entre o nó e pia. Isto é importante para proporcionar eficiência e minimizar o consumo de energia dos nós. Um esquema de comunicação temporária