|
|
| Κωδικός Πόρου |
000425967 |
| Τίτλος |
Hardware implementation of BitSurfing communication logic |
| Άλλος τίτλος |
Υλοποίηση της λογικής BitSurfing σε πραγματικές IoT συσκευές |
|
Συγγραφέας
|
Καραγκούνης, Δημήτριος Γ.
|
|
Σύμβουλος διατριβής
|
Μαρκάτος, Ευάγγελος
|
|
Μέλος κριτικής επιτροπής
|
Ιωαννίδης, Σωτήρης
Πρατικάκης, Πολύβιος
|
| Περίληψη |
Η ανάγκη για ρεαλιστικά και με μειωμένες απαιτήσεις σε ενεργειακούς πόρους πρωτόκολλα
επικοινωνίας ολοένα και αυξάνεται στην εποχή του ΙοΤ. Η σχεδίαση και υλοποίηση νέων
εγκαταστάσεων ΙοΤ αναμένεται να αυξηθεί ακόμα περισσότερο στο ερχόμενα έτη ούτως ώστε
να εξυπηρετηθούν πολλαπλές εφαρμογές ποικίλων πεδίων.
Η αξιοπιστία και η μεγάλη ενεργειακή αυτονομία είναι δύο από τους σημαντικότερους
παράγοντες που λαμβάνονται υπόψη κατά τη σχεδίαση και υλοποίηση μια εφαρμογής ΙοΤ. Τα
προβλήματα που δημιουργούνται λόγω αδυναμίας παροχής του δεύτερου από αυτά είναι
ανάμεσα στα πιο δύσκολα προς επίλυση.
Έχοντας ως στόχο την αύξηση της αξιοπιστίας και της μακροζωίας (μεγάλης αυτονομίας) των ΙοΤ
συσκευών, πολλές ερευνητικές ομάδες έχουν προτείνει πρωτόκολλα και αρχιτεκτονικές
επικοινωνίας ειδικά σχεδιασμένα για εφαρμογές ΙοΤ.
Πρόσφατα, προτάθηκε ένα νέο θεωρητικό πρωτόκολλο επικοινωνίας $-$ το BitSurfing $-$ το
οποίο υπόσχεται να απλοποιήσει σημαντικά το σχεδιασμό του υλικού ενός ΙοΤ πομποδέκτη, με
προοπτική ακόμα και για βελτίωση της ασφάλειας και της ενεργειακής απόδοσης ολόκληρης της
συσκευής.
Στην παρούσα εργασία αποδεικνύεται η υλοποιησιμότητα της λογικής στην οποία βασίζεται το
BitSurfing, χρησιμοποιώντας απλό υλικό όπως είναι οι συσκευές Raspberry Pi. Βάση της λογικής
BitSurfing που μελετάται, οι κόμβοι εκμεταλλεύονται πακέτα που εκπέμπονται στο δίκτυο τους
και τα αξιοποιούν για να επιτύχουν επικοινωνία μεταξύ των κόμβων του δικτύου τους. Κάθε
κόμβος διατηρεί ένα καταχωρητή τύπου FIFO, στον οποίο αποθηκεύονται τα ληφθέντα πακέτα.
Αν ένας κόμβος θέλει να στείλει μήνυμα, περιμένει ώσπου να εμφανιστεί το μήνυμα στον
καταχωρητή του και έπειτα στέλνει ένα παλμό χαμηλής ενέργειας και διάρκειας ενός bit στους
γειτονικούς του κόμβους.
Το BitSurfing μειώνει σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας σε ΙοΤ συσκευές και συνεπώς έχει
προοπτική χρήσης ακόμη και σε συσκευές χωρίς μπαταρίες. Σε αυτή την εργασία μελετάται η
υλοποίηση της λογικής BitSurfing σε πραγματικές ΙοΤ συσκευές με τα αποτελέσματα να δείχνουν
ότι η προτεινόμενη λογική μπορεί πράγματι να χρησιμοποιηθεί για τη μεταφορά δεδομένων
μεταξύ των κόμβων ενός δικτύου.
Η μελέτη δείχνει ότι η λογική BitSurfing είναι υλοποιήσιμη ακόμη και με πολύ συνηθισμένο
υλικό, ενώ ορίζεται ένα εμπειρικό μοντέλο για τη λειτουργία του BitSurfing.
Με στόχο να καλυφθούν τυχόν προβληματισμοί σχετικά με το μέγεθος του δικτύου στο οποίο
μπορεί να χρησιμοποιηθεί η συγκεκριμένη λογική, δημιουργήθηκε ένας προσομοιωτής σε λογική
πολυνηματικής υλοποίησης, ώστε να επιτυγχάνεται η κατά το δυνατό ανεξαρτησία μεταξύ των
προσομοιωμένων κόμβους BitSurfing. Ο προσομοιωτής δοκιμάστηκε για διάφορα μεγέθη
δικτύου και επίπεδα συμφόρησης, με τα αποτελέσματα να συμφωνούν με αυτά της υλοποίησης
σε πραγματικές συσκευές και να δείχνουν ότι η λογική επικοινωνίας BitSurfing δύναται να
εφαρμοστεί.
Τέλος επισημαίνονται ενδιαφέρουσες ερευνητικές κατευθύνσεις αφού πρώτα περιγραφούν δύο
συγκεκριμένα παραδείγματα στα οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί η εξεταζόμενη λογική
επικοινωνίας
|
| Φυσική περιγραφή |
vi, 61 σ. : σχεδ., πιν., εικ. ; 30 εκ. |
| Γλώσσα |
Αγγλικά |
| Θέμα |
Διαδίκτυο των πραγμάτων |
| Ημερομηνία έκδοσης |
2019-11-22 |
| Συλλογή
|
Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
|
|
|
Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
|
| Εμφανίσεις |
405 |
Hardware implementation of BitSurfing communication logic
