Trådlösa sensornätverk (WSN) skryter med många tillämpningar som sträcker sig från hem apparatkontroll till miljöövervakning och smart sjukvård. På senare tid har de också visat fördelar för intelligenta transportsystem: övervakning av flygplanssystem och parametrar [1], övervakning av hjullager på tåg [2], och anslutningsgivare, strömbrytare och ställdon inuti bilar [3] [4] [5]. I dessa tillämpningar är förmågan att på ett tillförlitligt sätt aggregera data i ett eller flera bearbetningscenter avgörande för sensorernas övervakningskapacitet, vilka normalt är begränsade i både energi- och beräkningskraft. För transportsystem kompliceras denna aggregation ytterligare av de dynamiska kanalegenskaper som fordon kan uppleva när de färdas genom områden med olika radiointerferensmönster eller vägkvalitet. Hittills har flera enhopiga kommunikationsmodeller baserade på Zigbee, RFID och ultrabredbandsteknik undersökts för trådlösa nätverk inom bilar [3] [4] [5]; i dessa nätverk kommunicerar alla sensornoder på ett punkt-till-punkt-sätt (inom en stjärntopologi) med den centrala noden. För storskaliga utbyggnader, särskilt över stora fysiska avstånd, kan det vara fördelaktigt att ordna sensorer i ett multihop-nätverk, med vissa sensorer som vidarebefordrar information från andra sensorer till den centrala noden (eller samlingsroten). Inom fordonen är det dock inte klart om multihopnätverk är värt besväret, eftersom de små avstånden gör det möjligt för sensorerna att nå den centrala noden med hjälp av låg eller medelhög överföringskraft. Multihop nätverk lägger till kommunikation overhead till systemet, vilket kräver utbyte av metadata (t.ex. topologi information) och utnyttjande av tillgänglig bandbredd för paket återutläggning (med vissa incidenter störningar till andra sensorer). I detta arbete visar vi att, trots de förbehåll som nämnts ovan, multihop nätverk kan ge tydliga fördelar inom bilar. Särskilt, trots sina större omkostnader, kan det förbättra systemets tillförlitlighet, ge robust prestanda och minska kommunikationsenergi. Vi använder Collection Tree Protocol (CTP) [6] som ett multihop nätverk lager protokoll, eftersom det är brett utplacerad, väl forskade, och grunden för IPv6 Routing Protocol för låg effekt och förlorar nätverk (RPL) standard [7]. Våra resultat visar till exempel att paketleveranshastigheten för en nod med hjälp av ett topologiprotokoll med en enda hop kan vara under 80 procent i praktiska scenarier, medan CTP förbättrar tillförlitligheten prestanda utöver 95 procent i alla noder samtidigt minska radioenergiförbrukning. Vi utför flera experiment för att undersöka effekterna av miljöförhållanden på prestandan hos intra-bil WSN; till exempel, våra resultat visar att motorbuller inte har någon större effekt på prestanda, även om det lägger till 2-4 dB i bullereffekt [3]. Å andra sidan uppnår CTP klart bättre prestanda när ett fordon parkeras i ett täckt område (dvs. garage) än i ett öppet område (dvs. utomhusparkering). Såvitt vi vet är detta den första demonstrationen av de betydande fördelarna med multihopnätverk inom fordon. En preliminär version av våra resultat presenterades [8]. Resten av denna artikel är organiserad enligt följande. I följande avsnitt ger vi bakgrund Moderna fordon innehåller dussintals sensorer för att ge vitala sensordata till elektroniska styrenheter, vanligtvis genom fysiska ledningar, som ökar vikten, underhåll och kostnader för bilar. Trådlösa sensornätverk har övervägts för att ersätta de nuvarande fysiska ledningarna med trådlösa länkar, även om befintliga nätverk är alla en-hop, förmodligen eftersom bilar är tillräckligt små för att täckas av låg effekt kommunikation, och multihop nätverk kräver organisatoriska overhead. I motsats till tidigare arbeten undersöker vi experimentellt användningen av trådlös multihopkommunikation för att stödja intra-bilsensornätverk. Omfattande tester, körs under olika fordonsmiljöer, indikerar potentialen för betydande tillförlitlighet, robusthet och energianvändning förbättringar jämfört med befintliga enhop metoder. Vårt genomförande är baserat på protokollet Collection Tree, ett toppmodernt multihop datainsamling protokoll. om befintliga WSN-modeller inom bilen och om CTP. Efter det beskrivs vårt experimentella upplägg. Vi följer detta med en jämförelse av multihop CTP prestanda till en stjärna topologi protokoll under statiska förhållanden. Sedan utvidgar vi experimenten till dynamiska scenarier. Vi avslutar med övergripande tankar.
Författarna till REF visar att användningen av multihopnätverk för datakonvergerande sändning i ett fordon förbättrar prestandan jämfört med convergingcast med enkelhop.
Intra-car multihop wireless sensor networking: a case study
{'venue': 'IEEE Communications Magazine', 'journal': 'IEEE Communications Magazine', 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}