Redes Inalámbricas de Sensores (WSN)

1. Simulación de Flooding en OMNeT++ para Redes de Sensores Inalámbricos (WSN)Dr. Rubén Álvaro González BenítezIIE. Julio César Muñoz Benítezrugonzalez@uv.mxjuliomunoz@uv.mxFacultad de Contaduría y AdministraciónXalapa

2. Redes Inalámbricas de Sensores (WSN) • Las Redes Inalámbricas de Sensores (WSN) tienen el potencial de volverse sistemas de ingeniería potencialmente útiles. • Antes de delegar tareas críticas a estos sistemas es necesario entender el comportamiento dinámico de estos sistemas en diversos escenarios.

3. Debido a esto hay una urgente necesidad de desarrollar plataformas de simulación que sean útiles para explorar los problemas de redes y los aspectos de computo distribuido en WSN. • Estas plataformas deben explorar efectos de escala, densidad, arquitectura a nivel de nodo, eficiencia en el consumo de energía, arquitectura de comunicación, etc.

4. El principal objetivo en el desarrollo de OMNeT++ es proporciona una herramienta potente para la simulación de eventos discretos en el ámbito académico que permita modelar redes de comunicación, multiprocesadores y otros tipos de sistemas paralelos o distribuidos.

5. Caso de Estudio. • Se presenta el caso de la simulación del comportamiento de un algoritmo de flooding a través de una WSN. Para su posterior estudio de análisis. Midiendo la energía gastada por cada nodo y la cantidad de mensajes que circulan por la red. • El Simulador utilizado para tal fin es OMNeT++, esto debido a su enfoque de simulación a base de módulos. Los cuales pueden ser utilizados para crear módulos compuestos o una red de nodos mas compleja. Así mismo, se puede implementar el gasto energético que se necesita para enviar cada mensaje.

6. Algoritmo de Flooding. • Flooding es una técnica donde cada nodo repite la información recibida, enviándolo como una señal de broadcast hasta que el se alcance un máximo numero de saltos o el destino sea el mismo nodo receptor. • Flooding es una técnica reactiva y no necesita de altos costos en mantenimiento de topología. Sin embargo tiene varias deficiencias.

7. Simulación de Flooding en OMNeT++ • En el ambiente de programación OMNeT++, se crea una red compuesta de 4 nodos, 1 nodo generador y 1 nodo sink.

8. Cada nodo “sensor” ha sido programado en C++, para reenviar todo mensaje que haya sido recibido, excepto al nodo que le envió previamente la información. La energía inicial de cada nodo es de 80mW. • El nodo “generador” se encarga de enviar un mensaje de inicio aleatoriamente a cualquiera de los nodos que tiene cerca. • Cada mensaje requiere 0.8mW para ser enviado.

11. Resultados. • Como se tenia previsto, aunque se haya generado solo un mensaje de inicio, el tipo de topología de la WSN permitió la duplicación de mensajes, siendo que de un solo mensaje enviado se crearon 147 mensajes.

12. Análisis de gasto de energía • Al realizar el análisis del gasto de energía se puede apreciar que el “nodo sensor2” es quien hace el mayor gasto de energía por la cantidad de mensajes que debe reenviar. Suponiendo que este nodo podría colapsar en un futuro.

13. Conclusiones y trabajos futuros. • El uso del ambiente de Simulación OMNeT++ brinda al usuario una amplia alternativa, permitiendo que las simulaciones de escenarios sean tan especificas como se desee, así mismo, da la libertad de crear y agregar variables especificas que quieran ser analizadas en diversas situaciones.

14. Una vez analizado el comportamiento de la técnica de flooding se planea hacer adecuaciones para evitar la duplicidad de mensajes y un gasto innecesario de la energía. • Se continuará realizando análisis de diferentes modificaciones a esta técnica y su comportamiento en este tipo de redes.