Algoritmo de localização de nodos para redes de sensores móveis

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Leonardo Londero de
Data de Publicação: 2009
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do 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.
id UFSM_9cedcfd0b410451b36d90691034c2fd4
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsm.br:1/3663
network_acronym_str UFSM
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM
repository_id_str
spelling 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:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do 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:1/3663Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2017-07-25T13:58:30Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
dc.title.por.fl_str_mv Algoritmo de localização de nodos para redes de sensores móveis
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Node localization algorithm to mobile sensor networks
title Algoritmo de localização de nodos para redes de sensores móveis
spellingShingle Algoritmo de localização de nodos para redes de sensores móveis
Oliveira, Leonardo Londero de
Redes de sensores móveis
Algoritmo de localização
ASIC
Mobile sensor networks
Localization algorithm
ASIC
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
title_short Algoritmo de localização de nodos para redes de sensores móveis
title_full Algoritmo de localização de nodos para redes de sensores móveis
title_fullStr Algoritmo de localização de nodos para redes de sensores móveis
title_full_unstemmed Algoritmo de localização de nodos para redes de sensores móveis
title_sort Algoritmo de localização de nodos para redes de sensores móveis
author Oliveira, Leonardo Londero de
author_facet Oliveira, Leonardo Londero de
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Martins, João Baptista dos Santos
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784110Y6
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Nunes, Raul Ceretta
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4792667H1
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Campos, Alexandre
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780200P7
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Reis, Ricardo Augusto da Luz
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783597Z6
dc.contributor.referee4.fl_str_mv Costa, Eduardo Antonio César da
dc.contributor.referee4Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780836T9
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4775023D8
dc.contributor.author.fl_str_mv Oliveira, Leonardo Londero de
contributor_str_mv Martins, João Baptista dos Santos
Nunes, Raul Ceretta
Campos, Alexandre
Reis, Ricardo Augusto da Luz
Costa, Eduardo Antonio César da
dc.subject.por.fl_str_mv Redes de sensores móveis
Algoritmo de localização
ASIC
topic Redes de sensores móveis
Algoritmo de localização
ASIC
Mobile sensor networks
Localization algorithm
ASIC
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
dc.subject.eng.fl_str_mv Mobile sensor networks
Localization algorithm
ASIC
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
description 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.
publishDate 2009
dc.date.issued.fl_str_mv 2009-12-21
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2017-05-29
dc.date.available.fl_str_mv 2017-05-29
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv OLIVEIRA, 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.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3663
identifier_str_mv OLIVEIRA, 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.
url http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3663
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.cnpq.fl_str_mv 300400000007
dc.relation.confidence.fl_str_mv 400
500
300
300
300
300
300
dc.relation.authority.fl_str_mv 387c22c8-ee71-42c2-bef6-6512bce38747
3b7f10cc-5952-4aa2-a888-6e38e3821019
57fafaae-aad3-4366-bce3-ab3e71704ade
8131d74d-cc48-4d32-950e-529bd63c9b32
8da0ec62-696a-448a-a98a-373f01bd6f8b
04e3c11e-7a90-4da4-a10f-22c79cf24fa7
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSM
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Engenharia Elétrica
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Santa Maria
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM
instname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron:UFSM
instname_str Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron_str UFSM
institution UFSM
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/3663/1/OLIVEIRA%2c%20LEONARDO%20LONDERO.pdf
http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/3663/2/OLIVEIRA%2c%20LEONARDO%20LONDERO.pdf.txt
http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/3663/3/OLIVEIRA%2c%20LEONARDO%20LONDERO.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 7886d6fbbc040b16b46d63c48dc0f5eb
4dd76c0f2251483ef129544f060193dd
57253834bf5b3309f6a67a208ac14e68
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
repository.mail.fl_str_mv atendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com
_version_ 1801485106047614976