Algoritmo de localização de nodos para redes de sensores móveis
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Data de Publicação: | 2009 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional Manancial UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3663 |
Resumo: | This thesis presents contributions to node localization in mobile sensor networks. Considering the importance of localization algorithms in identifying the location of an event in order to better determine the action to be taken by the user, a new localization algorithm to operate in mobile networks was designed, assuming an uncontrollable movement of the nodes. This algorithm, which we call CentroidM, has the Centroid method as a stand. Positive features of the Centroid algorithm were kept while their limitations due to the dynamic characteristcs of the network movement were mitigated. Besides the concern regarding the accuracy of the method, the power consumption of the algorithm was addressed too. The design of an dedicated integrated circuit to deal with the localization task in a mobile network is justified given the high activity of such a subsystem in the given scenario. This way, the focus of this Thesis relies on a low power localization algorithm for mobile networks, with characteristics to allow raising calculated coordinates accuracy in both static and mobile scenarios. The results show that the CentroidM is 30% more accurate than the Centroid on a static scenario, and 40% when we consider a node movement without actuators. These benefits have some computational overhead, increasing 2.76 times the time spent by the CentroidM to run a localization process. However, simulation results showed it is possible to remove such overhead and still keep the achieved estimation gains near 10%. The implementation of the localization method was accomplished through an integrated circuit, which reduced the energy expended during the computation of the coordinates by an order of magnitude when comparing with the execution of the algorithm in a low power commercial microcontroller. |
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2017-05-292017-05-292009-12-21OLIVEIRA, Leonardo Londero de. Node localization algorithm to mobile sensor networks. 2009. 137 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2009.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3663This thesis presents contributions to node localization in mobile sensor networks. Considering the importance of localization algorithms in identifying the location of an event in order to better determine the action to be taken by the user, a new localization algorithm to operate in mobile networks was designed, assuming an uncontrollable movement of the nodes. This algorithm, which we call CentroidM, has the Centroid method as a stand. Positive features of the Centroid algorithm were kept while their limitations due to the dynamic characteristcs of the network movement were mitigated. Besides the concern regarding the accuracy of the method, the power consumption of the algorithm was addressed too. The design of an dedicated integrated circuit to deal with the localization task in a mobile network is justified given the high activity of such a subsystem in the given scenario. This way, the focus of this Thesis relies on a low power localization algorithm for mobile networks, with characteristics to allow raising calculated coordinates accuracy in both static and mobile scenarios. The results show that the CentroidM is 30% more accurate than the Centroid on a static scenario, and 40% when we consider a node movement without actuators. These benefits have some computational overhead, increasing 2.76 times the time spent by the CentroidM to run a localization process. However, simulation results showed it is possible to remove such overhead and still keep the achieved estimation gains near 10%. The implementation of the localization method was accomplished through an integrated circuit, which reduced the energy expended during the computation of the coordinates by an order of magnitude when comparing with the execution of the algorithm in a low power commercial microcontroller.Esta Tese apresenta contribuições ao processo de localização de nodos em redes de sensores móveis. Considerando a importância de algoritmos de localização em uma rede para identificar o local do evento sob estudo e determinar a ação a ser tomada pelo usuário, é desenvolvido um novo algoritmo de localização para operar em redes de sensores móveis, focando o aspecto da mobilidade não controlada dos nodos. Este algoritmo, ao qual denominamos CentroidM, teve como base de desenvolvimento o método Centroid. Foram mantidas as características positivas do Centroid e exploradas as limitações do método para a sua execução em uma rede que considera o movimento. Além do objetivo em reduzir o erro das estimativas de posicionamento calculadas pelo algoritmo, o consumo de potência do método apresentado neste trabalho é enfatizado. O projeto de um circuito integrado dedicado que desempenhe o processo de localização em uma rede móvel é justificado pela intensa utilização de tal subsistema neste tipo de rede, além dos benefícios que um hardware dedicado traz face à redução da energia gasta nesta operação. Desta forma, o foco deste trabalho recai sobre um algoritmo de localização para redes móveis e as características desta abordagem que permitiram aumentar a precisão das estimativas de posicionamento tanto em um cenário com ausência de movimento dos nodos, quanto em outro onde o aspecto da mobilidade sem atuadores foi considerada. Os resultados obtidos nesta Tese demostraram que o CentroidM é 30% mais preciso que o Centroid para um cenário estático e 40% considerando a mobilidade da rede. O ganho alcançado em precisão teve um custo computacional que elevou em 2, 76 vezes o tempo gasto pelo CentroidM para realizar um procedimento de localização. Contudo, os resultados de simulação mostraram que é possível eliminar a sobrecarga computacional e ainda assim atingir ganhos em precisão próximos a 10%. O desenvolvimento do método de localização é complementado pela sua implementação em um circuito integrado dedicado, reduzindo a energia gasta no processo de estimativa da posição em uma ordem da magnitude face à execução do algoritmo em um microcontrolador comercial de baixo consumo.application/pdfporUniversidade Federal de Santa MariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFSMBREngenharia ElétricaRedes de sensores móveisAlgoritmo de localizaçãoASICMobile sensor networksLocalization algorithmASICCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAAlgoritmo de localização de nodos para redes de sensores móveisNode localization algorithm to mobile sensor networksinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisMartins, João Baptista dos Santoshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784110Y6Nunes, Raul Cerettahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4792667H1Campos, Alexandrehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780200P7Reis, Ricardo Augusto da Luzhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783597Z6Costa, Eduardo Antonio César dahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780836T9http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4775023D8Oliveira, Leonardo Londero de300400000007400500300300300300300387c22c8-ee71-42c2-bef6-6512bce387473b7f10cc-5952-4aa2-a888-6e38e382101957fafaae-aad3-4366-bce3-ab3e71704ade8131d74d-cc48-4d32-950e-529bd63c9b328da0ec62-696a-448a-a98a-373f01bd6f8b04e3c11e-7a90-4da4-a10f-22c79cf24fa7info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional Manancial UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSMORIGINALOLIVEIRA, LEONARDO LONDERO.pdfapplication/pdf19943882http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/3663/1/OLIVEIRA%2c%20LEONARDO%20LONDERO.pdf7886d6fbbc040b16b46d63c48dc0f5ebMD51TEXTOLIVEIRA, LEONARDO LONDERO.pdf.txtOLIVEIRA, LEONARDO LONDERO.pdf.txtExtracted texttext/plain282876http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/3663/2/OLIVEIRA%2c%20LEONARDO%20LONDERO.pdf.txt4dd76c0f2251483ef129544f060193ddMD52THUMBNAILOLIVEIRA, LEONARDO LONDERO.pdf.jpgOLIVEIRA, LEONARDO LONDERO.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg2187http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/3663/3/OLIVEIRA%2c%20LEONARDO%20LONDERO.pdf.jpg57253834bf5b3309f6a67a208ac14e68MD531/36632017-07-25 10:58:30.222oai:repositorio.ufsm.br:1/3663Repositório Institucionalhttp://repositorio.ufsm.br/PUBhttp://repositorio.ufsm.br/oai/requestouvidoria@ufsm.bropendoar:39132017-07-25T13:58:30Repositório Institucional Manancial UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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