Análisis de las capas de acceso y opciones de rutado para comunicaciones industriales basado en NS-3

Abstract

[EN]Sensor networks arise thanks to the technology's ability to create a network of constant capture devices, which allows us to record and store certain information, transmit data from one device to another, and then retransmit all the information to store it in a central location. Always bearing in mind that all this will work with a very low energy expenditure. In the case of industrial process automation, called mission-critical applications and investigated by the TSR group (http://www.ehu.eus/tsr_radio) of the University of the Basque Country, not only energy efficient operation is required, but also a strict data transport performance. In particular, the data must be transported to a receiver in an appropriate and reliable way. The main objective of this project is to analyze and evaluate the performance parameters for wireless sensor networks in an industrial environment. In order to be validated the use of this type of networks using the tool, software, simulation NS-3. For this, a characterization of the applications, in wireless sensor networks, according to their network performance characteristics, has been carried out, in order to obtain and classify the existing MAC protocols based on delay and reliability characteristics. In addition, in order to achieve results in the form of simulations, the functionalities of the NS-3 program have been studied and an industrial simulation environment has been created.

[EU]Sentsore-sareak, teknologiak ematen dizkigun, gailuen etengabeko harrapaketa-sare bat sortzeko aukerei esker sortzen dira. Honek, informazio zehatz bat esleitzeko eta gordetzeko, gailu batetik bestera datuak transmititzeko eta ondoren kokapen nagusian biltegiratzeko, informazio guztia emateko aukera eskainiko digu. Honetarako, energia gastu oso murriztua beharko da. Prozesu industrialetan ematen den automatizazioari erreparatuz, Euskal Herriko Unibertsitateko TSR (http://www.ehu.eus/tsr_radio) taldeak ikertutako, misio kritiko izeneko, aplikazioen automatizazioaren kasuan, energiaren funtzionamendu eraginkorra eskatzearekin batera, datuen garraioaren errendimendu zorrotza eskatzen da. Zehazki, datuak hargailu batera modu egoki eta fidagarrian garraiatuak izan behar dira. Proiektu honen helburu nagusia, inguru industrial batean, haririk gabeko sentsore-sareen errendimendua aztertu eta ebaluatzea da. Modu honetan, NS-3 izeneko software tresnaren bidez, mota honetako sareen erabilera baliozkotzat joko da. Horretarako, sarean duen errendimenduaren ezaugarrien arabera, haririk gabeko sentsore-sareetan, aplikazioen karakterizazioa egin da. Honen helburua, atzerapen eta fidagarritasun ezaugarrietan oinarrituta dauden MAC protokoloak eskuratu eta sailkatzea izan da. Horrez gain, simulazio eran emaitzak lortu ahal izateko, NS-3 programaren funtzionalitateak aztertu dira eta industria simulazio-ingurune bat sortu da.

[EU]Las redes de sensores surgen gracias a las posibilidades que nos da la tecnología de crear una red de dispositivos de captura constante, que nos permita registrar y almacenar una determinada información, transmitir datos de un dispositivo a otro, y después retransmitir toda la información para almacenarla en una localización central. Teniendo, siempre, en cuenta que todo ello funcionará con un gasto de energía muy reducido. Para el caso de la automatización en procesos industriales, denominadas aplicaciones de misión crítica e investigadas por el grupo TSR (http://www.ehu.eus/tsr_radio) de la Universidad del País Vasco, se exige no sólo un funcionamiento eficiente de la energía, sino también un rendimiento estricto del transporte de datos. En particular, los datos deben ser transportados a un receptor de manera apropiada y fiable. El objetivo principal de este proyecto es analizar y evaluar los parámetros de rendimiento para redes inalámbricas de sensores en un entorno industrial. De forma que quede validado el uso de este tipo de redes mediante la herramienta, software, de simulación NS-3. Para ello, se ha realizado una caracterización de las aplicaciones, en redes inalámbricas de sensores, según sus características de rendimiento de red, con el objetivo de obtener y clasificar los protocolos MAC existentes en base a características de retardo y fiabilidad. Además, para poder lograr resultados en forma de simulaciones, se han estudiado las funcionalidades del programa NS-3 y se ha creado un entorno de simulación industrial.